(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記基準電圧線は前記ゲート線に隣接して配置され、前記赤色画素と前記青色画素のうちの少なくとも一つに接続された拡張部を有することを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
【発明を実施するための形態】
【0037】
以下では、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形態に限られない。
【0038】
図面において、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」ある場合のみ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。
【0039】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
【0040】
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示した配置図であり、
図2Aは、
図1の液晶表示装置をIIA−IIA線に沿って切断して示した断面図であり、
図2Bは、
図1の液晶表示装置をIIB−IIB線に沿って切断して示した断面図である。
【0041】
図1及び
図2A及びBを参照すれば、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板100及び上部表示板200とその間に配置される液晶層3を含む。
【0042】
まず、下部表示板100について説明する。
【0043】
本実施形態に係る液晶表示装置は、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の上にゲート線121及び基準電圧線131を含むゲート導電体が形成されている。ゲート線121は、ゲート電極124及び他の層または外部駆動回路(図示せず)との接続のための広い端部(図示せず)を含む。ゲート線121はアルミニウム(Al)やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀(Ag)や銀合金などの銀系金属、銅(Cu)や銅合金などの銅系金属、モリブデン(Mo)やモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、及びチタニウム(Ti)などから形成されてもよい。しかし、ゲート線121は物理的性質が異なる少なくとも二つの導電膜を含む多重膜構造を有してもよい。
【0044】
基準電圧線131は一定の基準電圧を伝達し、後述の基準電極270との接続のための拡張部135を含む。基準電圧線131は後述の基準電極270に接続されて、基準電極270に基準電圧を伝達する。基準電圧線131はゲート線121と第1方向に沿って実質的に平行に配置される。すなわち、基準電圧線131はゲート線121と水平方向(
図1参照)に配置され、ゲート線121と同一物質から形成されるが本発明ではこれに限定されるわけではない。
【0045】
ゲート線121及び基準電圧線131の上には、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は物理的性質が異なる少なくとも二つの絶縁層を含む多層膜構造を有してもよい。
【0046】
ゲート絶縁膜140の上には、非晶質シリコン(amorphous silicon:a−si)または多結晶シリコン(polysilicon:p−si)などからなる半導体154が形成されている。半導体154はゲート電極124と少なくとも一部重なる。
【0047】
半導体154の上にはオーミックコンタクト163、165が形成されている。オーミックコンタクト163、165はリン(phosphorus)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形成され、または、シリサイド(silicide)から形成され、オーミックコンタクト163、165は対を成して半導体154の上に配置されてもよい。
【0048】
オーミックコンタクト163、165及びゲート絶縁膜140の上には、ソース電極173を含むデータ線171とドレイン電極175を含むデータ導電体が形成されている。
【0049】
データ線171は、他の層または外部駆動回路(図示せず)との接続のための広い端部(図示せず)を含む。データ線171はデータ信号を伝達し、主に縦方向(
図1参照)に延びて、ゲート線121及び基準電圧線131と交差する。データ線171はゲート線121と共に画素領域を形成するが、本発明ではこれに限定されない。
【0050】
本発明の実施形態に係るデータ線171は、液晶表示装置の最大透過率を得るために曲がっている形状を有する第1屈曲部を有してもよく、屈曲部は画素領域の中間領域で互いにV字形状を成してもよい。データ線171は、画素領域の中間領域には第1屈曲部と所定の角度を成すように曲がっている第2屈曲部をさらに含んでもよい。
【0051】
データ線171の第1屈曲部は後述の配向膜のラビング方向と約7°程度の角度を成すように曲がっていてもよい。画素領域の中間領域に配置されている第2屈曲部は、第1屈曲部と約7°以上約15°以下程度の角度を成すようにさらに曲がってもよい。
【0052】
ソース電極173はデータ線171の一部であり、データ線171と同一線上に配置される。ドレイン電極175はソース電極173と実質的に並んで延びるように形成されている。したがって、ドレイン電極175はデータ線171の一部と並んでいる。
【0053】
