JP5909539B2 - 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る。

液晶表示装置は現在最も幅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（ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成されている二枚の表示板と、その間に入っている液晶層を含む。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、これを通じて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映像を表示する。

液晶表示装置の中で、電場が印加されていない状態で液晶分子の長軸を上下表示板に対して垂直を成すように配列した垂直配向方式（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｍｏｄｅ）液晶表示装置はコントラスト比が大きく、広い基準視野角実現が容易であるので脚光を浴びている。

このような垂直配向モード液晶表示装置で広視野角を実現するために、一つの画素に液晶の配向方向が異なる複数のドメイン（ｄｏｍａｉｎ）を形成することができる。

このように複数のドメインを形成する手段の一例としては、電場生成電極にスリットなどの切開部を形成するなどの方法がある。この方法は、切開部の周縁（ｅｄｇｅ）とこれと対向する電場生成電極の間に形成されるフリンジフィールド（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）によって液晶が再配列されることによって複数のドメインを形成することができる。

本発明が解決しようとする課題は、広い視野角を有し、透過率に優れた液晶表示装置を提供することにある。

本発明の一実施例による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板及び第２基板、前記第１基板の上に位置するスイッチング素子、前記スイッチング素子に連結されており、データ電圧の印加を受ける画素電極、前記第２基板の上に形成されている対向電極、そして
前記第１基板及び前記第２基板の間に位置し、液晶分子を含む液晶層を含む。前記画素電極は複数の微細枝部を含み、前記画素電極は、前記微細枝部の長さ方向が互いに異なる複数の副領域を含み、前記微細枝部は、前記第１基板面に対して下の方向に凹むかまたは上の方向に膨らむように形成されており、前記微細枝部の幅及び前記微細枝部の間の領域の幅のうちの少なくとも一つは２μｍ以上６μｍ以下であり、前記微細枝部の前記微細枝部の間の領域との段差は前記液晶層のセルギャップの２０％以下であり、前記対向電極と前記画素電極が前記液晶層に電場を印加しないとき、前記液晶分子は前記上の方向に膨らむ部分の周縁辺の傾斜によって前記下の方向に凹む部分の内側に向いて傾いている。

前記微細枝部の前記微細枝部の間の領域との段差は０.１μｍ以上０.６μｍ以下である。

前記微細枝部の断面構造における側面が前記第１基板の面に対して成す角は１０度以上１００度以下である。

前記画素電極上に位置する平坦化絶縁膜をさらに含む。

隣接する微細枝部の間の領域は前記微細枝部の凹凸形状と反対の形状に形成されている。

前記対向電極は前記第２基板の全面に形成されており、一定の電圧の印加を受ける。

前記対向電極の表面は平坦に形成されている。

前記液晶層は前記第１基板及び前記第２基板面に対して垂直配向されている。

液晶分子は前記微細枝部の長さ方向にプリチルト角を成して配向されている。

上記構成によれば、広い視野角を有し、透過率に優れた液晶表示装置を提供することができる。

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。 本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する配置図である。 図３の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線による断面図である。 図３の液晶表示装置のＶ−Ｖ線による断面図の一例である。 図３の液晶表示装置で液晶層に電場を印加することによる液晶分子の配列変化を示した図であって、図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図である。 図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。 図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。 図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。 図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。 図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。 図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。 図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。 本発明の他の実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する配置図である。 図１４Ａの液晶表示装置のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線による断面図である。 図１４Ａに示した液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する配置図である。 図１６の液晶表示装置のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線による断面図である。 図１６の液晶表示装置のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線による断面図の一例である。 図１６の液晶表示装置において、液晶層に電場を印加することによる液晶分子の配列変化を示した図であって、図１６の液晶表示装置をＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿って切断して示した断面図である。 図１６の液晶表示装置のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線による断面図の一例である。

以下では、添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様な相違した形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限られない。

図面においては、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。明細書全体を通じて類似な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」あるとする場合、これは他の部分の「直上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「直上に」あるとする場合には中間に他の部分がないことを意味する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施例による液晶表示装置について説明する。

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を参照すれば、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（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐａｎｅｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、ゲート駆動部（ｇａｔｅ ｄｒｉｖｅｒ）４００、及びデータ駆動部（ｄａｔａ ｄｒｉｖｅｒ）５００を含む。

液晶表示板組立体３００は等価回路に見れば、複数の信号線（ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）と、これに連結されており、ほぼ行列形態に配列された複数の画素（ｐｉｘｅｌ）（ＰＸ）を含む。反面、図２に示した構造に見れば、液晶表示板組立体３００は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、そしてその間に入っている液晶層３を含む。

信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）は下部表示板１００に備えられており、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、データ電圧を伝達する複数のデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）を含む。

各画素（ＰＸ）、例えば、ｉ番目（ｉ＝１、２、…、ｎ）ゲート線（Ｇｉ）とｊ番目（ｊ＝１、２、…、ｍ）データ線（Ｄｊ）に連結された画素（ＰＸ）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（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（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、その制御端子はゲート線（Ｇｉ）に連結されており、入力端子はデータ線（Ｄｊ）に連結されており、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と上部表示板２００に複数の画素（ＰＸ）に亘って形成されている対向電極２７０を二つの端子にし、二つの電極１９１、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。

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に備えられた別個の信号線（図示せず）と画素電極１９１が絶縁体を介して重なって形成され、この別個の信号線には共通電圧Ｖｃｏｍなどの定められた電圧が印加されることができる。しかし、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、画素電極１９１が絶縁体を媒介として真上の前段ゲート線（Ｇｉ−１）と重なって形成されることができる。

一方、色表示を実現するためには、各画素（ＰＸ）が基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示するか（空間分割）、各画素（ＰＸ）が時間に伴って交互に基本色を表示するように（時間分割）して、これら基本色の空間的、時間的合によって所望の色が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色を挙げられる。図２は空間分割の一例であって、各画素（ＰＸ）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の一つを示す色フィルター２３０を備えることを示している。図２とは違って、色フィルター２３０は下部表示板１００の画素電極１９１の上または下に置くこともできる。

液晶表示板組立体３００には少なくとも一つの偏光子（図示せず）が備えられることができる。

再び図１を参照すれば、データ駆動部５００は液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されており、データ電圧をデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。

ゲート駆動部４００は液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されており、スイッチング素子（Ｑ）を導通させられるゲートオン電圧（Ｖｏｎ）とゲートオフさせられるゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせからなるゲート信号をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加する。

それでは、図１及び図２に示した液晶表示装置の一例について、図３、図４、及び図５を参照して詳細に説明する。

図３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配置図であり、図４は、図３の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線による断面図であり、図５は、図３の液晶表示装置のＶ−Ｖ線による断面図の一例である。

本発明の一実施例による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びこれら二つの表示板１００、２００の間に入っている液晶層３を含む。

