JP6022151B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。
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界生成電極(field generating electrode)が形成されている二枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層を含む。液晶表示装置は、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、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。液晶表示装置の透過率は液晶分子の制御がよく行われるほど高くすることができる。
一方、液晶表示装置の各画素電極は、ゲート線とデータ線などの信号線と接続されるスイッチング素子と接続されている。スイッチング素子は薄膜トランジスタなどの三端子素子で、出力端子を通じてデータ電圧を画素電極に伝達する。
このような液晶表示装置中で、液晶層に電界を生成する画素電極及び共通電極は、スイッチング素子が形成されている一つの表示板に備えられる。この時、データ線と画素電極間の容量結合による電界の歪曲によって、データ線の付近で光漏れが発生し得る。
本発明の目的は、画素電極及び共通電極が一つの表示板に形成された構造の液晶表示装置の透過率を高め、データ線と画素電極間の容量結合による光漏れを防止し、さらにデータ線の負荷を減らすことにある。
本発明の他の目的は、表示領域で液晶層の電界生成効率を上げることにある。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第1基板及び第2基板、前記第1基板と前記第2基板の間に介在される液晶層、前記第1基板の上に位置する第1データ線、前記第1基板の上に位置し、前記第1データ線からデータ電圧が印加される画素電極、前記第1基板の上に位置し、前記画素電極の少なくとも一部分及び前記第1データ線と重畳する共通電極、及び誘電定数が3.5以下である物質から成り、前記共通電極と前記第1データ線の間に位置する第1部分を含む保護膜を備え、前記画素電極と前記共通電極のうちのいずれか一方は離隔している複数の枝電極を含み、他方の電極は面状である。
前記保護膜の厚さは、0.5μm以上3.0μm以下とすることができる。
前記保護膜は有機物質を含むことができる。
前記第1データ線と隣接し、前記第1データ線と同一層に位置する第2データ線をさらに含み、前記保護膜は前記共通電極と前記第2データ線の間に位置する第2部分をさらに含み、前記第1部分及び前記第2部分は離隔していることができる。
前記第1データ線と隣接し、前記第1データ線と同一層に位置する第2データ線をさらに含み、前記保護膜は前記第1データ線と前記第2データ線の間に位置する第3部分をさらに含み、前記第1部分の厚さは前記第2部分の厚さよりさらに厚くすることができる。
前記画素電極及び前記共通電極のうちの少なくとも一つは透明な導電物質を含むことができる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法は、基板の上に第1データ線を含むデータ導電体を形成する段階、前記基板の上に画素電極を形成する段階、前記基板の上に前記画素電極の少なくとも一部分及び前記第1データ線と重畳する共通電極を形成する段階、及び前記共通電極と前記第1データ線の間に位置する第1部分を含み、誘電定数が3.5以下である物質から成る保護膜を形成する段階を含み、前記画素電極と前記共通電極のうちのいずれか一方は離隔している複数の枝電極を含み、他方の電極は面状である。
前記保護膜を形成する段階は、前記共通電極と前記第1データ線の間に位置するように有機物質を積層する段階、及び前記積層された有機物質を、光マスクを用いて露光して、前記第1データ線と重畳する第2部分及び前記第2部分より厚さの薄い第3部分を含む保護膜パターンを形成する段階を含むことができる。
前記光マスクは、光が照射される透明領域、光が照射されない不透明領域、及び光が一部だけ照射される半透明領域を含むことができる。
前記データ導電体を形成する段階は、前記第1データ線と隣接する第2データ線を形成する段階をさらに含み、前記保護膜パターンの前記第2部分は前記第2データ線とも重畳することができる。
前記保護膜パターンをエッチングする段階、及び前記保護膜パターンをアッシング(ashing)する段階をさらに含むことができる。
前記保護膜パターンをアッシングする段階は、前記第3部分を除去する段階を含むことができる。
前記保護膜の下部に絶縁層を形成する段階をさらに含み、前記保護膜パターンをエッチングする段階は、前記絶縁層をエッチングする段階をさらに含むことができる。
前記保護膜の厚さは0.5μm以上3.0μm以下とすることができ、前記画素電極及び前記共通電極のうちの少なくとも一つは透明な導電物質を含むことができる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第1基板及び第2基板、前記第1基板と前記第2基板の間に介在される液晶層、前記第1基板の上に位置する第1データ線、前記第1基板の上に位置し、前記第1データ線と重畳する共通電極、及び前記共通電極上に位置し、前記第1データ線からデータ電圧の印加を受け、離隔している複数の枝電極を含む画素電極を含む。
前記第1データ線と前記共通電極の間に位置する第1部分を含む保護膜をさらに含み、前記保護膜は有機物質を含むことができる。
前記保護膜は、誘電定数が3.5以下の物質から成ることができる。
前記保護膜の厚さは0.5μm以上3.0μm以下とすることができる。
前記第1データ線と隣接し、前記第1データ線と同一層に位置する第2データ線をさらに含み、前記保護膜は前記共通電極と前記第2データ線の間に位置する第2部分をさらに含み、前記第1部分及び前記第2部分は離隔していることができる。
前記保護膜は、前記第1部分と前記第2部分を連結する第3部分をさらに含み、前記保護膜が前記第1データ線と前記第2データ線の少なくとも一部分を覆うことができる。
前記第2基板の上に位置する遮光部材をさらに含むことができる。
前記遮光部材は二つの隣接する画素電極の間に位置し、前記二つの隣接する画素電極は前記第1データ線を介在して対向することができる。
前記遮光部材の幅は、前記二つの隣接する画素電極の間の距離以下とすることができる。
前記共通電極は、前記第1基板及び前記第2基板のうちの少なくとも一つの面に対して平行な面状とすることができる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第1基板及び第2基板、前記第1基板と前記第2基板の間に介在される液晶層、前記第1基板の上に位置する第1データ線、前記第1基板の上に位置し、前記第1データ線からデータ電圧が印加される第1画素電極、前記第1基板の上に位置し、前記画素電極及び前記第1データ線と重畳する共通電極、及び前記第1データ線の上に位置し、有機物質を含む第1保護膜を含み、前記第1画素電極と前記共通電極のうちのいずれか一方は離隔している複数の枝電極を含み、他方の電極は面状であり、前記第1保護膜は前記第1データ線を覆う第1部分を含む。
前記第1データ線と隣接する第2データ線をさらに含み、前記第1保護膜は前記第2データ線を覆う第2部分をさらに含み、前記第1部分及び前記第2部分は離隔しているとよい。
前記第1保護膜は前記第1データ線と前記共通電極の間に位置することができる。
前記第1画素電極と隣接する第2画素電極、及び前記第1画素電極と前記第2画素電極の間を覆う遮光部材をさらに含むことができる。
前記遮光部材の前記第1画素電極と前記第2画素電極との間の幅は、前記第1画素電極と前記第2画素電極の間の距離より小さいか同一にすることができる。
前記第1データ線と隣接する第2データ線をさらに含み、前記第1保護膜は前記第1データ線と前記第2データ線の間に位置する第3部分をさらに含むことができる。
前記画素第1画素電極は前記共通電極上に位置して、前記第1画素電極は複数の枝電極を含み、前記共通電極は面状とすることができる。
前記第1部分の厚さは前記第3部分の厚さより厚くすることができる。
前記第1保護膜の厚さは0.5μm以上3.0μm以下とすることができる。
本発明の実施形態のように、面状の電極と枝電極を含む電極を一つの基板の上に形成することによって、液晶効率を上げ、液晶表示装置の透過率を高めることができる。