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と共に一つの薄膜トランジスタ(thin film transistor、TFT)を成し、薄膜トランジスタのチャネル(channel)はソース電極173とドレイン電極175との間の半導体154に形成される。
【0054】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、データ線171と同一線上に位置するソース電極173と、データ線171と並んで延びているドレイン電極175を含むことによって、データ導電体が占める面積を広げなくても薄膜トランジスタの幅を広げることができ、したがって液晶表示装置の開口率を増加することができる。
【0055】
データ線171とドレイン電極175は、モリブデン、クロム、タンタル、及びチタニウム、銅などの金属またはこれらの合金から形成されてもよく、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よい。例えば、多重膜構造の例としては、クロムまたはモリブデン(合金)の下部膜とアルミニウム(合金)の上部膜の二重膜、チタニウム(合金)の下部膜と銅(合金)の上部膜の二重膜、モリブデン(合金)の下部膜とアルミニウム(合金)の中間膜とモリブデン(合金)の上部膜の三重膜などが挙げられる。しかし、データ線171及び/またはとドレイン電極175はその他にも多様な金属または導電体から形成されてもよい。データ線171の幅は約3.5μm±0.75μm程度であってもよいが本発明はこれに限定されるわけではない。
【0056】
ドレイン電極175の一部及びゲート絶縁膜140の上には画素電極191が形成されている。
【0057】
画素電極191は、データ線171の第1屈曲部及び第2屈曲部とほとんど並んでいる一対の屈曲辺(curved edge)を含む。
【0058】
画素電極191はドレイン電極175の一部を覆い、その上に配置されてドレイン電極175と物理的または電気的に直接接続される。
【0059】
画素電極191は多結晶、単結晶または非晶質のITO(Indium tin oxide)、またはIZO(Indium zinc oxide)などの透明な導電物質で形成されてもよい。
【0060】
データライン171、ドレイン電極175、露出した半導体154及び画素電極191の上には保護膜(passivation layer)180が形成されている。保護膜180は窒化ケイ素と酸化ケイ素などの無機絶縁物から形成されてもよい。しかし、保護膜180は有機絶縁物から形成されてもよく、表面が平坦になってもよい。保護膜180が有機絶縁物の場合、感光性(photosensitivity)を有してもよく、その誘電率(dielectric constant)は約4.0以下であってもよい。保護膜180はまた、有機膜の優れた絶縁特性を生かしながらも、露出した半導体154部分に害が及ばないように下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有してもよい。保護膜180の厚さは約5000Å以上であってもよく、約6000Å以上約8000Å以下であってもよい。
【0061】
保護膜180には、データ線171の端部を露出するコンタクトホール(contact hole)(図示せず)が形成され、保護膜180及びゲート絶縁膜140には、基準電圧線131の拡張部135を露出するコンタクトホール183、及びゲート線121の端部を露出するコンタクトホール(図示せず)が形成されている。
【0062】
保護膜180の上には基準電極270が形成されている。基準電極270は画素電極191と重なっており、複数の枝電極271と、複数の枝電極271を接続する横接続部272、及び横接続部272を接続する縦接続部273を含む。基準電極270は多結晶、単結晶または非晶質のITO(indium tin oxide)、またはIZO(indium zinc oxide)などの透明な導電物質からなる。隣接した画素に配置されている基準電極270は互いに接続されている。
【0063】
基準電極270の枝電極271は、前述のデータ線171の第1屈曲部及び第2屈曲部と各々並んでいる第1部分271a(
図1のA参照)及び第2部分271b(
図1のA’参照)を含む。第1部分271aは後述の配向膜のラビング方向と約5°以上約10°以下の角度を成し、より具体的には約7°の角度を成し、第2部分271bは第1部分271aと約7°以上約15°以下の角度を成すようにさらに曲がってもよい。
【0064】
基準電極270の横接続部272はゲート線121とほとんど並んでおり、枝電極271を上と下で互いに接続する。画素領域の下部に配置される基準電極270の横接続部272は、薄膜トランジスタを成すゲート電極124、半導体154、ソース電極173を成すデータ線171及びドレイン電極175、基準電圧線131の一部を露出する第1開口部274を有する。基準電極270の横接続部272は、基準電圧線131の拡張部135に向かって延びた基準電極拡張部275を有する。互いに隣接する画素に配置される基準電極270は互いに接続されている。
【0065】
基準電極270の枝電極271は、基準電極270の横接続部272に接続される部分に一定の角度で曲がっている第3部分271c(
図1のA’’参照)をさらに含むが、第3部分271cは第1部分271aと約7°乃至約15°の角度を成すようにさらに曲がってもよい。つまり、基準電極270の枝電極271の第1部分271aが横接続部272と成す鋭角の角度は、第2部分271bが横接続部272と成す鋭角の角度または第3部分271cが横接続部272と成す鋭角の角度より約7°乃至約15°程度より大きい。基準電極270の縦接続部273は、隣接する二つの画素の間に配置されているデータ線171の上に延びており、データ線171の一部の上に配置されている第1開口部274を有する。
【0066】