まず、下部表示板１００について説明する。

絶縁基板１１０の上にゲート電極（ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１２４を含む複数のゲート線１２１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。

ゲート線１２１の上にはゲート絶縁膜（ｇａｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１４０が形成されており、ゲート絶縁膜１４０の上には、水素化非晶質または多結晶シリコンなどで形成することができる複数の島型半導体１５４が形成されている。

半導体１５４の上には複数対の島型抵抗性接触部材（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）１６３、１６５が形成されている。島型抵抗性接触部材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されたり、シリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）で形成されることができる。

抵抗性接触部材１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０の上には複数のデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）１７１と複数のドレイン電極（ｄｒａｉｎｅ ｌｅｃｔｒｏｄｅ）１７５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と交差する。データ線１７１はゲート電極１２４に向かって延びて、Ｕ字型に曲がったソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１７３を含む。

ドレイン電極１７５は、縦部（図面符号１７５で示された部分）、横部１７６、及び拡張部１７７を含む。縦部はゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向し、横部１７６は縦部と垂直に交差し、ゲート線１２１と並んで横に延びており、拡張部１７７は横部１７６の一側端部に位置し、他の層との接触のために面積が広い。

ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は、半導体１５４と共に薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ−ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）（Ｑ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）はソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の半導体１５４に形成される。

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とドレイン電極１７５の間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くする。半導体１５４には、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の間を始めとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５で遮らずに露出された部分がある。

データ線１７１、ドレイン電極１７５、及び露出された半導体１５４部分の上には、無機絶縁物または有機絶縁物などからなる保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０には、ドレイン電極１７５の拡張部１７７を露出する複数の接触孔（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）１８５が形成されている。また、図５を参照すれば、保護膜１８０の上面には複数の凹凸が形成されている部分があるが、凹凸の形状に対する説明は後の画素電極１９１の説明部分ですることにする。

保護膜１８０の上にはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）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複数の画素電極（ｐｉｘｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１９１が形成されている。

画素電極１９１の全体的な形状は四角形であり、横幹部１９３、横幹部１９３と直交する縦幹部１９２、複数の微細枝部１９４、及び下端の突出部１９７を含む。画素電極１９１は横幹部１９３及び縦幹部１９２によって四つの副領域に分けられる。微細枝部１９４は横幹部１９３及び縦幹部１９２から斜めに延びており、その延びる方向はゲート線１２１または横幹部１９３とほぼ４５度または１３５度の角を成すことができる。また、隣接する二つの副領域の微細枝部１９４は互いに直交することができる。

図３及び図５に示した実施例によれば、画素電極１９１の微細枝部１９４は互いに物理的に連結されている。つまり、画素電極１９１は保護膜１８０の凹凸状に形成された複数の凹凸を有しており、図５を参照すれば、微細枝部１９４は凸部分に相当し、微細枝部１９４の間の領域は凹部分に相当する。ここで、凹とは、図３の面に対して垂直方向に凹む方向であり、図５に対しては下の方向を意味する。また、凸とは、図３の面から突出する方向であり、図５に対しては上の方向を意味する。これにより、画素電極１９１の横幹部１９３及び縦幹部１９２も凸状に膨らんでいるように形成されることができる。しかし、これとは反対に、図３に示された微細枝部１９４の部分と共に横幹部１９３及び縦幹部１９２は凹むように形成され、微細枝部１９４の間の領域は凸状に膨らむように形成されることもできる。

画素電極１９１の微細枝部１９４を形成する凸部分の側面が基板１１０面に対して成す角（α）は、図５ではほとんど直角に示されているがこれに限定されず、１０度以上１００度以下であることができる。

微細枝部１９４の幅または凸部分の幅（Ｗｂ）と、微細枝部１９４の間の領域の幅または凹部分の幅（Ｗａ）は２μｍ以上６μｍ以下であることができる。したがって、一つの凹凸、つまり、隣接する凹部分と凸部分の総幅（Ｗｐ）は４μｍ以上１２μｍ以下であることができる。また、画素電極１９１の凹部分と凸部分の高さの差（ｄＨ）は、液晶層３のセルギャップ（Ｄ）のほぼ２０％以下であることができ、または０.１μｍ以上０.６μｍ以下であることができる。この時、液晶層３のセルギャップ（Ｄ）は１μｍ以上１０μｍ以下であることができる。

画素電極１９１は、下端の突出部１９７で接触孔１８５を通してドレイン電極１７５に連結されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。

画素電極１９１の上には配向膜１１が形成されている。

次に、上部表示板２００について説明する。

絶縁基板２１０の上に遮光部材（ｌｉｇｈｔ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）２２０が形成されている。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開口部２２５を含む。

基板２１０及び遮光部材２２０の上には複数の色フィルター２３０が形成されている。色フィルター２３０は遮光部材２２０で囲まれた領域内に大部分存在し、画素電極１９１列、つまり、図３で縦方向に沿って長く延びて形成されている。各色フィルター２３０は、赤色、緑色、及び青色の三原色など基本色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示することができる。

色フィルター２３０及び遮光部材２２０の上には蓋膜（ｏｖｅｒ ｃｏａｔ）２５０が形成されていることができ、蓋膜２５０の上には、画素電極１９１と対向する対向電極２７０が基板の全面に形成されている。対向電極２７０は複数の画素電極１９１、例えば、全ての画素電極１９１と対向できるように共通に形成されていることができる。対向電極２７０の表面は実質的に平坦していることができる。

対向電極２７０の上には配向膜２１が塗布されている。

二つの配向膜１１、２１は垂直配向膜であることができる。

下部表示板１００と上部表示板２００の間に入っている液晶層３は、負の誘電率異方性を有する液晶分子３１を含むことができる。液晶分子３１は、電場がない状態で概してその長軸が二つの表示板１００、２００の表面に対して垂直を成すように配向されていることができる。しかし、画素電極１９１の凸部分（図５の実施例では微細枝部１９４）の周縁辺に隣接する位置の液晶分子３１は、凸部分の周縁辺の傾斜によって凹部分側に傾いていることができる。

また、液晶分子３１は、微細枝部１９４の長さ方向に実質的に平行な方向にプレチルト（ｐｒｅｔｉｌｔ）を成して初期配向されていることができる。ここで、長さ方向に平行な方向にプレチルトしているとは、図３において、微細枝部１９４に沿って切断した断面において、複数の液晶分子３１が、概ね同一の方向のプレチルト角を有しながら、微細枝部１９４の長さ方向に沿って配列されていることを言う。このような場合、液晶層３は、液晶分子３１以外に液晶分子３１のプレチルトを決定する重合体をさらに含むこともできる。液晶分子３１がプレチルトを有するように初期配向する方法については後述する。