また、共通電圧を伝達する共通電極の一部がデータ線を覆うようにして光漏れを減らすことができ、互いに重畳するデータ線及び共通電極の間に誘電率の低い保護膜または有機物質を含む保護膜を介在してデータ線と共通電極の寄生静電容量を低くして、データ線の信号遅延を減らすことができる。また、データ線と共通電極の間にのみ位置する保護膜を形成するか、または表示領域に位置する保護膜の厚さを薄く形成することによって、液晶層での電界の生成効率を上げ、保護膜の段差による配向膜不良または配線不良を防止することができる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図1の液晶表示装置のII−II線に沿った端面図の一実施形態である。 図1の液晶表示装置のIII−III線に沿った断面図の一実施形態である。 図1の液晶表示装置のII−II線に沿った端面図の他の実施形態である。 図1の液晶表示装置のIII−III線に沿った端面図の他の実施形態である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図6の液晶表示装置のVII−VII線に沿った断面図である。 図6の液晶表示装置のVIII−VIII線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図9の液晶表示装置のX−X線に沿った断面図である。 図9の液晶表示装置のXI−XI線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図12の液晶表示装置のXIII−XIII線に沿った断面図である。 図12の液晶表示装置のXIV−XIV線に沿った断面図である。 図1乃至図5に示した液晶表示装置を本発明の一実施形態によって製造する方法の中間段階での液晶表示装置を順次に示した配置図である。 図15、の液晶表示装置のXVI−XVI線XXV−XXV線に沿った断面図である。 図15、の液晶表示装置のXVII−XVII線に沿った断面図である。 図1乃至図5に示した液晶表示装置を本発明の一実施形態によって製造する方法の中間段階での液晶表示装置を順次に示した配置図である。 図18の液晶表示装置のXIX−XIX線に沿った断面図である。 図18の液晶表示装置のXX−XX線に沿った断面図である。 図1乃至図5に示した液晶表示装置を本発明の一実施形態によって製造する方法の中間段階での液晶表示装置を順次に示した配置図である。 図21の液晶表示装置のXXII−XXII線に沿った断面図である。 図21の液晶表示装置のXXIII−XXIII線に沿った断面図である。 図1乃至図5に示した液晶表示装置を本発明の一実施形態によって製造する方法の中間段階での液晶表示装置を順次に示した配置図である。 図24の液晶表示装置のXXV−XXV線に沿った断面図である。 図24の液晶表示装置のXXVI−XXVI線に沿った断面図である。 図24の液晶表示装置のXXV−XXV線に沿った断面図である。 図24の液晶表示装置のXXVI−XXVI線に沿った断面図である。 図24の液晶表示装置のXXV−XXV線に沿った断面図である。 図24の液晶表示装置のXXVI−XXVI線に沿った断面図である。 本発明の他の実施形態による画素電極または共通電極の平面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図32の液晶表示装置のXXXIII−XXXIII線に沿った断面図で、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図32の液晶表示装置のXXXIV−XXXIV線に沿った断面図で、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図32の液晶表示装置のXXXIII−XXXIII線で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図32の液晶表示装置のXXXIV−XXXIV線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図32の液晶表示装置のXXXIII−XXXIII線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図32の液晶表示装置のXXXIV−XXXIV線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図39の液晶表示装置のXL−XL線に沿った断面図で、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図39の液晶表示装置のXLI−XLI線に沿った断面図で、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図39の液晶表示装置のXL−XL線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図39の液晶表示装置のXLI−XLI線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図39の液晶表示装置のXL−XL線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 図39の液晶表示装置のXLI−XLI線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が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詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
図面において、種々の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。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるという時、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるという時には、中間に他の部分がないことを意味する。
以下、図1、図2、図3、図4及び図5を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図1及び図2は、それぞれ本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板の断面図である。図1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図2及び図3はそれぞれ図1の液晶表示装置のII−II線及びIII−III線に沿った断面図の一実施形態であり、図4及び図5は、それぞれ図1の液晶表示装置のII−II線及びIII−III線に沿った断面図の他の実施形態である。
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の間に挿入されている液晶層3を含む。
最初に、下部表示板100について説明する。
絶縁基板110の上に複数のゲート線(gate line)121、及び複数の共通電圧線(common voltageline)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はゲート信号を伝達し、主に横方向に延びる。各ゲート線121は上に突出した複数のゲート電極(gate electrode)124を含む。
共通電圧線125は、共通電圧Vcomなど所定の電圧を伝達し、ほぼ横方向に延び、ゲート線121に実質的に平行することができる。各共通電圧線125は複数の拡張部126を含むことができる。
ゲート導電体121、125の上にはゲート絶縁膜(gate insulating layer)140が形成されている。ゲート絶縁膜140は窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiOx)などの無機絶縁物などで形成できる。
ゲート絶縁膜140の上には複数の線状半導体151が形成されている。線状半導体151は主に縦方向に延び、これから複数の半導体突出部154がゲート電極124に向かって延び出ている。
線状半導体151の上には複数の線状オーミックコンタクト部材(ohmic contact)161及び複数の島型オーミックコンタクト部材165が形成されている。線状オーミックコンタクト部材161は、ゲート電極124に向かって延びた複数の突出部163を有しており、この突出部163と島型オーミックコンタクト部材165はゲート電極124を中心として互いに対向し、対を成して半導体突出部154の上に配置されている。オーミックコンタクト部材161、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、またはシリサイド(silicide)で作られる。
オーミックコンタクト部材161、165の上には複数のデータ線(data line)171と複数のドレイン電極(drain electrode)175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及び共通電圧線125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(source electrode)173を含む。
ドレイン電極175は、ゲート電極124を中心としてソース電極173と対向する棒状端部と、面積が広い他の端部を含む。
ゲート電極124、ソース電極173、及びドレイン電極175は、半導体突出部154と共にスイッチング素子である薄膜トランジスタ(thin film transistor、TFT)を構成する。線状半導体151は、薄膜トランジスタが位置する半導体突出部154を除けば、データ線171、ドレイン電極175、及びその下部のオーミックコンタクト部材161、165とほぼ同一の平面形状を有することができる。
データ導電体171、175及び露出した半導体突出部154の上には画素電極191が形成されている。画素電極191はITOまたはIZOなどの透明な導電物質で形成できる。