基準電極270の第1開口部274はソース電極173を成すデータ線171を露出し、約30μm以上約60μm以下程度の縦幅を有してもよい。
【0067】
基準電極270の拡張部275は、保護膜180及びゲート絶縁膜140に形成されるコンタクトホール183を通して基準電圧線131と物理的または電気的に接続される。
【0068】
本実施形態においては、図示はしないが、基準電極270及び保護膜180の上には配向膜(alignment layer)が塗布され、配向膜は水平配向膜であり、一定の方向にラビングされている。より具体的には、配向膜のラビング方向は、基準電極270の枝電極の第1部分271aが延びている方向と約5°以上10°以下の角度成す。他の実施系地では約7°程度の角度を成す。
【0069】
次に、上部表示板200について説明する。
【0070】
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はブラックマトリックス(black matrix)ともいい、光漏れを防ぐ。
【0071】
絶縁基板210の上にはまたカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は遮光部材220に囲まれた領域内に存在し、画素電極191の列に沿って縦方向に長く延びている。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。
【0072】
カラーフィルタ230及び遮光部材220の上にはオーバーコート(overcoat)250が形成されている。オーバーコート250は有機絶縁物から形成されてもよく、カラーフィルタ230が露出されることを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート250は省略することができる。
【0073】
液晶層3は正(positive)の誘電率異方性を有するネマチック(nematic)液晶物質を含む。液晶層3の液晶分子31はその長軸方向が上部表示板100及び下部表示板200に平行に配列され、その方向が下部表示板100の配向膜のラビング方向から上部表示板200に至るまで螺旋状で90°捩じれた構造を有する。
【0074】
画素電極191はドレイン電極175からデータ電圧が供給され、基準電極270は基準電圧線131から一定の大きさの基準電圧が供給される。基準電極270は互いに接続されて、表示領域外部に配置されている基準電圧供給部(図示せず)から基準電圧の供給を受けるが、表示領域内で電圧降下などを防止するために、基準電圧線131から同じ大きさの基準電圧が供給される。
【0075】
データ電圧が供給された画素電極191は基準電圧が供給される基準電極270と共に電場を生成することによって、画素電極191及び共通電極270の上に位置する液晶層3の液晶分子31は電場の方向と平行な方向に回転する。このように決定された液晶分子31の回転方向により、液晶層を通過する光の偏光が変わる。
【0076】
このように、基準電極270の枝電極271の端部と画素電極191の間に形成される電場によって、液晶表示装置の液晶層3の液晶分子31は回転する。この時、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層3の液晶分子31が所定の角度にプレチルト(pre−tilt)を成すように配向膜がラビングされており、このラビング角度は基準電極270の枝電極271と約5°乃至約10°の角度を成し、より具体的に約7°の角度を成すので、液晶分子31はプレチルトされた方向に迅速に回転する。
【0077】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極191はゲート絶縁膜140と保護膜180の間に配置され、ドレイン電極175の一部を覆って、物理的または電気的に直接接続されるので、コンタクトホールを通して接続される従来の液晶表示装置に比べて開口率が実質的に増加する。
【0078】
また、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、データ線171と同一線上に位置するソース電極173と、データ線171の一部と実質的に並んで延びているドレイン電極175を含むことによって、データ導電体が占める面積を広げなくても薄膜トランジスタの幅を広げて、液晶表示装置の開口率が増加する。
【0079】
また、本発明の実施形態に係る液晶表示装置において、保護膜180の上に配置される基準電極270は、薄膜トランジスタを成すゲート電極124、半導体154、ソース電極173を成すデータ線171の一部及びドレイン電極175を露出する開口部274を有することにより、データ線171と基準電極270の間の寄生容量を実質的に減らしている。
【0080】
本発明の一実験例による液晶表示装置のデータ線171と基準電極270の間の寄生容量について説明する。表1は、本発明の一実験例による液晶表示装置のデータ線171と基準電極270の間の寄生容量を比較した結果である。本実験例において、液晶表示装置の薄膜トランジスタを成すデータ線171とドレイン電極175の形状、基準電極270の開口部、データ線171の線幅と保護膜180の厚さを変化させながら、データ線191と基準電極270の間の寄生容量を比較した。
【0082】
表1は従来のU字型ドレイン電極を含み、基準電極とデータ線との間に有機絶縁膜を含む一般的な液晶表示装置の基準電極270とデータ線171の間の寄生容量を基準にして、各場合に対して寄生容量の比を計算した結果である。グループAは、本発明の実施形態に係る液晶表示装置と同様に、データ線171と同一線上に位置するソース電極173と、データ線171と並んで延びているドレイン電極175を含み、基準電極270が薄膜トランジスタを成すゲート電極124、半導体154、ソース電極173を成すデータ線171の一部及びドレイン電極175、基準電圧線131の一部を露出する開口部274を有する場合である。グループBは、グループAに追加して、データ線の線幅を約3.5μmに形成した場合であり、グループCは、グループBに追加して、保護膜180の厚さを約8000Åに形成した場合である。