以下では、本発明の一実施例による液晶表示装置の動作について、前述の図３乃至図５と共に図６を参照して説明する。

図６は、図３の液晶表示装置で液晶層に電場を印加することによる液晶分子の配列変化を示した図であって、図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断した断面図として示したものである。

ゲート線１２１にゲート信号を印加すると、ゲート線１２１に連結された薄膜トランジスタのスイッチング素子（Ｑ）が導通する。そうすると、データ線１７１に印加されたデータ電圧が導通したスイッチング素子（Ｑ）を通して当該画素電極１９１に印加される。データ電圧の印加を受けた画素電極１９１は一定の電圧の印加を受けた対向電極２７０と共に液晶層３に電場を生成する。そうすると、液晶層３の液晶分子３１は電場に応答してその長軸が電場の方向に垂直を成すように方向を変えようとする。液晶分子３１が傾いた程度に応じて液晶層３に入る入射光の偏光の変化の程度が変わり、このような偏光の変化は偏光子によって透過率変化に示し、これを通して液晶表示装置は映像を表示する。

一方、画素電極１９１の凹凸の凸部分（図５及び図６の実施例では微細枝部１９４）の周縁辺は、電場を歪曲させて画素電極の凸部分の周縁辺に垂直な水平成分を形成し、液晶分子３１の傾斜方向は水平成分によって決定される方向に決定される。ここで、凸部分の周縁辺は、凸部分の図５中の面に垂直な方向の辺であり、凸部分の周縁辺に垂直な水平成分とは、図５中の左右方向の成分である。したがって、液晶分子３１は、最初は画素電極１９１の凸部分の辺に垂直な方向に傾こうとするが、隣接する凸部分のそれぞれ辺による電場の水平成分の方向が互いに反対であり、凸部分の間の間隔が狭いため、互いに反対方向に傾こうとする液晶分子３１が共に凸部分の長さ方向に平行な方向に傾くようになる（例えば図６（ｂ）、（ｃ）参照）。

さらに、液晶分子３１は、電圧の印加前に既に画素電極１９１の凹凸の凸部分の周縁辺の傾斜に沿って凹部分側に傾いているので（例えば図６（ａ）参照）、電圧の印加により凸部分の辺に垂直な方向へもっと傾こうとする（例えば図６（ｂ）参照）。また、液晶分子３１が凸部分、つまり、微細枝部１９４の長さ方向にプレチルトを成している場合、前記のように二段階にわたって凸部分（微細枝部１９４）の長さ方向に傾くのではなく、一段階でプレチルトを成す方向に直ちに傾くようになる（例えば図６（ｃ）参照）。これによって液晶表示装置の応答速度を向上させることができる。

一つの画素電極１９１は微細枝部１９４の長さ方向が互いに異なる四つの副領域を含むので、液晶分子３１が傾く方向はほぼ４方向となり、液晶分子３１の配向方向が異なる四つのドメインが液晶層３に形成される。このように液晶分子が傾く方向を多様にすれば液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。このように液晶分子３１の傾斜方向を制御する画素電極１９１の横幹部１９３、縦幹部１９２、及び微細枝部１９４などを液晶方向制御部という。

画素電極１９１と対向電極２７０は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）を成して、スイッチング素子（Ｑ）がゲートオフされた後にも印加された電圧を維持する。

１水平周期（“１Ｈ”とも言う）を単位にして、このような過程を繰り返すことによって、全てのゲート線１２１に対して順次にゲート信号を印加し、全ての画素電極１９１にデータ電圧を印加して１フレーム（ｆｒａｍｅ）の映像を表示する。

１フレームが終われば次のフレームが始まり、各画素電極１９１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となるように、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ことができる（“フレーム反転”）。

図６には示されていないが、前述の実施例での色フィルター２３０、蓋膜２５０、そして配向膜１１、２１などがさらに含まれていることができる。

このように本実施例によれば、画素電極１９１の液晶方向制御部１９２、１９３、１９４の凹凸形状に応じて液晶層３の液晶分子３１が傾斜を成すようになり、液晶分子３１の応答速度を向上させることができる。また、画素電極１９１の微細枝部１９４の間の領域を全て除去せずに凹部分として形成することによって、液晶層３で二つの表示板１００、２００に垂直な電場成分が強化され、これによって液晶分子３１の応答速度が向上し、液晶表示装置の透過率を高めることができる。

また、前述の通り、凹凸状に形成された画素電極１９１の液晶方向制御部１９２、１９３、１９４の幅または凹部分と凸部分の高さの差などを設定すれば液晶層３の液晶分子３１の応答速度がより向上し、液晶表示装置の透過率が向上する。

それでは、液晶分子３１がプレチルトを有するように初期配向する方法の一例について説明する。

まず、紫外線などの光による重合反応（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）によって硬化する単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）などのプレ重合体（ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ）を液晶物質と共に二つの表示板１００、２００の間に注入する。プレ重合体は、紫外線などの光によって重合反応をする反応性メソゲン（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｏｇｅｎ）であることができる。

次に、前述の液晶表示装置の動作の通り、画素電極１９１にデータ電圧を印加し、上部表示板２００の対向電極２７０に一定の電圧を印加して、二つの表示板１００、２００の間の液晶層３に電場を生成する。そうすると、液晶層３の液晶分子３１はその電場に応答して前述の通りに二段階にわたって画素電極１９１の凸部分、つまり、微細枝部１９４の長さ方向に平行な方向に傾き、一つの画素（ＰＸ）で液晶分子３１が傾く方向は総四方向となる。

液晶層３に電場を生成した後で紫外線などの光を照射すると、プレ重合体が重合反応をして液晶層３内に形成されたり、表示板１００、２００の配向膜１１、２１の表面に接して形成される重合体が形成される。このような液晶層３内に形成される重合体または液晶分子と配向膜１１、２１の間に形成される重合体により、液晶分子３１は電極１９１、２７０に電圧を加えていない状態でも微細枝部１９４の長さ方向にプレチルトを有するように配向方向が決められる。そのプレチルトは好ましくは基板の表面から８８〜８９.９度を有するようにするが、ほぼ８５度以上であればコントラスト比の損失を最小化し、液晶の電界に対する応答速度を改善することに効果を上げられる。

次に、前述の図１乃至図６と共に図７乃至図１３を各々参照して、本発明の多様な他の実施例による液晶表示装置について順次に説明する。前述の実施例と同一な構成要素については同一図面符号を付与し、同一な説明は省略する。

図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２、そして図１３は、各々、図３の液晶表示装置をＶ−Ｖ線に沿って切断して示した断面図の一例である。図７乃至図１３で示されていないが、前の実施例で説明した色フィルター２３０、蓋膜２５０、または配向膜１１、２１などをさらに含むことができる。