画素電極191は、薄膜トランジスタのドレイン電極175のすぐ上に位置して、ドレイン電極175の一部を覆い、直接接触しており、ゲート絶縁膜140と接触する部分を含む。画素電極191には、ドレイン電極175からデータ電圧が伝達される。これとは異なって、データ導電体171、175及び露出した半導体突出部154の上に有機絶縁物質または無機絶縁物質からなる保護膜(図示せず)が位置し、その上に画素電極191が位置することも可能である。この場合、画素電極191は下部の保護膜(図示せず)のコンタクトホール(図示せず)を通じてドレイン電極175からデータ電圧の伝達を受ける。
画素電極191は、ゲート線121及びデータ線171によって囲まれた領域を大部分包含する面状である。画素電極191の全体的な形状は、大体ゲート線121及びデータ線171にほぼ平行な四辺を有する長方形とすることができ、薄膜トランジスタが位置する下側の両角部は面取りされて(chamfered)いることができるが、形状はこれに限られない。
画素電極191、データ導電体171、175、及び露出した半導体突出部154の上には第1保護膜(passivation layer)180aが形成されている。第1保護膜180aは無機絶縁物または有機絶縁物などで形成できる。第1保護膜180a及びゲート絶縁膜140には共通電圧線125の一部、例えば、拡張部126の一部を露出する複数のコンタクトホール182が形成されている。
図2及び図3を参照すると、第1保護膜180aの上には第2保護膜180cが形成されている。本実施形態による第2保護膜180cは、データ線171を覆ってデータ線171に沿って形成されている。第2保護膜180cは有機物質または無機物質で形成でき、その誘電定数(relative permittivity)は3.5以下でありうる。 このような誘電定数は、測定方法によって10%程度の偏差は発生しうる。第2保護膜180cがカラーフィルタのような有色材料を含む場合、有色材料が有する顔料、染料などの誘電定数を考慮すれば、第2保護膜180cの誘電定数は約4.5まで増加できる。第2保護膜180cの誘電定数は低いほど望ましいが、相対的に比較すると、下部の第1保護膜180aまたはゲート絶縁膜140の誘電定数より低いこともある。第2保護膜180cの厚さは0.5μm以上3.0μm以下とすることができ、第2保護膜180cの誘電定数が低いほど、その厚さをさらに薄くすることができる。
反面、図4及び図5を参照すると、第1保護膜180aの上には第2保護膜180bを形成することができる。本実施形態による第2保護膜180bは、第1保護膜180aの上部全面に形成されて、互いに隣接する二つのデータ線171の間にも位置する。また、ゲート絶縁膜140のコンタクトホール182が、第1保護膜180aを介して、第2保護膜180bまで延長されている。第2保護膜180bは、データ線171を覆い、データ線171に沿って位置する相対的に厚い部分180c'を含む。図4及び図5に示した実施形態で第1保護膜180aは省略可能である。この他の第2保護膜180bの特徴は、前述した図2及び図3に示した第2保護膜180cの特徴と同一である。
第2保護膜180c、180bの上には複数の共通電極(common electrode)131が形成されている。共通電極131はITOまたはIZOなどの透明な導電物質で形成できる。
各共通電極131は、データ線171及び第2保護膜180c、180bの上部を覆う縦部135、二つの縦部135の間に位置し、離隔している複数の枝電極133、そして複数の枝電極133の端部を連結する下部横部132a及び上部横部132bを含む。縦部135は大体データ線171に平行で、データ線171を幅方向に覆えるようにデータ線171と重畳する。下部横部132a及び上部横部132bは大体ゲート線121に平行に配置されるとよい。複数の枝電極133は互いに実質的に平行で、ゲート線121の延長方向に対して斜角を成し、その斜角は45度以上でありうる。共通電極131の仮想の横中心線を基準として上側の枝電極133と下側の枝電極133とはほぼ反転対称を成すことができる。隣接する共通電極131は一つの縦部135を通じて接続されている。
本発明の実施形態による共通電極131は、画素電極191と少なくとも一部分が重畳している。特に、共通電極131の隣接する少なくとも二つの枝電極133は面状の一つの画素電極191と重畳している。
共通電極131には、コンタクトホール182を通じて共通電圧線125から共通電圧Vcomなど所定の電圧が印加される。
次に、上部表示板200について説明すると、絶縁基板210の上に遮光部材(light blocking member)220及びカラーフィルタ230が形成されている。遮光部材220は、隣接する二つの画素電極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。遮光部材220はデータ線171の両側に位置する隣接する二つの画素電極191の間に位置する。遮光部材220の幅は、隣接する二つの画素電極191の間の距離と同一か、または小さい距離であってもよい。
カラーフィルタ230は、遮光部材220によって囲まれた領域内に大部分存在し、画素電極191列に沿って長く延びているとよい。各カラーフィルタ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。遮光部材220及びカラーフィルタ230の上には蓋膜250がさらに形成されるとよい。
二つの表示板100、200の内側面には配向膜(alignment layer)11、21が塗布されており、これらは水平配向膜でありうる。共通電極131の枝電極133が、データ線171が延びた方向である縦方向にさらに近く傾いた図1に示した実施形態において、配向膜11、21の配向方向は縦方向でありうる。
下部表示板100と上部表示板200の間に挿入されている液晶層3は液晶分子31を含み、液晶分子31は電界がない状態でその長軸が二つの表示板100、200の表面に対して水平となるように配向されるとよい。
データ電圧が印加された画素電極191は、共通電圧Vcomが印加された共通電極131と共に液晶層3に電界を生成することによって、液晶層3の液晶分子31の方向を決定し、当該映像を表示する。特に、画素電極191がデータ線171及びゲート線121によって囲まれた領域である表示領域で大体面状に形成されているので、図3で点線矢印に示した電界のように共通電極131の枝電極133の中央線付近を除いたほぼ全ての表示領域で液晶分子31の方向を制御することができ、これによって液晶表示装置の透過率を高めることができる。
本実施形態で共通電極131の縦部135は、データ線171を幅方向に覆うようにデータ線171と重畳しているので、データ線171と画素電極191の間のクロストークを減らし、データ線171と隣接する画素電極191の間の寄生静電容量による光漏れを減らすことができる。また、本実施形態によれば、互いに重畳するデータ線171及び上部の共通電極131の縦部135の間には、誘電率が低い第2保護膜180c、180bが介されているので、データ線171と上部の共通電極131の寄生静電容量を低くして、データ線171の信号遅延を減らすことができる。
特に、図2及び図3の実施形態のように、データ線171の上部にのみ第2保護膜180cを形成するか、または、図4及び図5の実施形態のように、データ線171の上部以外の部分で第2保護膜180bの厚さを薄くすれば、第2保護膜180c、180bの下部層に位置する画素電極191が液晶層3に形成する電界の生成効率を上げられる。また、第2保護膜180c、180bの誘電率を下げると、その厚さをさらに薄くすることができ、このことによって表示領域で電界生成効率をさらに高められるので、透過率を高められる。また、第2保護膜180c、180bの厚さを低くすることによって、段差による配向膜不良または断線のような配線不良を防止することもできる。
本実施形態で相対的に低い誘電定数を有する第2保護膜180c、180bは、図1乃至図5に示した実施形態に限定されず、データ線171と共通電極131の間であれば、どの層に配置されてもよい。
次に、図6、図7及び図8を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。前述した実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を付け、同一の説明は省略する。
図6は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図7及び図8は、それぞれ図6の液晶表示装置のVII−VII線及びVIII−VIII線に沿った断面図である。
本実施形態は図1乃至図5に示した実施形態と大部分同一であるが、データ線171、画素電極191、共通電極131、及びこれらの間の層間絶縁膜の構造が異なる。よって、図1乃至図5に示した実施形態との差異点を中心に説明する。
本実施形態によるデータ線171は、周期的に折れ曲がっており、ゲート線121の延長方向と斜角を成す。データ線171がゲート線121の延長方向と成す斜角は、45度以上でありうる。