【0083】
表1を参照すれば、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の場合、従来の液晶表示装置に比べて、グループAでは、基準電極270とデータ線171の寄生容量が約71.0%に減っていることが分かり、グループBでは、データ線171の線幅を調節することによって約62.1%程度に減少し、グループCでは、保護膜180の厚さを調節することによって約49.6%程度に減少していることが分かった。
【0084】
このように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、液晶表示装置の開口率を減少させて、製造工程を複雑にしなくてもデータ線171と基準電極270の間の寄生容量を減らし、寄生容量による画質低下を減らすことができる。
【0085】
以下では、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の基準電極270の枝電極271について、
図3A〜
図3Cを参照して説明する。
図3Aは、
図1のA部分の拡大図であり、基準電極270の第1部分271aを示し、
図3Bは、
図1のA’部分の拡大図であり、基準電極270の第2部分271bを示し、
図3Cは、
図1のA’’部分の拡大図であり、基準電極270の第3部分271cを示す。
【0086】
まず、
図3Aを参照すれば、基準電極270の枝電極271の第1部分271aは下部表示板100の上に配置されている配向膜のラビング方向と第1角度θ1を成すように傾いている。前述のように、第1角度θ1は約5°以上約10°以下の角度であってもよく、より具体的には約7°の角度であってもよい。
図3Bを参照すれば、基準電極270の枝電極271の第2部分271aは第1部分271aと第2角度θ2を成すように曲がっており、
図3Cを参照すれば、基準電極270の第3部分271cは第1部分271aと第2角度θ2を成すように曲がっている。第2角度θ2は約7°以上約15°以下の角度であってもよい。
【0087】
このように、基準電極270の枝電極271を第1部分271a、第2部分271b、第3部分271cに区分して形成することによって、画素領域の中央部と端部部分の電場生成方向を変化させることができる。一般に、枝電極271の端部の電場の方向は枝電極271の中央部と異なって、液晶層3に電場が供給される時、液晶の回転方向が不規則となって画像に好ましくないテクスチャ(texture)が発生する。しかし、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、枝電極271の第1部分271aの端部に配置され、第1部分271aよりもっと大きい角度に曲がっている第2部分271b及び第3部分271cを含むことによって液晶層3に印加される電場の方向を変化させ、液晶層3の液晶分子が一定の方向に回転できるようにする。また、第1部分271aよりもっと大きい角度に曲がっている第2部分271b及び第3部分271cを含むことにより、液晶分子31の回転時に回転方向を決定することができる。
【0088】
したがって、画素領域の中央部または上下境界部での液晶分子31の不規則な回転によるテクスチャを防止することができる。
【0089】
また、基準電極270の枝電極271を第1部分271a、第2部分271b、第3部分271cに区分して形成することによって、液晶分子31の回転角度を互いに異なるように設定するため、液晶表示装置の視野角を高め、カラートーンを補償するようにできる。
【0090】
以下、
図4を参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図4は本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置を示す配置図であって、複数の画素を示す。
【0091】
図4に示した液晶表示装置の構造は
図1及び
図2に示した液晶表示装置とほとんど同一である。したがって、具体的な説明は省略する。
【0092】
図4を参照すれば、本実施形態に係る液晶表示装置は互いに隣接する少なくとも3個の画素を含み、互いに隣接する3個の画素のうちの少なくとも一つの画素にはスペーサ325が形成されている。スペーサ325は基準電圧線131の拡張部135の上に配置され、スペーサ325は基準電圧線131と基準電極270を接続するためのコンタクトホール183よりさらに大きい。
【0093】
互いに隣接する3個の画素のうち、スペーサ325が配置される画素には基準電圧線131と基準電極270を接続するためのコンタクトホール183が形成されず、残りの画素にのみコンタクトホール183が形成されてもよい。したがって、スペーサ325が配置されていない画素領域内のみで、基準電圧線131と基準電極270がコンタクトホール183を通して接続される。スペーサ325がコンタクトホール183の上に形成される場合、コンタクトホール183による段差が発生するため正確なセル間隔を維持することは難しい。しかし、本実施形態では基準電圧線131と基準電極270との間を接続するためのコンタクトホール183が形成されていない画素にのみスペーサ325を形成することによって、セル間隔の正確度が高くなる。
【0094】
互いに隣接する3個の画素のうち、スペーサ325が配置されている画素に形成されている遮光部材220はスペーサ325に対応する部分で一部拡張され、スペーサ325を全て覆うようにしてもよい。したがって、スペーサ325が配置されている画素の開口率が残りの画素に比べて多少小さくなることがある。