まず、図７を参照すれば、本実施例による液晶表示装置は図３乃至図５に示した実施例と大部分同一であるが、画素電極１９１と配向膜１１の間に絶縁膜１８８がさらに形成されている。絶縁膜１８８は画素電極１９１の凹凸の上に形成されてその表面を平坦に整えることができる。しかし、このような絶縁膜１８８の平坦化により、液晶分子３１は図示したものとは違って、画素電極１９１の凸部分の周縁辺の傾斜に起因しては凹部分側に傾いていないことがある。しかし、液晶層３の液晶分子３１がプレチルトされている場合は図７に示したように、液晶層３の液晶分子３１は凸部分、つまり、微細枝部１９４の周縁辺の周囲で凹部分側に傾いていることができる。つまり、本実施例では、液晶分子３１は、凸部分の周縁辺の傾斜によって凹部分側に傾いていない場合でも、プレチルトにより凹部分側に傾いている。

次の図８を参照すれば、本実施例による液晶表示装置は図３乃至図５に示した実施例と大部分同一であるが、画素電極１９１の凹凸構造が異なる。

保護膜１８０の凹凸構造及び液晶層３の液晶分子の傾いた形態は前述の図３乃至図５の実施例と同一であるが、画素電極１９１が微細枝部１９４の間の領域のうちの少なくとも一部で除去されており、除去された部分はスリット部分（Ｓａ）を成す。つまり、画素電極１９１の凹部分は一つおきに一つずつ形成されており、各微細枝部１９４を基準にした側に隣接する微細枝部１９４の間の領域は除去されており、他の一側に隣接する微細枝部１９４の間の領域は残されている。

図３乃至図５の通りに、凸部分の幅（Ｗｂ）と凹部分の幅（Ｗａ）は２μｍ以上６μｍ以下であることができ、一つに連結された二つの凸部分とその間の凹部分からなる部分の幅（Ｗｃ）は６μｍ以上１８μｍ以下であることができる。したがって、一つのスリット部分（Ｓａ）とこれと隣接する二つの凸部分及びその間の凹部分の全体の幅は８μｍ以上２４μｍ以下であることができる。

次の図９を参照すれば、本実施例による液晶表示装置は図８に示した実施例と大部分同一であるが、画素電極１９１と配向膜１１の間に平坦化のための絶縁膜１８８がさらに形成されている。前述の図７の実施例での絶縁膜１８８の特徴及び効果が本実施例にも適用される。

次の図１０を参照すれば、本実施例による液晶表示装置は図８に示した実施例と反対の形に画素電極１９１の凹凸構造が形成されている。

つまり、画素電極１９１が微細枝部１９４の領域のうちの少なくとも一部で除去されており、除去されたの部分はスリット部分（Ｓｂ）を成す。言い換えると、画素電極１９１の凸部分は一つおきに一つずつ除去されており、各微細枝部１９４の間の領域を基準に一側に隣接する微細枝部１９４は除去されており、他の一側に隣接する微細枝部１９４は残されている。

図３乃至図５のように、凸部分の幅（Ｗｂ）と凹部分の幅（Ｗａ）は２μｍ以上６μｍ以下であることができ、一つに連結された二つの凹部分とその間の凸部分からなる部分の幅（Ｗｄ）は６μｍ以上１８μｍ以下であることができる。したがって、一つのスリット部分（Ｓｂ）とこれと隣接する二つの凹部分及びその間の凸部分の全体の幅は８μｍ以上２４μｍ以下であることができる。

次の図１１を参照すれば、本実施例による液晶表示装置は図１０に示した実施例と大部分同一であるが、画素電極１９１と配向膜１１の間に平坦化のための絶縁膜１８８がさらに形成されている。前述の図７の実施例での絶縁膜１８８の特徴及び効果が本実施例にも適用される。

次の図１２を参照すれば、本実施例による液晶表示装置は図３乃至図５に示した実施例と大部分同一であるが、保護膜１８０及び画素電極１９１の凹凸構造が異なる。

画素電極１９１の微細枝部１９４は、凸部分と凹部分が交互に配置された凹凸形状を有する。つまり、隣接する微細枝部１９４の凹凸形状が互いに反対となって、凸部分からなる微細枝部１９４と凹部分からなる微細枝部１９４が交互に配置される。また、隣接する微細枝部１９４の間の領域は凸部分と凹部分の中間高さを有する平坦部分として形成される。

次の図１３を参照すれば、本実施例による液晶表示装置は図１２に示した実施例と大部分同一であるが、画素電極１９１と配向膜１１の間に平坦化のための絶縁膜１８８がさらに形成されている。前述の図７の実施例での絶縁膜１８８の特徴及び液晶層３の液晶分子３１の配列などの効果が本実施例にも適用される。

図７乃至図１３に示した各々の実施例において、画素電極１９１の微細枝部１９４と隣接する微細枝部１９４の間の領域の凹凸は互いに変わることができる。また、画素電極１９１の横幹部１９３及び縦幹部１９２の凹凸形状は微細枝部１９４と同一であるかまたは微細枝部１９４の間の領域と同一であることができる。

図７乃至図１３に示した各々の実施例には前述の図３乃至図６の実施例の液晶層３のセルギャップ、画素電極１９１の凹凸部分の幅及び高さ、動作などのような多様な特徴及び効果が適用される。

それでは、図１の液晶表示装置の他の例について、前述の図４乃至図１３と共に図１４Ａ、図１４Ｂ、及び図１５を参照して説明する。前述の実施例と同一な構成要素については同一図面符号を付与し、同一な説明は省略する。

図１４Ａは、本発明の他の実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する配置図であり、図１４Ｂは、図１４Ａの液晶表示装置のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線による断面図であり、図１５は、図１４Ａに示した液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

本実施例による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、これら二つの表示板１００、２００の間に入っている液晶層３を含む。

まず、上部表示板２００について説明すれば、絶縁基板１１０の上に共通電極２７０が形成されており、共通電極２７０の上には上部配向膜２１が形成されている。上部配向膜２１は垂直配向膜であることができる。

液晶層３は陰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成すように配向されている。

次に、下部表示板１００について説明する。

また他の絶縁基板１１０の上に複数のゲート線１２１、複数の減圧ゲート線１２３、及び複数の維持電極線１２５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及び減圧ゲート線１２３は主に横方向に延びており、ゲート信号を伝達する。ゲート線１２１は上下に突出した第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌを含み、減圧ゲート線１２３は、図１４Ａ中においてはゲート線１２１の下に配置されているゲート線であり、上に突出した第３ゲート電極１２４ｃを含む。第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌは互いに連結されて一つの突出部を成す。

維持電極線１２５も主に横方向に延びており、共通電圧Ｖｃｏｍなどの定められた電圧を伝達する。維持電極線１２５は上下に突出した維持電極１２９、ゲート線１２１とほぼ垂直に下に延びた一対の縦部１２８、及び一対の縦部１２８の端部を互いに連結する横部１２７を含む。横部１２７は下へ拡張された容量電極１２６を含む。