データ導電体171、175及び露出した半導体突出部154の上に第1保護膜180aが形成されており、その上に画素電極191が形成されている。第1保護膜180aはドレイン電極175の一部を露出するコンタクトホール181を含み、画素電極191はコンタクトホール181を通じてドレイン電極175と電気的に接続されている。画素電極191はゲート線121及びデータ線171によって囲まれた領域を大部分満たす面状であって、ゲート線121及びデータ線171にほぼ平行な辺を有する。したがって、画素電極191の縦方向辺はデータ線171に沿って折れており、下側の両角部は面取りされていてもよいが、形状はこれに限られない。
画素電極191の上には第2保護膜180bが形成されており、その上に共通電極131が形成されている。ゲート絶縁膜140、第1保護膜180a、及び第2保護膜180bには共通電圧線125の拡張部126の少なくとも一部を露出する複数のコンタクトホール182が形成されている。共通電極131はコンタクトホール182を通じて共通電圧線125と電気的に接続し、共通電圧線125から共通電圧Vcomなど所定の電圧が印加される。共通電極131はデータ線171を幅方向に覆うようにデータ線171と重畳して折れている縦部135、二つの縦部135の間に位置し、縦部135に大体平行に延びて離隔している複数の枝電極133、そして複数の枝電極133の端部を連結する下部横部132a及び上部横部132bを含む。
本実施形態でも共通電極131の縦部135はデータ線171を幅方向に覆えるようにデータ線171と重畳している。データ線171及び共通電極131の間には第1保護膜180a及び第2保護膜180bが位置するが、このうちの少なくとも一つは有機絶縁物またはSiOCのような無機絶縁物または有機絶縁物と無機絶縁物の化合物などで形成でき、その誘電定数は3.5以下でありうる。このような誘電定数は測定方法によって10%程度の偏差が発生しうる。このような第1保護膜180aまたは第2保護膜180bの誘電定数はゲート絶縁膜140の誘電定数より低いこともある。このような第1保護膜180aまたは第2保護膜180bの厚さは0.5μm以上3.0μm以下とすることができる。
この他、前述した図1乃至図5の実施形態の第2保護膜180c、180bの色々な特徴及びその効果が、本実施形態の第1保護膜180aまたは第2保護膜180bにも適用できる。
次に、図9、図10及び図11を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。前述した実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を付け、同一の説明は省略する。
図9は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図10及び図11は、それぞれ図9の液晶表示装置のX−X線及びXI−XI線に沿った断面図である。
本実施形態も図1乃至図5に示した実施形態と大部分同一であるが、画素電極191、共通電極131、及びこれらの間の層間絶縁膜の構造が異なる。
図1乃至図5に示した実施形態との差異点を中心に説明する。
データ導電体171、175及び露出した半導体突出部154の上に第1保護膜180aが形成されており、その上に第3保護膜180dが形成されている。第3保護膜180dは、データ線171を覆ってデータ線171に沿って形成されている。第3保護膜180dの特徴は前述した図1乃至図3に示した実施形態の第2保護膜180bと同様なので、詳細な説明を省略する。一方、本実施形態による第3保護膜180dは、前述した図1、図4及び図5の実施形態の第2保護膜180bと同様に、隣接する二つのデータ線171の間をはじめとして基板110全面に形成することができ、この場合、第3保護膜180dはデータ線171と重畳し、データ線171に沿って延びる相対的に厚い部分を含むことができる。
第1保護膜180a及び第3保護膜180dの上には共通電極131mが形成されている。第1保護膜180a及びゲート絶縁膜140は共通電圧線125の拡張部126の少なくとも一部を露出するコンタクトホール184を含み、共通電極131mはコンタクトホール184を通じて共通電圧線125と電気的に接続して、共通電圧線125から共通電圧Vcomなど所定の電圧が印加される。共通電極131mは面状であって、前述した実施形態とは異なって、複数の画素にわたって基板110の全面上に板状で形成されている。
共通電極131mの上には第2保護膜180bが形成されており、その上に画素電極191mが形成されている。第1保護膜180a及び第2保護膜180bにはドレイン電極175の一部を露出する複数のコンタクトホール183が形成されている。画素電極191mは、コンタクトホール183を通じてドレイン電極175と電気的に接続し、データ電圧が伝達される。画素電極191mは、互いに大体平行に延びて離隔している複数の枝電極193mと、枝電極193mの端部を接続する下部及び上部の横部192mを含む。データ電圧が印加された画素電極191mは、共通電圧が印加された共通電極131mと共に液晶層3に電界を生成する。
本発明の実施形態による画素電極191mは、共通電極131mと少なくとも一部分が重畳している。特に、画素電極191mの隣接する少なくとも二つの枝電極193mは、面状の共通電極131mと重畳している。
本実施形態で、画素電極191mが共通電極131mの上部に位置し、共通電極131mは複数のデータ線171を一度に覆いながらデータ線171と重畳している。したがって、前述した実施形態と同様にデータ線171と画素電極191の間のクロストークを減らし、データ線171と隣接する画素電極191の間の寄生静電容量による光漏れを減らすことができる。
また、データ線171及び共通電極131mの間には誘電率が相対的に低い第3保護膜180dが介されているので、データ線171と上部の共通電極131mの寄生静電容量を低くして、データ線171の信号遅延を減らすことができる。この他の第3保護膜180dの特徴及びその効果は、前述した図1乃至図5に示した実施形態の第2保護膜180c、180bにも適用できる。
前述した種々の実施形態とは異なって、共通電圧を伝達する共通電極は、基板110のすぐ上に、またはデータ線171より下層に位置することも可能である。この場合にも共通電極はデータ線と重畳するように形成されて、液晶表示装置の光漏れを防ぐことができ、データ線と共通電極の間には相対的に低い誘電定数を有する絶縁層が位置して、データ線の信号遅延を減らせる。また、データ線と共通電極の間に位置する絶縁層の厚さを減らして、液晶層への電界生成効率を上げ、段差による不良を減らせる。
次に、図12、図13及び図14を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。前述した実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を付け、同一の説明は省略する。
図12は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図13及び図14は、それぞれ図12の液晶表示装置のXIII−XIII線及びXIV−XIV線に沿った断面図である。
本実施形態による液晶表示装置は、前述した図9乃至図11に示した実施形態と大部分同一であるが、データ線171、画素電極191、共通電極131、及びこれらの間の層間絶縁膜の構造が異なる。
図9乃至図11に示した実施形態との差異点を中心に説明する。
本実施形態によるデータ線171は周期的に折れ曲がっており、ゲート線121の延長方向と斜角を成す。データ線171がゲート線121の延長方向と成す斜角は、45度以上でありうる。
データ導電体171、175及び露出した半導体突出部154の上に第1保護膜180aが形成されており、その上に共通電極131mが形成されている。第1保護膜180a及びゲート絶縁膜140は共通電圧線125の拡張部126の少なくとも一部を露出するコンタクトホール184を含み、共通電極131mはコンタクトホール184を通じて共通電圧線125と電気的に接続して、共通電圧線125から共通電圧Vcomなど所定の電圧が印加される。共通電極131mは面状であって、複数の画素にわたって基板110の全面上に板状で形成されている。
共通電極131mの上には第2保護膜180bが形成されており、その上に画素電極191mが形成されている。第1保護膜180a及び第2保護膜180bにはドレイン電極175の一部を露出する複数のコンタクトホール183が形成されており、画素電極191mは、コンタクトホール183を通じてドレイン電極175と電気的に接続して、データ電圧が伝達される。画素電極191mは、互いに大体平行に延びて離隔している複数の枝電極193mと、枝電極193mの上及び下の端部を連結する下部及び上部の横部192mを含む。画素電極191mの枝電極193mはデータ線171に沿って折れ曲がっていてもよい。
データ電圧が印加された画素電極191mは、共通電圧が印加された共通電極131mと共に液晶層3に電界を生成する。
本実施形態でも画素電極191mが共通電極131mの上部に位置し、共通電極131mは複数のデータ線171を一度に覆いながらデータ線171と重畳している。したがって、前述した実施形態と同様にデータ線171と画素電極191の間のクロストークを減らし、データ線171と隣接する画素電極191の間の寄生静電容量による光漏れを減らせる。