【0095】
互いに隣接する3個の画素は互いに異なる色を表示して、スペーサ325が配置されることによって開口率が一番小さい画素は緑色画素である。このように、他の色を表示する画素に比べて緑色画素の開口率が小さくなるようにすれば、液晶表示装置の黄色化(yellowish)を防止する。
【0096】
先に
図1及び
図2を参照して説明した液晶表示装置の多くの特徴は
図4に示した実施形態に全て適用可能である。
【0097】
以下、
図5を参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図5は本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置を示す配置図であって、複数の画素を示す。
【0098】
図5に示した液晶表示装置の構造は
図1及び
図2に示した液晶表示装置とほとんど同一である。したがって、具体的な説明は省略する。
【0099】
しかし、
図5に示した本実施形態に係る液晶表示装置は
図1及び
図2に示した液晶表示とは異なって、基準電圧線131が画素領域の中央部に配置される。また、基準電圧線131の拡張部135も画素領域の中央部に配置され、基準電極拡張部275も画素領域の中央部に配置される。
【0100】
互いに隣接する3個の画素のうちの一つの画素にのみ基準電圧線131と基準電極270を接続するためのコンタクトホール183、基準電圧線131の拡張部135、そして基準電極270の拡張部275を形成してもよく、残りの画素にはコンタクトホール183が形成されないこともある。したがって、互いに隣接する3個の画素のうちの一つの画素領域内のみで、基準電圧線131と基準電極270がコンタクトホール183を通して接続される。基準電圧線131と基準電極270の接触部分は画素領域のうちのデータ線171に隣接した領域に配置されることができる。
【0101】
互いに隣接する3個の画素のうち、基準電圧線131と基準電極270がコンタクトホール183を通して接続されている画素において、画素電極191は基準電圧線131の拡張部135、コンタクトホール183、基準電極270の拡張部275に対応する位置より除去され、画素電極191の端部のうちのデータ線171に隣接した一つは基準電圧線131と基準電極270の接触部分を囲む凹部192を有する。これによって、基準電圧線131と基準電極270の間に配置される画素電極191は基準電圧線131と基準電極270の接触部より除去され、基準電極270と画素電極191の短絡(short)を防止する。
【0102】
互いに隣接する3個の画素のうちの一つの画素にのみ基準電圧線131と基準電極270を接続するためのコンタクトホール183、基準電圧線131の拡張部135、基準電極270の拡張部275が形成されるので、基準電圧線131と基準電極270が物理的電気的に接続される画素の開口率が残りの画素に比べて多少小さくなる。
【0103】
互いに隣接する3個の画素は互いに異なる色を表示して、基準電圧線131と基準電極270が物理的または電気的に接続されることによって開口率が一番小さい画素は緑色画素である。
【0104】
このように、一部の画素のみで基準電圧線131と基準電極270を互いに接続することによって、残りの画素の開口率を高めることができ、液晶表示装置の全体開口率が増加することができる。また、他の色を表示する画素に比べて緑色画素の開口率が小さくなるようにすれば、液晶表示装置の黄色化(yellowish)を防止することができる。
【0105】
先に
図1及び
図2、そして
図4を参照して説明した液晶表示装置の多くの特徴は
図5に示した実施形態に全て適用可能である。
【0106】
以下、
図6A及び
図6Bを参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図6Aは、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置の一部を示した配置図であり、
図6Bは、
図6Aの液晶表示装置をVIB−VIB線に沿って切断して示した断面図である。
【0107】
図6A及び
図6Bに示した液晶表示装置の層構造は
図1及び
図2に示した液晶表示装置とほとんど同一である。具体的な説明は省略する。
【0108】
しかし、
図6A及び
図6Bに示した液晶表示装置の場合、
図1及び
図2に示した液晶表示装置とは異なって、データ線171の下部には遮蔽電極88が形成されており、データ線171の上に延びている基準電極270の縦接続部273はデータ線171の上に配置されている第2開口部276を有する。遮蔽電極88はゲート導電体と同一層からなり、フローティングされている。遮蔽電極88は光漏れを防止する。データ線171の上に配置される基準電極270の第2開口部276は一つの画素領域に配置されるデータ線171の縦長さの約50%以上である。このように、データ線171の上に配置されている基準電極270に第2開口部276を形成し、除去することによって、データ線171と基準電極270の間の寄生容量を減少させることができる。
【0109】
図6Bを参照すれば、遮蔽電極88の幅d1は約8.2μm以上約8.8μm以下であってもよく、遮蔽電極88と画素電極191の間の間隔d2は約4.7μm以上約5.3μm以下であってもよい。データ線171の幅d3は約3.2μm以上約3.8μm以下であってもよく、データ線171の上に配置される基準電極270に第2開口部276の幅d4は約4.2μm以上約4.8μm以下であってもよい。このように、データ線171の幅d3よりデータ線171の上に配置される基準電極270に第2開口部276の幅d4が大きいため、第2開口部276によってデータ線171と基準電極270は互いにオーバーラップしないようにできるので、データ線171と基準電極270のオーバーラップによる寄生容量を減らすことができる。また、基準電極270の枝電極271の幅d5は約4.2μm以上約4.8μm以下であってもよく、データ線171に隣接した枝電極271と遮蔽電極88は互いに一部オーバーラップしてもよく、このオーバーラップ部の幅d6は約1.7μm以上約2.3μm以下であってもよい。