ゲート導電体１２１、１２３、１２５の上にはゲート絶縁膜（図示せず）が形成されている。

ゲート絶縁膜の上には非晶質または結晶質ケイ素などからなる複数の線状半導体（図示せず）が形成されている。線状半導体は主に縦方向に延びており、第１及び第２ゲート電極１２４ｈ、１２４ｌに向かって延びて出ており、互いに連結されている第１及び第２半導体１５４ｈ、１５４ｌ、そして第２半導体１５４ｌに連結された第３半導体１５４ｃを含む。

線状半導体の上には複数対の抵抗性接触部材（図示せず）が形成されている。

抵抗性接触部材の上には複数のデータ線１７１、複数の第１ドレイン電極１７５ｈ、複数の第２ドレイン電極１７５ｌ、そして複数の第３ドレイン電極１７５ｃ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及び減圧ゲート線１２３と交差する。各データ線１７１は第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌに向かって延びて、共に‘横になったＳ字’形態を有する第１ソース電極１７３ｈ及び第２ソース電極１７３ｌを含む。

第１ドレイン電極１７５ｈ、第２ドレイン電極１７５ｌ、及び第３ドレイン電極１７５ｃは広い一側端部と棒状の他側端部を含む。第１ドレイン電極１７５ｈ及び第２ドレイン電極１７５ｌの棒状端部は第１ソース電極１７３ｈ及び第２ソース電極１７３ｌで一部囲まれている。第２ドレイン電極１７５ｌの広い一側端部は再び伸びて‘Ｕ’字形態に曲がった第３ソース電極１７３ｃを成す。第３ドレイン電極１７５ｃの広い端部１７７ｃは容量電極１２６と重なって減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）を構成し、棒状端部は第３ソース電極１７３ｃで一部囲まれている。

第１/第２/第３ゲート電極１２４ｈ/１２４ｌ/１２４ｃ、第１/第２/第３ソース電極１７３ｈ/１７３ｌ/１７３ｃ、及び第１/第２/第３ドレイン電極１７５ｈ/１７５ｌ/１７５ｃは、第１/第２/第３半導体１５４ｈ/１５４ｌ/１５４ｃと共に一つの第１/第２/第３薄膜トランジスタ（Ｑｈ/Ｑｌ/Ｑｃ）を構成する。

半導体１５４ｈ、１５４ｌ、１５４ｃを含む線状半導体は、ソース電極１７３ｈ、１７３ｌ、１７３ｃとドレイン電極１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃの間のチャンネル領域を除いては、データ導電体１７１、１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃ及びその下部の抵抗性接触部材と実質的に同一な平面パターンを有することができる。

データ導電体１７１、１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃ及び露出された半導体１５４ｈ、１５４ｌ、１５４ｃ部分の上には、窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物からなる下部保護膜１８０ａが形成されている。

下部保護膜１８０ａの上には色フィルター２３０が位置することができる。色フィルター２３０は、第１薄膜トランジスタ（Ｑｈ）、第２薄膜トランジスタ（Ｑｌ）、及び第３薄膜トランジスタ（Ｑｃ）などが位置する所を除いた大部分の領域に位置する。しかし、隣接するデータ線１７１の間に沿って縦方向に長く延びることもできる。しかし、色フィルター２３０は上部表示板２００に形成されていることもできる。

色フィルター２３０が位置しない領域及び色フィルター２３０の一部の上には遮光部材２２０が位置する。遮光部材２２０はゲート線１２１及び減圧ゲート線１２３に沿って延びて上下に拡張されており、第１薄膜トランジスタ（Ｑｈ）、第２薄膜トランジスタ（Ｑｌ）、及び第３薄膜トランジスタ（Ｑｃ）などが位置する領域を覆う第１遮光部材２２０ａと、データ線１７１に沿って延びている第２遮光部材２２０ｂを含む。

色フィルター２３０及び遮光部材２２０の上には上部保護膜１８０ｂが形成されていることができる。

下部保護膜１８０ａ、遮光部材２２０、及び上部保護膜１８０ｂには、第１ドレイン電極１７５ｈの広い端部と第２ドレイン電極１７５ｌの広い端部を各々露出する複数の第１接触孔１８５ｈ及び複数の第２接触孔１８５ｌが形成されている。

上部保護膜１８０ｂの上には、第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌを含む画素電極が形成されている。第１副画素電極１９１ｈと第２副画素電極１９１ｌはゲート線１２１及び減圧ゲート線１２３を介して互いに分離されて各々上と下に配置され、列方向に隣接する。第２副画素電極１９１ｌの高さは、第１副画素電極１９１ｈの高さより高く、例えば、第２副画素電極１９１ｌの面積は、第１副画素電極１９１ｈのほぼ１倍乃至３倍であることができる。

第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌの各々は前述の図３に示した実施例の画素電極１９１と概して同一なパターンを有する。しかし、本実施例で第１副画素電極１９１ｈは外郭を囲む外郭幹部をさらに含み、第２副画素電極１９１ｌは上端及び下端に位置する横部及び第１副画素電極１９１ｈの左右に位置する左右縦部１９３ｌｂをさらに含む。左右縦部１９３ｌｂはデータ線１７１と第１副画素電極１９１ｈの間の容量性結合、つまり、カップリングを防止することができる。

前述の図３の実施例と同様に、第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌの横幹部、縦幹部、及びこれらから延びる微細枝部などは液晶方向制御部という。

第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌは第１接触孔１８５ｈ及び第２接触孔１８５ｌを通して、各々第１ドレイン電極１７５ｈ及び第２ドレイン電極１７５ｌ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第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌは上部表示板の共通電極と共に電場を生成することによって、二つの電極の間の液晶層の液晶分子の方向を決定する。電場がない状態で二つの電極の表面に対して垂直を成すように配向されていた液晶層の液晶分子は二つの電極の表面に対して水平の方向に向かって横になり、液晶分子の横になる程度によって液晶層を通過する光の輝度が変わる。

本実施例の微細枝部、つまり、液晶方向制御部の断面形状及び液晶層の液晶分子の動作などに関する説明は前述の実施例と同一であるのでここでは省略する。例えば、図１４Ａの液晶表示装置のＶ−Ｖ線による断面図は図５乃至図１３の断面図と同一である。しかし、図５で上部表示板２００に位置する色フィルター２３０は下部表示板１００に位置することができる。

第１副画素電極１９１ｈと共通電極はその間の液晶層と共に第１液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ）を構成し、第２副画素電極１９１ｌと共通電極はその間の液晶層と共に第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）を構成して、第１及び第２薄膜トランジスタ（Ｑｈ、Ｑｌ）がゲートオフされた後にも印加された電圧を維持する。