また、データ線171及び共通電極131mの間に位置する第1保護膜180aは、その誘電定数が3.5以下でありうる有機絶縁物または無機絶縁物で形成できる。このような誘電定数は測定方法によって10%程度の偏差が発生しうる。第1保護膜180aの誘電定数はゲート絶縁膜140または第2保護膜180bの誘電定数より低いこともある。本実施形態で第1保護膜180aの厚さは0.5μm以上3.0μm以下とすることができ、その誘電定数が低いほどその厚さをさらに薄くすることができる。このように第1保護膜180aの誘電定数を低くすることによって、データ線171の信号遅延を減らすことができる。
本実施形態と異なって、第1保護膜180aの上にはデータ線171に沿って延びながらデータ線171を覆う追加的な保護膜(図示せず)をさらに形成することも可能である。また、追加的な保護膜は二つのデータ線171の間を覆う部分をさらに含むことができる。この場合、データ線171を覆う保護膜(図示せず)は誘電定数が3.5以下でありうる。このような誘電定数は測定方法によって10%程度の偏差が発生しうる。
この他、前述した図9乃至図11に示した実施形態の第3保護膜180dの色々な特徴及びその効果が、本実施形態の第1保護膜180aにも適用できる。
以下、本発明の一実施形態による液晶表示装置の下部表示板を本発明の一実施形態によって製造する方法について説明する。ここでは、代表的に、前述した図1乃至図5に示した液晶表示装置の下部表示板100を本発明の一実施形態によって製造する方法について、図15乃至図30を参照して詳細に説明する。
図15、図18、図21及び図24は、図1乃至図5に示した液晶表示装置を本発明の一実施形態によって製造する方法の中間段階での液晶表示装置を順次に示した配置図であり、図16、図19、図22、図25、図27及び図29は、順に図15、図18、図21及び図24の液晶表示装置のXVI−XVI線、XIX−XIX線、XXII−XXII線及びXXV−XXV線に沿った断面図であり、図17、図20、図23、図26、図28及び図30は、順に図15、図18、図21及び図24の液晶表示装置のXVII−XVII線、XX−XX線、XXIII−XXIII線及びXXVI−XXVIラインに沿った断面図である。
まず、図15、図16及び図17を参照すると、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、及び拡張部126を含む複数の共通電圧線125を含む複数のゲート導電体121、125を形成し、その上にゲート絶縁膜140を積層する。
次に、図18、図19及び図20を参照すると、ゲート絶縁膜140の上に半導体層(図示せず)、不純物がドーピングされた半導体層(図示せず)、そしてデータ導電層(図示せず)を順次に積層した後、一つのマスクを通じて露光及びエッチングして、半導体突出部154を含む複数の線状半導体151、複数のオーミックコンタクト部材161、165、そしてソース電極173を含む複数のデータ線171及び複数のドレイン電極175を含む複数のデータ導電体を形成する。
次に、図21、図22及び図23を参照すると、データ導電体の上にITO、IZOなどの透明導電物質を積層してエッチングし、面状の複数の画素電極191を形成する。
次の図24、図25及び図26を参照すると、画素電極191の上に有機絶縁物または無機絶縁物からなる第1保護膜180aを積層する。
次に、第1保護膜180aの上に誘電定数が3.5以下である有機物質を積層して露光及び現像して、有機膜からなる第2保護膜パターン180c1を形成する。第2保護膜パターン180c1は、データ線171の上部に位置する厚い部分と、これより薄い部分を含む。このように第2保護膜パターン180c1の厚さを位置によって異なるようにする方法としては、半透明領域を含む光マスクを用いる方法がある。第2保護膜パターン180c1が、光が照射されない部分が除去される負(negative)の感光性を有する場合、光マスクのA領域は半透明で、光の一部分が照射され、B領域は透明で、光が照射でき、C領域は不透明で、光が照射されない。したがって、第2保護膜パターン180c1中、光マスクのA領域に対応する部分は厚さが薄く形成され、B領域に対応する部分は厚さが厚く形成され、C領域に対応する部分は除去される。A領域の光マスクは、光透過量を調節するためにスリット(slit)または格子状のパターンが形成されているか、または半透明膜を用いることができる。一方、第2保護膜パターン180c1が正(positive)の感光性を有する場合には、光マスクのB領域及びC領域の透明性は互いに変わる。
次に、図27及び図28を参照すると、第2保護膜パターン180c1をマスクとしてゲート絶縁膜140及び第1保護膜180aをドライエッチングして、共通電圧線125の一部を露出するコンタクトホール182を形成する。この時、第2保護膜パターン180c1の全体的な厚さはさらに薄くなりうる。次に、このような第2保護膜パターン180c1の上にITO、IZOなどのような透明導電物質を積層してエッチングし、複数の共通電極131を形成することができる。この場合、第2保護膜パターン180c1は前述した図1、図4及び図5に示した第2保護膜180bになりえ、このような製造方法によって図1、図4及び図5に示した液晶表示装置の下部表示板100を製造することができる。
一方、図29及び図30をさらに参照すると、図27及び図28の段階で第2保護膜パターン180c1を全体的にアッシング(ashing)して、データ線171の上部に位置する部分だけを残し、それ以外の薄い部分を除去して、第2保護膜180cを形成することができる。最後に、図1乃至図3を参照すると、第2保護膜180cの上にITO、IZOなどのような透明導電物質を積層してエッチングし、複数の共通電極131を形成する。このような製造方法を通じて前述した図1、図2及び図3に示した液晶表示装置の下部表示板100を形成することができる。
以上の本発明の実施形態において、共通電極または画素電極の枝電極が大体横方向よりデータ線が延びた方向である縦方向にさらに近くなるように傾いているが、これに限定されず、ゲート線が延びた方向である横方向に近く傾いていることも可能である。つまり、図31に示したように、本発明の他の実施形態による共通電極または画素電極は、縦方向に延びる少なくとも一つの縦幹部138と、これと接続された複数の枝電極139を含むことができる。複数の枝電極139は、横方向(Dir1)に対して0度より大きく、45度より小さいことができ、横方向(Dir1)は前述した実施形態でゲート線121が延びる方向でありうる。
次に、図32、図33及び図34を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。前述した実施形態、特に図1乃至図5に示した実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を付け、同一の説明は省略する。
図32は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図33及び図34は、それぞれ図32の液晶表示装置のXXXIII−XXXIII線及びXXXIV−XXXIV線に沿った断面図で、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
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の間に位置する液晶層3を含む。
最初に、下部表示板100について説明すると、絶縁基板110の上に複数のゲート線121、複数の共通電圧線125を含む複数のゲート導電体が形成されており、ゲート導電体121、125の上にはゲート絶縁膜140が形成されている。ゲート絶縁膜140の上には複数の線状半導体151が形成されており、線状半導体151の上には複数の線状オーミックコンタクト部材161及び複数の島型オーミックコンタクト部材165が形成されている。オーミックコンタクト部材161、165の上には複数のデータ線171と複数のドレイン電極175を含むデータ導電体が形成されている。
データ導電体171、175及び露出した半導体突出部154の上には第1保護膜180xが位置し、第1保護膜180xは有機絶縁物質または無機絶縁物質などで形成できる。
第1保護膜180xの上には第2保護膜180yが位置する。第2保護膜180yは有機物質を含み、データ線171を覆って基板110の上に全面的に形成できる。第2保護膜180yの誘電定数(relative permittivity)は3.5以下でありうる。このような誘電定数は測定方法によって10%程度の偏差が発生しうる。第2保護膜180yがカラーフィルタのような有色材料を含む場合、有色材料が有する顔料、染料などの誘電定数を考慮すれば、第2保護膜180yの誘電定数はほぼ4.5まで増加できる。また第2保護膜180yの厚さは0.5μm以上3.0μm以下とすることができるが、第2保護膜180yの誘電定数が低いほど、その厚さをさらに薄くすることができる。本実施形態で第2保護膜180yの上面は大体平坦にすることができる。
第1保護膜180x及び第2保護膜180yにはドレイン電極175の一部を露出するコンタクトホール181が形成されている。第1保護膜180xと第2保護膜180yの位置は互いに入れ替えてもよい。