【0110】
図1及び
図2、
図4、そして
図5に示した実施形態の多くの特徴は
図6に示した実施形態に全て適用可能である。
【0111】
以下、
図7A及び
図7Bを参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図7Aは、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置の一部を示した配置図であり、
図7Bは、
図7Aの液晶表示装置をVIIB−VIIB線に沿って切断して示した断面図である。
【0112】
図7A及び
図7Bに示した液晶表示装置の層構造は
図1及び
図2に示した液晶表示装置とほとんど同一である。
【0113】
図7A及び
図7Bに示した液晶表示装置は、絶縁基板110の上にゲート電極124を含むゲート線121及び基準電圧線131が配置され、ゲート線121及び基準電圧線131の上にはゲート絶縁膜140が配置されている。ゲート絶縁膜140の上には半導体154及びオーミックコンタクト163、165が配置され、ゲート絶縁膜140及びオーミックコンタクト163、165の上にはソース電極173を含むデータ線171及びドレイン電極175が配置されている。ゲート絶縁膜140とドレイン電極175の一部の上には画素電極191が配置され、画素電極191、データ線171、ドレイン電極175、及び露出された半導体154の上にはコンタクトホール183を有する保護膜180が配置されている。保護膜180の上には、画素電極191と重なり、枝電極271を有する基準電極270が配置されている。
【0114】
しかし、
図1及び
図2に示した液晶表示装置とは異なり、
図7Aに示すように、本実施形態に係る液晶表示装置の基準電極270は画素電極191と重なり、複数の枝電極271と複数の枝電極271を接続する第1接続部272、及び隣接する画素領域の基準電極270を互いに接続する第2接続部273を含む。
【0115】
基準電極270の枝電極271はゲート線121とほとんど平行な方向に延びており、ゲート線121と約5°以上約20°以下の角度を成すように配置されてもよい。また、基準電極270の枝電極271は配向膜のラビング方向と約7°以上約13°以下の角度を成し、より具体的には約10°の角度を成すように配置されてもよい。
【0116】
基準電極270の枝電極271は、一定の方向に延びている第1部分271aと、第1接続部272に隣接した部分に配置され、第1部分271aの両端に配置される第2部分271bを含む。
【0117】
基準電極270の枝電極271の第1部分271aは後述の配向膜のラビング方向と約10°の角度を成し、第2部分271bは第1部分271aと約7°以上約15°以下の角度を成すようにさらに曲がって配置されてもよい。
【0119】
以下、
図8乃至
図10を参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図8は、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置を示す配置図であり、
図9は、
図8の液晶表示装置をIX−IX線に沿って切断して示した断面図であり、
図10は、
図8の液晶表示装置をX−X線に沿って切断して示した断面図である。
【0120】
図8乃至
図10を参照すれば、本実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板100及び上部表示板200とその間注入されている液晶層3を含む。
【0121】
まず、下部表示板100について説明する。
【0122】
本実施形態に係る液晶表示装置は、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の上にゲート線121及び基準電圧線131を含むゲート導電体が配置される。ゲート線121は、ゲート電極124及び他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部(図示せず)を含む。基準電圧線131は一定の基準電圧を伝達し、後述の基準電極270との接続のための拡張部135を含む。基準電圧線131は後述の基準電極270に接続され、基準電極270に基準電圧を伝達する。基準電圧線131はゲート線121と平行に配置してもよく、ゲート線121と同一物質から形成してもよい。
【0123】
ゲート導電体のゲート線121及び基準電圧線131の上には窒化ケイ素(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は、物理的性質が異なる少なくとも二つの絶縁層を含む多層膜構造を有してもよい。
【0124】
ゲート絶縁膜140には、水素化非晶質シリコン(hydrogenated amorphous silicon)(非晶質シリコンは略称a−Siという)または多結晶シリコン(polysilicon)などからなる複数のストライプ状半導体151が形成されている。ストライプ状半導体151は実質的に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半導体の突出部(projection)154を含む。
【0125】