第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌは維持電極１２９を始めとする維持電極線１２５と重なって第１及び第２ストレージキャパシタ（Ｃｓｔｈ、Ｃｓｔｌ）を構成し、第１及び第２ストレージキャパシタ（Ｃｓｔｈ、Ｃｓｔｌ）は各々第１及び第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ、Ｃｌｃｌ）の電圧維持能力を強化する。

容量電極１２６と第３ドレイン電極１７５ｃの拡張部１７７ｃはゲート絶縁膜と半導体層を介して互いに重なって減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）を構成する。しかし、容量電極１２６と第３ドレイン電極１７５ｃの拡張部１７７ｃの間に配置されている半導体層は除去されることもできる。

画素電極１９１の上には下部配向膜１１が形成されており、下部配向膜１１は垂直配向膜であることができる。

それでは、図１５を参照して図１４Ａ及び図１４Ｂに示した液晶表示装置の回路図的構造及び動作について説明する。

本発明の一実施例による液晶表示装置は、ゲート線１２１、維持電極線１２５、減圧ゲート線１２３、そしてデータ線１７１を含む信号線とこれに連結された画素（ＰＸ）を含む。

画素（ＰＸ）は、第１副画素（ＰＸｈ）、第２副画素（ＰＸｌ）、及び減圧部（Ｃｄ）を含む。

第１副画素（ＰＸｈ）は第１スイッチング素子（Ｑｈ）、第１液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ）、及び第１ストレージキャパシタ（Ｃｓｔｈ）を含み、第２副画素（ＰＸｌ）は第２スイッチング素子（Ｑｌ）、第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）、及び第２ストレージキャパシタ（Ｃｓｔｌ）を含み、減圧部（Ｃｄ）は第３スイッチング素子（Ｑｃ）及び減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）を含む。

第１及び第２スイッチング素子（Ｑｈ、Ｑｌ）は下部表示板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、その制御端子はゲート線１２１に連結されており、入力端子はデータ線１７１に連結されており、出力端子は第１及び第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ、Ｃｌｃｌ）と第１及び第２ストレージキャパシタ（Ｃｓｔｈ、Ｃｓｔｌ）に各々連結されている。

第３スイッチング素子（Ｑｃ）もまた下部表示板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、制御端子は減圧ゲート線１２３に連結されており、入力端子は第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）に連結されており、出力端子は減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）に連結されている。

第１及び第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ、Ｃｌｃｌ）は、各々第１及び第２スイッチング素子（Ｑｈ、Ｑｌ）に連結された第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌと上部表示板の共通電極が重なって構成される。第１及び第２ストレージキャパシタ（Ｃｓｔｈ、Ｃｓｔｌ）は、維持電極１２９を始めとする維持電極線１２５と第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌが重なって構成される。

減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）は第３スイッチング素子（Ｑｃ）の出力端子と維持電極線１２５に連結されており、下部表示板に備えられた維持電極線１２５と第３スイッチング素子（Ｑｃ）の出力端子が絶縁体を介して重なって構成される。

図１４Ａ、図１４Ｂ、及び図１５に示した液晶表示装置の動作について説明する。

まず、ゲート線１２１にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が印加されれば、これに連結された第１及び第２薄膜トランジスタ（Ｑｈ、Ｑｌ）が導通する。

これにより、データ線１７１のデータ電圧は導通した第１及び第２スイッチング素子（Ｑｈ、Ｑｌ）を通して第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌに同一に印加される。第１及び第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ、Ｃｌｃｌ）は共通電極２７０の共通電圧Ｖｃｏｍと第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌの電圧の差の分充電されるので、第１液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ）の充電電圧と第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）の充電電圧も互いに同一である。この時、減圧ゲート線１２３にはゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）が印加される。

次に、ゲート線１２１にゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）が印加されると同時に減圧ゲート線１２３にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）が印加されれば、ゲート線１２１に連結された第１及び第２スイッチング素子（Ｑｈ、Ｑｌ）はゲートオフされ、第３スイッチング素子（Ｑｃ）は導通する。これにより、第２スイッチング素子（Ｑｌ）の出力端子に連結された第２副画素電極１９１ｌの電荷が減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）に流れ、第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）の電圧が下降する。

本実施例による液晶表示装置がフレーム反転で駆動され、現在のフレームでデータ線１７１に共通電圧Ｖｃｏｍを基準に極性が陽（＋）であるデータ電圧が印加されることを例に挙げて説明すれば、直前フレームが終わった後に減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）には陰（−）の電荷が集まっているようになる。現在のフレームで第３スイッチング素子（Ｑｃ）が導通すれば、第２副画素電極１９１ｌの陽（＋）の電荷が第３スイッチング素子（Ｑｃ）を通して減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）に流れ込んで、減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）には陽（＋）の電荷が集まるようになり、第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）の電圧は下降する。次のフレームでは反対に、第２副画素電極１９１ｌに陰（−）の電荷が充電された状態で第３スイッチング素子（Ｑｃ）が導通することにより、第２副画素電極１９１ｌの陰（−）の電荷が減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）に流れ込んで減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）には陰（−）の電荷が集まるようになり、第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）の電圧はまた下降する。

このように本実施例によれば、データ電圧の極性に関係なく第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｌ）の充電電圧を第１液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ）の充電電圧より常に低くすることができる。したがって、第１及び第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｈ、Ｃｌｃｌ）の充電電圧を異なるようにして液晶表示装置の側面視認性を向上することができる。

本実施例とは違って、第１及び第２副画素電極１９１ｈ、１９１ｌの第１及び第２スイッチング素子（Ｑｈ、Ｑｌ）は、各々互いに異なるデータ線を通して一つの映像情報から得られた互いに異なるデータ電圧の印加を受けたり、各々互いに異なるゲート線に連結されて、互いに異なる時間帯に一つの映像情報から得られた互いに異なるデータ電圧の印加を受けることもできる。または第１副画素電極１９１ｈだけがスイッチング素子を通してデータ電圧の印加を受け、第２副画素電極１９１ｌは第１副画素電極１９１ｈとの容量性結合を通して相対的に低い電圧の印加を受けることもできる。このような多様な実施例の場合、第３スイッチング素子（Ｑｃ）及び減圧キャパシタ（Ｃｓｔｄ）などは省略されることができる。

以下では、図１及び図２に示した液晶表示装置のまた他の例について図１６、図１７、図１８、図１９、及び図２０を参照して説明する。前述の実施例と同一な構成要素については同一図面符号を付与し、同一な説明は省略する。

図１６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配置図であり、図１７は、図１６の液晶表示装置をＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿って切断して示した断面図であり、図１８は、図１６の液晶表示装置をＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿って切断して示した断面図の一例であり、図１９は、図１６の液晶表示装置で液晶層に電場を印加することによる液晶分子の配列変化を示した図として、図１６の液晶表示装置をＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線にに沿って切断して示した断面図として示したものであり、図２０は、図１６の液晶表示装置のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線による断面図の一例である。