第2保護膜180yの上には、複数の画素電極191が位置する。画素電極191はゲート線121及びデータ線171によって囲まれた領域を大部分満たす面状とすることができる。画素電極191の全体的な形状は大体ゲート線121及びデータ線171にほぼ平行な辺を有する多角形とすることができ、薄膜トランジスタが位置する下側の両角部は面取りされていてもよいが、形状はこれに限られない。画素電極191はコンタクトホール181を通じてドレイン電極175からデータ電圧が伝達される。
画素電極191の上には、第3保護膜180zが形成されている。第3保護膜180zは無機絶縁物または有機絶縁物などで形成できる。第3保護膜180z、第2保護膜180y、第1保護膜180x及びゲート絶縁膜140には、共通電圧線125の一部(例えば、拡張部126の一部)を露出する複数のコンタクトホール182が形成されている。
第3保護膜180zの上には複数の共通電極(common electrode)131が形成されている。
各共通電極131は、データ線171を覆う一対の縦部135、二つの縦部135の間に位置し、互いに離隔している複数の枝電極133、そして複数の枝電極133の端部を連結する下部横部132a及び上部横部132bを含む。縦部135は大体データ線171に平行で、データ線171を覆いながらデータ線171と重畳する。隣接する共通電極131は一つの縦部135を共有し、互いに連結されている。
次に、上部表示板200について説明すると、絶縁基板210の上に遮光部材(light blocking member)220及びカラーフィルタ230が形成されている。
遮光部材220は、データ線171を中心として両側に位置する隣接する二つの画素電極191の間を覆う部分を含む。したがって、遮光部材220は二つの画素電極191の間に沿って延びるデータ線171を覆うことができる。二つの画素電極191の間を覆う遮光部材220の幅は、隣接する二つの画素電極191の間の距離と同一か、または小さい距離であってもよい。例えば、遮光部材220の周縁と隣接する画素電極191の周縁の間の距離(D1)は0以上であり、画素電極191の間の距離より小さくすることができる。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。
遮光部材220及びカラーフィルタ230の上には蓋膜250をさらに形成することができる。
本実施形態とは異なって、遮光部材220及びカラーフィルタ230のうちの少なくとも一つは下部表示板100に配置されてもよい。
下部表示板100の基板110の外側には、光を生成して二つの表示板100、200に光を提供するバックライト部(図示せず)をさらに含んでもよい。
本実施形態で、互いに重畳するデータ線171と上部の共通電極131の縦部135の間には、有機膜からなる第2保護膜180yが介されているので、データ線171と上部の共通電極131の寄生静電容量を低くして、データ線171の信号遅延を減らすことができる。
図35及び図36は、それぞれ図32の液晶表示装置のXXXIII−XXXIII線及びXXXIV−XXXIV線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図32、図35及び図36に示した実施形態による液晶表示装置は、前述した図32、図33及び図34に示した実施形態による液晶表示装置と大部分同一であるが、第2保護膜180yの構造が異なる。例として、図35及び図36に示したように第1保護膜180xの上に位置する第2保護膜180yは基板110の全面に形成されておらず、データ線171を覆いながらデータ線171に沿って形成されている。この場合、第2保護膜180yには前述のようなコンタクトホール181またはコンタクトホール182が形成されていないことがある。このようにデータ線171の上部にのみ第2保護膜180yを形成しても、データ線171と共通電極131の寄生静電容量を低くして、データ線171の信号遅延を減らすことができる。
本発明の実施形態のように、データ線171の上にのみ第2保護膜180yを形成して映像を表示する表示領域(例えば、二つのデータ線171の間に画素電極191が形成された領域)には第2保護膜180yを形成しないことによって、有機物質を含む第2保護膜180yによるバックライトの光の吸収を減らすことができるので、透過率の減少を防止できる。
本実施形態においても、第1保護膜180x及び第2保護膜180yの層位置は入れ替わっていてもよい。
図37及び図38は、それぞれ図32の液晶表示装置のXXXIII−XXXIII線及びXXXIV−XXXIV線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図32、図37及び図38に示した実施形態による液晶表示装置も、前述した図32、図33及び図34に示した実施形態による液晶表示装置と大部分同一であるが、第2保護膜180yの構造が異なる。例として、図37及び図38に示したように第1保護膜180xの上に位置する第2保護膜180yは位置によってその厚さが異なる。さらに具体的に、データ線171を覆いながらデータ線171に沿って延びる第2保護膜180yの部分の厚さが、他の部分より相対的により厚い。第2保護膜180yの誘電率を下げると、その厚さをさらに薄くすることができ、第2保護膜180yの段差による配向膜11の不良または断線のような配線不良を防止することもできる。
本発明の実施形態のように、データ線171に沿って延びる第2保護膜180yの部分の厚さを他の部分よりさらに厚く形成すれば、データ線171と共通電極131または画素電極191との寄生静電容量によるデータ信号の遅延を減らすことができる。また、第2保護膜180yのデータ線171に沿って延びる部分以外の部分、例えば、隣接する二つのデータ線171の間に画素電極191が形成された領域の第2保護膜180yの厚さを薄くすることによって、有機物質を含む第2保護膜180yによる光の吸収を減らすことができるので、透過率の低下を防止できる。
本発明の種々の実施形態において、第2保護膜180yは、図32乃至図38に示した実施形態に限定されず、データ線171と共通電極131との間であれば、どの層に配置されてもよい。例えば、図21乃至図38に示した実施形態で第1保護膜180xと第2保護膜180yの層位置は入れ替わっていてもよい。
次に、図39、図40及び図41を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。前述した実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を付け、同一の説明は省略する。
図39は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図40及び図41は、それぞれ図39の液晶表示装置のXL−XL線及びXLI−XLI線に沿った断面図で、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図である。
本実施形態は図32乃至図34に示した実施形態と大部分同一であるが、データ線171、画素電極191、及び共通電極131の構造が異なる。前述した図32乃至図34の実施形態との差異点を中心に説明する。
本実施形態によるデータ線171は周期的に折れ曲がっており、ゲート線121の延長方向と斜角を成す。データ線171がゲート線121の延長方向と成す斜角は45度以上でありうる。
データ導電体171、175及び露出した半導体突出部154の上に第1保護膜180x及び第2保護膜180yが形成されており、第1保護膜180x、第2保護膜180y及びゲート絶縁膜140は共通電圧線125の一部を露出するコンタクトホール184を含む。第2保護膜180yは有機物質を含み、誘電定数が3.5以下でありうる。このような誘電定数は測定方法によって10%程度の偏差が発生しうる。第2保護膜180yの特徴は前述した図32乃至図34に示した実施形態の第2保護膜180yの特徴と同一である。
第2保護膜180yの上には共通電極131mが形成されている。共通電極131mはコンタクトホール184を通じて共通電圧線125と電気的に接続されて、共通電圧線125から共通電圧Vcomなど所定の電圧が印加される。本実施形態で共通電極131mは面状であって、基板110の全面上に板状で形成できる。
共通電極131mの上には第3保護膜180zが形成されており、その上に画素電極191mが形成されている。第1保護膜180x、第2保護膜180y及び第3保護膜180zにはドレイン電極175の一部を露出する複数のコンタクトホール183が形成されており、画素電極191mは、コンタクトホール183を通じてドレイン電極175と電気的に接続されて、データ電圧が伝達される。画素電極191mは、互いに大体平行に延び、互いに離隔している複数の枝電極193mと、枝電極193mの上及び下の端部を連結する下部及び上部の横部192mを含む。画素電極191mの枝電極193mはデータ線171に沿って折れていることができる。
データ電圧が印加された画素電極191mは、共通電圧が印加された共通電極131mと共に液晶層3に電界を生成する。