ストライプ状半導体151の上には、複数のストライプ状オーミックコンタクト161及び島型オーミックコンタクト165が形成される。ストライプ状オーミックコンタクト161及び島型オーミックコンタクト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形成され、シリサイド(silicide)から形成される。ストライプ状オーミックコンタクト161は複数の突出部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165は対を成して半導体154の上に配置される。
【0126】
ストライプ状オーミックコンタクト161、島型オーミックコンタクト165及びゲート絶縁膜140の上には、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。
【0127】
データ線171はデータ信号を伝達し、実質的に縦方向に延びてゲート線121及び基準電圧線131と交差する。
【0128】
データ線171は、ゲート電極124に向かって延びたソース電極173と他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部(図示せず)を含む。
【0129】
データ線171は、ゲート線121及び基準電圧線131の隣接した部分で拡張されて断線を防止する。
【0130】
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。
【0131】
ドレイン電極175は、棒状の一側端部と面積が広い拡張部を含む。棒状端部は曲がったソース電極173で一部囲まれている。
【0132】
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と共に一つの薄膜トランジスタを成し、薄膜トランジスタのチャネルはソース電極173とドレイン電極175の間の半導体154に形成される。
【0133】
ドレイン電極175の拡張部及びゲート絶縁膜140の上には画素電極191が形成されている。
【0134】
画素電極191はデータ線171及びゲート線121とほとんど並んでいる周縁を有し、ほとんど四角形の形状を有する。
【0135】
画素電極191はドレイン電極175の拡張部を覆い、その上に配置され、ドレイン電極175と物理的または電気的に直接接続される。
【0136】
画素電極191は、多結晶、単結晶または非晶質のITO(Indium tin oxide)、またはIZO(Indium zinc oxide)などの透明な導電物質からなってもよい。
【0137】
データ線171、ドレイン電極175、露出した半導体154及び画素電極191の上には保護膜180が配置される。保護膜180は窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物から形成されてもよい。しかし、保護膜180は有機絶縁物から形成されてもよく、表面が平坦であってもよい。有機絶縁物の場合、感光性を有してもよく、誘電率は約4.0以下であってもよい。保護膜180はまた、有機膜の優れた絶縁特性を生かしながらも露出された半導体154の部分に害が及ばないように、下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有してもよい。
【0138】
保護膜180にはデータ線171の端部を露出するコンタクトホール(contact hole)(図示せず)が形成されており、保護膜180及びゲート絶縁膜140には、基準電圧線131の拡張部135を露出するコンタクトホール183、及びゲート線121の端部を露出するコンタクトホール(図示せず)が形成されている。
【0139】
保護膜180の上には基準電極270が形成されている。基準電極270は画素電極191と重なり、複数の枝電極271を互いに接続する第1接続部272、及び隣接する画素領域の基準電極270を互いに接続する第2接続部273を含む。基準電極270は、多結晶、単結晶または非晶質のITO(indium tin oxide)、またはIZO(indium zin coxide)などの透明な導電物質からなってもよい。
【0140】
基準電極270の枝電極271はゲート線121とほとんど平行な方向に延びており、ゲート線121と約5°以上約20°以下の角度を成すように配置されてもよい。また、基準電極270の枝電極271は後述の配向膜のラビング方向と約7°以上約13°以下の角度を成し、より具体的には約10°の角度を成すように配置されてもよい。
【0141】
基準電極270の枝電極271は、一定の方向に延びている第1部分271a(
図8のA参照)と、第1接続部272に隣接した部分に配置され、第1部分271aの両端に配置される第2部分271b(
図8のA’参照)を含む。
【0142】
基準電極270の枝電極271の第1部分271aは後述の配向膜のラビング方向と約7°以上約13°以下の角度を成し、より具体的には約10°の角度を成し、第2部分271bは第1部分271aと約7°以上約15°以下の角度を成すようにさらに曲がっていってもよい。
【0143】
枝電極271の第1部分271a及び第2部分271bについて、
図11A及び
図11Bを参照して具体的に説明する。
図11A及び
図11Bは、
図1の液晶表示装置の一部を各々拡大した拡大図である。
図11Aは、
図8のA部分の拡大図であり、基準電極の第1部分271aを示し、
図11Bは、
図8のA’部分の拡大図であり、基準電極の第2部分271bを示す。
【0144】
まず、
図11A及び
図11Bを参照すれば、基準電極270の枝電極271の第1部分271aは、下部表示板100に配置されている配向膜のラビング方向と第1角度θ1を成すように傾いている。前述のように、第1角度θ1は約7°以上約13°以下の角度を成し、より具体的には約10°の角度であってもよい。また、基準電極270の枝電極271の第2部分271aは第1部分271aと第2角度θ2を成すように曲がっている。第2角度θ2は約7°以上約15°以下の角度でもよい。