本発明の一実施例による液晶表示装置も、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００及びこれら二つの表示板１００、２００の間に入っている液晶層３を含む。

まず、下部表示板１００について説明すれば、絶縁基板１１０の上にゲート電極１２４を含む複数のゲート線１２１が形成されており、その上にゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０の上には複数の島型半導体１５４が形成されており、その上には複数対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及びゲート絶縁膜１４０の上にはソース電極１７３を含む複数のデータ線１７１と複数のドレイン電極１７５が形成されている。ドレイン電極１７５は、ソース電極１７３で囲まれた棒状端部と異なる層との接触のために面積が広い拡張部１７７を含む。データ線１７１、ドレイン電極１７５、及び露出された半導体１５４部分の上には、ドレイン電極１７５の拡張部１７７を露出する複数の接触孔１８５を含む保護膜１８０が形成されている。

ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は半導体１５４と共に薄膜トランジスタ（Ｑ）を構成する。

一方、前述の実施例とは違って、保護膜１８０の上面には複数の凹部分が形成されていることができる。

保護膜１８０の上には複数の画素電極１９１が形成されている。

画素電極１９１の全体的なパターンは四角形であり、画素電極１９１は複数の切開部９１、９２、９３、９４及び複数の液晶方向制御部８１、８２、８３、８４を含む。切開部９１〜９４及び液晶方向制御部８１〜８４は画素電極１９１を二等分する横中心線に対してほとんど反転対称を成している。

切開部９１〜９４もまた一種の液晶方向制御部である。

切開部９１は、画素電極１９１の左側辺の中央部分に形成されている。

切開部９２は横部及び一対の斜線部を含む。一対の斜線部はゲート線１２１に対して約４５°の角度を成して互いにほぼ垂直に延びている。

切開部９３及び切開部９４は画素電極１９１の横中心線を基準に各々上部及び下部に位置し、切開部９２の斜線部とほとんど並んで延びている。

切開部９２、９３、９４を構成する辺には三角形パターンなどの切欠９０が形成されていることができる。この切欠９０は図１６に示したこととは違うように凹むように形成されることもでき、三角形以外の形状を有することもでき、切開部９２−９３を切断する形態となることもできる。

図１８を参照すれば、切開部９１〜９４の幅（Ｗｅ）は６μｍ以上１４μｍ以下であることができる。液晶方向制御部８１は画素電極１９１の切開部９１と切開部９２の間に配置されており、切開部９１、９２に実質的に平行に延びた一対の斜線部及び一対の縦部を含む。縦部は斜線部の各端部から画素電極１９１の辺に沿って延びつつ、斜線部と鈍角を成す。

液晶方向制御部８２は画素電極１９１の切開部９２と切開部９３、９４との間に配置されており、切開部９２の斜線部及び切開部９３、９４に実質的に平行に延びた一対の斜線部、一対の斜線部を連結する縦部、そして一対の横部を含む。横部は斜線部の各端部から画素電極１９１の上下横辺に沿って延びつつ、斜線部と鈍角を成す。

液晶方向制御部８３及び液晶方向制御部８４は画素電極１９１の横中心線を基準に各々上部及び下部に位置し、各各画素電極１９１の横辺及び縦辺に沿って延びる縦部及び横部を含む。

特に、本実施例による液晶方向制御部８１、８２の斜線部は複数の間隙８０ａ、８０ｂによって複数の小部分に分けられている。間隙８０ａと間隙８０ｂは液晶方向制御部８１、８２の斜線部を横切って多様な部分に分割し、斜線部に沿って一定の間隔をおいて交互に配置されており、二つの間隙８０ａ、８０ｂの延長方向あるいは長さ方向は互いに異なることができる。例えば、間隙８０ａの延長方向は概してゲート線１２１の延長方向に概ね垂直に交わっており、間隙８０ｂの延長方向は概してゲート線１２１の延長方向に概ね平行であることができる。しかし、これに限定されず、液晶方向制御部８１、８２の斜線部は二つ以上の互いに異なる方向に延長された二つ以上の間隙によって分割されることもできる。

このような液晶方向制御部８１、８２の間隙８０ａ、８０ｂの個数は、切開部９２〜９４に形成された切欠９０の個数より多いこともできる。

また、液晶方向制御部８１、８２の斜線部は複数の間隙８０ａ、８０ｂの代わりに切開部９２〜９３の切欠９０のように形成されることもできる。つまり、液晶方向制御部８１、８２は間隙によって分れられず、三角形などの形に凹んだり凸の模様の切欠を含むこともできる。

図１６及び１８を参照すれば、画素電極１９１の液晶方向制御部８１〜８４は保護膜１８０の凹部分に沿って凹むように形成されることができる。液晶方向制御部８１〜９４の断面構造で、側面が基板１１０の面に対して成す角（β）は１０度以上１００度以下であることができる。また、液晶方向制御部８１−８４の幅（Ｗｇ）は２μｍ以上６μｍ以下であることができ、切開部９１−９４と液晶方向制御部８１−８４の間の距離（Ｗｆ）は１７μｍ以上２７μｍ以下であることができる。図１６に示した通り、液晶方向制御部８１、８２の間隙８０ａ、８０ｂの幅（Ｗｎ）は２μｍ以上６μｍ以下であることができる。

一方、画素電極１９１の液晶方向制御部８１〜８４の深さは０.１μｍ以上０.６μｍ以下であることができる。

画素電極１９１は切開部９１〜９４及び液晶方向制御部８１〜８４によって複数の副領域に分割される。副領域の数は画素電極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の種類や特性など設計要素によって変わることができ、切開部９１−９４及び液晶方向制御部８１−８４の傾いた方向も変わることができる。

画素電極１９１の上には配向膜１１が形成されている。

次に、上部表示板２００について説明すれば、絶縁基板２１０の上に遮光部材２２０及び色フィルター２３０が形成されており、その上には蓋膜２５０が形成されている。蓋膜２５０の上には画素電極１９１と対向する対向電極２７０が基板の全面に形成されており、その上に配向膜２１が塗布されている。

下部表示板１００と上部表示板２００の間に入っている液晶層３は陰の誘電率異方性を有する液晶分子３１を含むことができる。液晶分子３１は電場がない状態で概してその長軸が二つの表示板１００、２００の表面に対して垂直を成すように配向されていることができる。しかし、画素電極１９１の液晶方向制御部８１〜８４近所の液晶分子３１は、凹んだ液晶方向制御部８１〜８４の周縁辺の傾斜に沿って液晶方向制御部８１〜８４の内側方向に傾いていることができる。