本実施形態でも共通電極131mは複数のデータ線171を一度に覆いながらデータ線171と重畳している。したがって、データ線171と画素電極191の間のクロストークを減らし、データ線171と隣接する画素電極191の間の寄生静電容量による光漏れを減らすことができる。
また、データ線171及び共通電極131mの間に有機物質からなる第2保護膜180yが位置して、データ線171と共通電極131mの寄生静電容量を低くし、データ線171の信号遅延を減らすことができる。第2保護膜180yの誘電定数を低くすると、その厚さをさらに薄くすることができ、データ線171の信号遅延を減らせる。
この他、前述した図32乃至図34に示した実施形態の色々な特徴及び効果が本実施形態にも適用できる。
図42及び図43は、それぞれ図39の液晶表示装置をXL−XL線及びXLI−XLI線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図39、図42及び図43に示した実施形態は、前述した図39、図40及び図41に示した実施形態による液晶表示装置と大部分同一であるが、第2保護膜180yの構造が異なる。例として、42及び図43に示したように第1保護膜180xの上に位置する第2保護膜180yは基板110の全面に形成されておらず、データ線171を覆いながらデータ線171に沿って形成されている。この場合、第2保護膜180yには前述したようなコンタクトホール183またはコンタクトホール184が形成されていないことがある。このようにデータ線171の上部にのみ第2保護膜180yを形成しても、データ線171と共通電極131の寄生静電容量を低くして、データ線171の信号遅延を減らすことができる。
図44及び図45は、それぞれ図39の液晶表示装置のXL−XL線及びXLI−XLI線に沿った断面図で、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面図である。
図39、図44及び図45に示した実施形態による液晶表示装置も、前述した図39、図40及び図41に示した実施形態による液晶表示装置と大部分同一であるが、第2保護膜180yは位置によってその厚さが異なる。例えば、データ線171を覆いながらデータ線171に沿って延びる第2保護膜180yの部分の厚さが、他の部分より相対的により厚い。
図39乃至図45に示した種々の実施形態において、第2保護膜180yの位置は示した位置に限定されない。例えば、図39乃至図45に示した実施形態で第1保護膜180xと第2保護膜180yの層位置は入れ替わっていてもよい。
この他、前述した種々の実施形態の色々な構成要素の特徴及び効果は、それと同一の構成要素を有する本実施形態にも適用できる。
図46、図47、図48、図49及び図50は、それぞれ本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。
最初に、図46を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、前述した図39乃至図45に示した液晶表示装置と大部分同一である。
本発明の一実施形態による液晶表示装置のデータ線171及び画素電極191mは、隣接する二つのゲート線121の間で少なくとも一回折れ曲がっていることができる。具体的に図46を参照すると、データ線171及び画素電極191mの枝電極193mは、隣接する二つのゲート線121の間の中間の部分で折れ曲がっていて、さらに中間の折れ曲がった点の上及び下の二点で折れ曲がっている。また、データ線171及び画素電極191mの枝電極193mは、画素電極191mの下部及び上部横部192mの付近で一回ずつ折れ曲がっている。このようにデータ線171及び画素電極191mの枝電極193mを下部及び上部の横部192mの付近で一回折り曲げるか、または隣接する二つのゲート線121間の中間部分で三回角を折り曲げることによって、その部分で液晶分子の傾く方向が制御されなくて生じうるテクスチャーを減らすことができる。
次の図47を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、図46に示した液晶表示装置と大部分同一である。本発明の一実施形態による液晶表示装置で行列状に配列された複数の画素電極191mは、互いに同一の形態を有することができる。例えば、行または列方向に隣接する画素電極191mの枝電極193mが折れ曲がった部分の凸点が、全て一側(図47では左側)に位置してもよい。この場合、複数のデータ線171も全て一方向に凸状に周期的に折れ曲がっている。
また、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、一つのデータ線171を基準として左側に位置した薄膜トランジスタ及び右側に位置した薄膜トランジスタを含む。データ線171を基準として左側に位置した薄膜トランジスタ及び右側に位置した薄膜トランジスタは、列方向に沿って1つずつ交互に(1×1)配置されている。一行に配置された薄膜トランジスタは、全てデータ線171を基準として一方向に位置している。
本発明の一実施形態による液晶表示装置において、共通電極(図示しないが、図40乃至図45に示されている共通電極131mと同一である)はコンタクトホール184を通じて共通電圧線125と接続されている。コンタクトホール184は、図47に示したように、三つの画素電極191mごとに一つまたは二つずつ配置することができる。
次の図48を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は大部分図47に示した液晶表示装置と同一である。しかし、図47に示した実施形態とは異なって、一つのデータ線171を基準として左側に位置した薄膜トランジスタ及び右側に位置した薄膜トランジスタが、列方向に沿って二つずつ交互に(2×2)配置されている。一行に配置された薄膜トランジスタは、全てデータ線171を基準として一方向に位置している。
次の図49を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は大部分図47に示した液晶表示装置と同一である。しかし、本発明の一実施形態で列方向に隣接する画素電極191mの形態が互いに異なる。具体的には、列方向に隣接する二つの画素電極191mの枝電極193mにおいて、折れ曲がる方向が互いに異なる。画素電極191mの枝電極193mの折れ曲がった部分の凸点が左側に位置する画素電極191m及び右側に位置する画素電極191mは、列方向に沿って交互に配置される。そのためにデータ線171も左に折れ曲がった部分及び右側に折れ曲がった部分が交互に配列される。
次の図50を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は大部分図49に示した液晶表示装置と同一である。しかし、図49に示した実施形態とは異なって、一つのデータ線171を基準として左側に位置した薄膜トランジスタ及び右側に位置した薄膜トランジスタが、列方向に沿って二つずつ交互に(2×2)配置されている。一行に配置された薄膜トランジスタは、全てデータ線171を基準にして一方向に位置している。
以上、本発明の好ましい実施形態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ず、特許請求の範囲で定義されている本発明の基本概念を利用した当業者の種々の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。
3 液晶層
31 液晶分子
110、210 基板
100、200 表示板
121 ゲート線
124 ゲート電極
125 共通電圧線
131、131m 共通電極
140 ゲート絶縁膜
151、154 半導体
161、163、165 オーミックコンタクト部材
171 データ線
173 ソース電極
175 ドレイン電極
180a、180b、180c、180d 保護膜
181、182、183、184 コンタクトホール
191、191m 画素電極
131、131m 共通電極
220 遮光部材
230 カラーフィルタ
250 蓋膜

Claims (29)

  1. 互いに対向する第1基板及び第2基板、
    前記第1基板及び前記第2基板の間に介在される液晶層、
    前記第1基板の上に位置し、互いに隣接する第1データ線及び第2データ線、
    前記第1基板の上に位置し、前記第1データ線からデータ電圧が印加される画素電極、
    前記第1基板の上に位置し、前記画素電極の少なくとも一部分と前記第1データ線と重畳する共通電極、及び
    誘電定数が3.5以下である物質により形成され連続した断面組織を有する単一層から成り、前記共通電極と前記第1データ線の間に位置し前記第1データ線と重畳する領域としての第1部分及び前記共通電極と前記第2データ線の間に位置し前記第2データ線と重畳する領域としての第2部分を含み、前記第1基板の上に位置する一の保護膜を備え、
    前記画素電極と前記共通電極のうちのいずれか一方は、互いに離隔している複数の枝電極を含み、他方の電極は前記第1基板または前記第2基板の面に平行な面状であり、
    前記第1部分及び前記第2部分は互いに離隔しており、
    前記一の保護膜は、前記第1部分及び前記第2部分と連結されて平面図にて前記第1データ線と前記第2データ線との間に位置する第3部分をさらに含み、