また、液晶分子３１は、画素電極１９１の切開部９１〜９４及び液晶方向制御部８１〜８４の延長方向に実質的に垂直な方向にプリチルトを成して初期配向されていることもできる。このような場合、液晶層３は液晶分子３１以外に液晶分子３１のプレチルトを決める重合体をさらに含むこともできる。液晶分子３１のプレチルトを成すために、前述の図３乃至図６の実施例のプレチルト形成方法を利用することができる。

以下では、図１６ないし図１８に示した実施例による液晶表示装置の動作について、前述の図１６ないし図１８と共に図１９を参照して説明する。

データ電圧の印加を受けた画素電極１９１が一定の電圧の印加を受けた対向電極２７０と共に表示板１００、２００の表面にほとんど垂直な電場を液晶層３に生成する。画素電極１９１の切開部９１〜９４及び液晶方向制御部８１〜８４は電場を歪曲し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９１〜９４及び液晶方向制御部８１〜８４の延長方向にほぼ垂直であり、液晶分子３１はその長軸が電場の方向に垂直を成すように方向を変えようとするので、図１６に示した実施例において液晶分子３１が傾く方向はほぼ４方向となり、液晶分子３１の傾く方向が各々一定の四種類のドメインを形成するようになる。液晶方向制御部８１〜８４に隣接する液晶分子３１は液晶方向制御部８１〜８４でのプレチルトによってその方向に傾くようになり、切開部９１〜９４近くの液晶分子３１は切開部９１〜９４によって歪曲された電場成分によって、隣接する切開部９１〜９４を基準に外側方向に傾く。

特に、液晶方向制御部８１〜８４に形成された間隙８０ａ、８０ｂは液晶方向制御部８１〜８４に隣接する部分での弱いフリンジフィールド（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）によって生じ得る不安定なテクスチャーを制御して、透過率を一層高めることができる。

画素電極１９１と対向電極２７０は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）を構成して、スイッチング素子（Ｑ）がゲートオフされた後にも印加された電圧を維持する。

１水平周期を単位にして全てのゲート線１２１に対して順次にゲート信号を印加し、全ての画素電極１９１にデータ電圧を印加して、１フレームの映像を表示する。

図１８及び図１９の実施例では示されていないが、図１７でのように色フィルター２３０、蓋膜２５０、そして配向膜１１、２１などが含まれていることができる。

このように本実施例によれば、画素電極１９１に交互に配置された切開部９１−９４と液晶方向制御部８１〜８４は液晶層３の液晶分子３１が傾く方向を多様にし、これによって液晶表示装置の基準視野角が大きくなることができる。また、液晶方向制御部８１−８４での電場の垂直成分が強化されて、液晶分子３１の応答速度が向上し、液晶表示装置の透過率を高めることができる。

図２０を参照すれば、図１６の液晶表示装置で液晶方向制御部８１〜８４及びその下部の保護膜１８０は凹形状でなく膨らむように形成されることもできる。この場合、液晶分子３１の液晶方向制御部８１〜８４で傾いた方向は前の実施例と反対になる。

また、図１６ないし図２０に示した実施例で、画素電極１９１と配向膜１１の間に平坦化のための絶縁膜（図示せず）がさらに形成されており、前述の図７の実施例での絶縁膜１８８の特徴及び効果が本実施例での平坦化のための絶縁膜にも適用される。

本発明の実施例のように、画素電極の液晶方向制御部の凹凸形状によって液晶層の液晶分子が傾斜を成すので液晶分子の応答速度を向上させることができ、液晶表示装置の透過率を高めることができる。また、液晶層の液晶分子の傾く方向を多様に調節して視野角を大きくすることができる。

また、凹凸状に形成された画素電極の液晶方向制御部の幅または凹部分と凸部分の高さの差などを本発明の実施例のように設定すれば、液晶層の液晶分子の応答速度及び透過率がより向上することができる。

以上、本発明の望ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるわけではなく、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また本発明の権利範囲に属する。

３ 液晶層
１１、２１ 配向膜
３１ 液晶分子
８０ａ、８０ｂ 間隙
８１−８４ 液晶方向制御部
９１−９４ 切開部
１００ 下部表示板
１１０、２１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２３ 減圧ゲート線
１２４、１２４ｈ、１２４ｌ、１２４ｃ ゲート電極
１２５ 維持電極線
１４０ ゲート絶縁膜
１５４、１５４ｈ、１５４ｌ、１５４ｃ 半導体
１６３、１６５ 抵抗性接触部材
１７１ データ線
１７３、１７３ｈ、１７３ｌ、１７３ｃ ソース電極
１７５、１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃ、１７６、１７７ ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８５、１８５ｈ、１８５ｌ 接触孔
１８８ 絶縁膜
１９１ 画素電極
１９２ 画素電極の縦幹部
１９３ 画素電極の横幹部
１９４ 画素電極の微細枝部
１９７ 画素電極の突出部
２００ 上部表示板
２２０、２２０ａ、２２０ｂ 遮光部材
２３０ 色フィルター
２５０ 蓋膜
２７０ 対向電極
３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部

Claims (10)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板、
   前記第１基板の上に位置するスイッチング素子、
   前記スイッチング素子に連結されており、データ電圧の印加を受ける画素電極、
   前記第２基板の上に形成されている対向電極、そして
   前記第１基板及び前記第２基板の間に位置し、液晶分子を含む液晶層
   を含み、
   前記画素電極は複数の微細枝部を含み、
   前記画素電極は、前記微細枝部の長さ方向が互いに異なる複数の副領域を含み、
   前記微細枝部は、前記第１基板面に対して下の方向に凹む凹部分または上の方向に膨らむ凸部分で形成されており、前記第１基板の断面上の第１凹部分に隣接して第１凸部分が位置し、前記第１凸部分に隣接して第２凹部分が位置し、前記第２凹部分に隣接して前記画素電極が形成されていないスリット部分が位置し、前記第１凹部分、前記第１凸部分、前記第２凹部分及び前記スリット部分が順に配置されている液晶表示装置。
2. 前記微細枝部の前記微細枝部の間の領域との段差は０.１μｍ以上０.６μｍ以下である、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記微細枝部の断面構造における側面が前記第１基板の面に対して成す角は１０度以上１００度以下である、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記画素電極上に位置する平坦化絶縁膜をさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 隣接する微細枝部の間の領域は前記微細枝部の凹凸形状と反対の形状に形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記対向電極は前記第２基板の全面に形成されており、一定の電圧の印加を受ける、請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記対向電極の表面は平坦に形成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶層は前記第１基板及び前記第２基板面に対して垂直配向されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記液晶分子は前記微細枝部の長さ方向にプリチルト角を成して配向されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記微細枝部の幅及び前記微細枝部の間の領域の幅のうちの少なくとも一つは２μｍ以上６μｍ以下であり、
    前記微細枝部の前記微細枝部の間の領域との段差は前記液晶層のセルギャップの２０％以下である、請求項１に記載の液晶表示装置。

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