    前記第1部分の厚さが、前記第1データ線及び前記第2データ線の近傍以外における前記第3部分の厚さよりさらに厚い、液晶表示装置。
  2. 前記一の保護膜の厚さは0.5μm以上3.0μm以下である、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記一の保護膜は有機物質を含む、請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記画素電極及び前記共通電極のうちの少なくとも一つは透明な導電物質を含む、請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 前記保護膜は有機物質を含む、請求項2に記載の液晶表示装置。
  6. 基板の上に第1データ線と、前記第1データ線に隣接する第2データ線とを含むデータ導電体を形成する段階、
    前記基板の上に画素電極を形成する段階、
    前記基板の上に前記画素電極の少なくとも一部分及び前記第1データ線と重畳する共通電極を形成する段階、及び
    前記共通電極と前記第1データ線の間に位置し前記第1データ線と重畳する領域としての第1部分と、前記共通電極と前記第2データ線の間に位置し前記第2データ線と重畳する領域としての第2部分と、前記第1部分及び前記第2部分と連結されて平面図にて前記第1データ線と前記第2データ線との間に位置する第3部分とを含み、誘電定数が3.5以下である物質により同時に形成された単一層から成る一の保護膜を形成する段階、
    を含み、
    前記画素電極と前記共通電極のうちのいずれか一方は、互いに離隔している複数の枝電極を含み、他方の電極は前記基板の面に対して平行な面状であり、
    前記第1部分及び前記第2部分の厚さが、前記第1データ線及び前記第2データ線の近傍以外における前記第3部分の厚さよりさらに厚い、
    液晶表示装置の製造方法。
  7. 前記一の保護膜を形成する段階は、
    前記共通電極を形成する段階と、前記データ導電体を形成する段階との間に行われ、
    硬化性の有機物質を積層する段階、及び
    前記積層された有機物質を、光マスクを用いて露光する段階、
    を含む、請求項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  8. 前記光マスクは、光が照射される透明領域、光が照射されない不透明領域、及び光が一部だけ照射される半透明領域を含み、この半透明領域により、前記第3部分における前記第1データ線及び前記第2データ線の近傍以外の領域が形成される、請求項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  9. 前記一の保護膜パターンをマスクとしてエッチングする段階、及び
    前記一の保護膜パターンをアッシング(ashing)する段階、
    をさらに含む、請求項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  10. 前記保護膜パターンをアッシングする段階は前記第3部分を除去する段階を含む、請求項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  11. 前記一の保護膜の下部に絶縁層を形成する段階をさらに含み、
    前記一の保護膜パターンをマスクとしてエッチングする段階は前記絶縁層をエッチングする段階をさらに含む、請求項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  12. 前記一の保護膜の厚さは0.5μm以上3.0μm以下である、請求項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  13. 前記画素電極及び前記共通電極のうちの少なくとも一つは透明な導電物質を含む、請求項に記載の液晶表示装置の製造方法。
  14. 互いに対向する第1基板及び第2基板、
    前記第1基板及び前記第2基板の間に介在される液晶層、
    前記第1基板の上に位置し、互いに隣接する第1データ線及び第2データ線、
    前記第1データ線の上に位置し、前記第1データ線と重畳し、面状である共通電極、
    前記共通電極上に位置し、前記第1データ線からデータ電圧の印加を受け、互いに離隔している複数の枝電極を含む画素電極、
    無機材料から成り、前記第1データ線及び前記第2データ線と、前記共通電極との間に位置し厚さが均一な第1保護膜、及び、
    誘電定数が3.5以下である物質により形成され連続した断面組織を有する単一層から成り、前記共通電極と前記第1データ線の間に位置し前記第1データ線と重畳する領域としての第1部分と、前記共通電極と前記第2データ線との間に位置し前記第2データ線と重畳する領域としての第2部分と、前記第1部分及び前記第2部分と連結されて平面図にて前記第1データ線と前記第2データ線との間に位置する第3部分とを含む第2保護膜を含み、
    前記第1部分の厚さが、前記第1データ線及び前記第2データ線の近傍以外における前記第3部分の厚さよりさらに厚い、液晶表示装置。
  15. 前記保護膜の厚さは0.5μm以上3.0μm以下である、請求項14に記載の液晶表示装置。
  16. 前記保護膜は有機物質を含む、請求項15に記載の液晶表示装置。
  17. 前記保護膜は有機物質を含む、請求項14に記載の液晶表示装置。
  18. 基板の上に第1データ線と、前記第1データ線に隣接する第2データ線とを含むデータ導電体を形成する段階、
    前記第1データ線の上に前記第1データ線と重畳する共通電極を形成する段階、
    前記共通電極上に画素電極を形成する段階、
    無機材料から成り、前記第1データ線及び前記第2データ線と、前記共通電極との間に位置し厚さが均一である第1保護膜を形成する段階、及び、
    前記共通電極と前記第1データ線の間に位置し前記第1データ線と重畳する領域としての第1部分と、前記共通電極と前記第2データ線との間に位置し前記第2データ線と重畳する領域としての第2部分と、前記第1部分及び前記第2部分と連結されて平面図にて前記第1データ線と前記第2データ線との間に位置する第3部分とを含み、誘電定数が3.5以下である物質により同時に形成された単一層から成る第2保護膜を形成する段階、
    を含み、
    前記画素電極は離隔している複数の枝電極を含み、前記共通電極は面状であり、
    前記第1部分の厚さが前記第3部分の厚さよりさらに厚い、液晶表示装置の製造方法。
  19. 前記第2保護膜を形成する段階は、
    前記共通電極の形成前に前記第1データ線の上に有機物質を積層する段階、及び
    前記積層された有機物質を、半透明領域を有する光マスクを用いて露光する段階、
    を含む、請求項18に記載の液晶表示装置の製造方法。
  20. 前記第2保護膜パターンをマスクとしてエッチングする段階、及び
    前記第2保護膜パターンをアッシングする段階、
    をさらに含む、請求項18に記載の液晶表示装置の製造方法。
  21. 前記保護膜パターンをアッシングする段階は前記第3部分を除去する段階を含む、請求項20に記載の液晶表示装置の製造方法。
  22. 互いに対向する第1基板及び第2基板、
    前記第1基板と前記第2基板の間に介在される液晶層、
    前記第1基板の上に位置し、互いに隣接する第1データ線及び第2データ線、
    前記第1基板の上に位置し、前記第1データ線と重畳する共通電極、
    前記共通電極上に位置し、前記第1データ線からデータ電圧の印加を受け、離隔している複数の枝電極を含む画素電極、及び
    前記第1データ線と前記共通電極との間に位置し前記第1データ線と重畳する領域としての第1部分と、前記第2データ線と前記共通電極との間に位置し前記第2データ線と重畳する領域としての第2部分と、前記第1部分及び前記第2部分と連結されて平面図にて前記第1データ線と前記第2データ線との間に位置する第3部分とを含む一の保護膜を備え、
    前記第1部分の厚さが、前記第1データ線及び前記第2データ線の近傍以外における前記第3部分の厚さよりさらに厚
    前記一の保護膜は、同一の材料により形成され連続した断面組織を有する単一層である液晶表示装置。
  23. 前記一の保護膜は有機物質を含む、請求項22に記載の液晶表示装置。
  24. 前記第2基板の上に位置する遮光部材をさらに含む、請求項22に記載の液晶表示装置。
  25. 前記遮光部材は二つの隣接する画素電極の間に位置し、前記二つの隣接する画素電極は前記第1データ線を介在して対向する、請求項24に記載の液晶表示装置。
  26. 前記遮光部材の幅は、前記二つの隣接する画素電極の間の距離以下である、請求項25に記載の液晶表示装置。
  27. 前記共通電極は、前記第1基板及び前記第2基板のうちの少なくとも一つの面に平行な面状である、請求項22に記載の液晶表示装置。
  28. 前記一の保護膜は、誘電定数が3.5以下である物質から成る、請求項23に記載の液晶表示装置。
  29. 前記一の保護膜の厚さは0.5μm以上3.0μm以下である、請求項23に記載の液晶表示装置。
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