【0145】
このように、基準電極270の枝電極271を第1部分271a及び第2部分271bに区分して形成することによって、画素領域の中央部と端部の電場生成方向を変化させる。一般に、液晶表示装置において、枝電極271の端部の電場の方向は枝電極271の中央部と異なって、液晶層3に電場が生成される時に液晶の回転方向が不規則となり、テクスチャが発生する。しかし、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、枝電極271の第1部分271aの端部に配置され、第1部分271aよりもっと大きい角度に曲がっている第2部分271bを含むことによって液晶層3に供給される電場の方向を変化させ、液晶層3の液晶分子が一定の方向に回転できるようにする。また、第1部分271aよりもっと大きい角度に曲がっている第2部分271bを含むことによって、液晶分子31の回転時に回転方向を決定する。したがって、画素領域の左右境界部での液晶分子31の不規則な回転によるテクスチャを防止する。また、基準電極270の枝電極271を第1部分271a及び第2部分271bに区分して形成することによって、液晶分子31の回転角度を互いに異なるように設定するので、液晶表示装置の視野角を高め、カラートーンを補償する。
【0146】
再び、
図8乃至
図10を参照すれば、互いに隣接する画素に配置される基準電極270は第2接続部273によって互いに接続され、第2接続部273はデータ線171の一部を覆っている。第2接続部273が覆っているデータ線171の長さは、一つの画素領域に配置されるデータ線171の全体長さに比べて非常に短い。
【0147】
基準電極270は、保護膜180及びゲート絶縁膜140に形成されるコンタクトホール183を通して基準電圧線131と物理的または電気的に接続される。
【0148】
図示してはいないが、基準電極270及び保護膜180の上には配向膜が塗布され、配向膜は水平配向膜であり、一定の方向にラビングされている。配向膜のラビング方向は、基準電極270の枝電極の第1部分271aが延びている方向と約10°程度の角度を成すようにする。
【0149】
以下、上部表示板200について説明する。
【0150】
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はブラックマトリックス(black matrix)ともいい、光漏れを防ぐ。
【0151】
絶縁基板210の上には複数のカラーフィルタ230が配置される。カラーフィルタ230は遮光部材220に囲まれた領域内に大部分存在し、画素電極191の列に沿って縦方向に長く延びてもよい。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。
【0152】
カラーフィルタ230及び遮光部材220の上にはオーバーコート(overcoat)250が形成されている。オーバーコート250は(有機)絶縁物からなってもよく、カラーフィルタ230が露出されることを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート250は省略してもよいが、本発明はこれに限定されるわけではない。
【0153】
液晶層3は、正の誘電率異方性を有するネマチック(nematic)液晶物質を含む。液晶層3の液晶分子はその長軸方向が上部表示板100及び下部表示板200に平行に配列され、その方向が下部表示板100の配向膜のラビング方向から上部表示板200に至るまで螺旋状で90°捩じれた構造を有する。
【0154】
画素電極191はドレイン電極175からデータ電圧の印加を受け、基準電極270は基準電圧線131から一定の大きさの基準電圧の印加を受ける。
【0155】
データ電圧が印加された画素電極191は基準電圧の印加を受ける基準電極131と共に電場を生成することにより、二つの画素電極191及び基準電極270の上に位置する液晶層3の液晶分子は電場の方向と平行な方向に回転する。このように決定された液晶分子の回転方向によって液晶層を通過する光の偏光が変わる。
【0156】
このように、基準電極270の枝電極271の端部と画素電極191との間に生成される電場によって、対応する液晶表示装置の液晶層3の液晶分子31は回転するようになる。この時、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層3の液晶分子31が所定の角度にプレチルトを成すように配向膜がラビングされ、このラビング角度は基準電極270の枝電極271と約10°の角度を成すので、液晶分子31はプレチルトされた方向に迅速に回転できるようになる。
【0157】
本発明の実施形態に係る液晶表示装置の画素電極191はゲート絶縁膜140と保護膜180との間に配置され、ドレイン電極175の一部を覆って直接物理的または電気的に接続されるので、コンタクトホールを通して接続される従来の液晶表示装置に比べて開口率が増加する。
【0158】
また、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、基準電極270の枝電極271を互いに接続する第1接続部272がデータ線171と平行に配置されるので、画素電極191とデータ線171の間の寄生容量を減らしながらも、液晶表示装置の開口率を高める。
【0159】
データ線171と基準電極270及び画素電極191との関係について、
図10を参照して説明する。
【0160】
図10を参照すれば、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、ゲート絶縁膜140の上に配置され、第1間隔W1の分だけ離隔している画素電極191及びデータ線171を含み、データ線171と画素電極191の上に配置される保護膜180、保護膜180の上に配置され、枝電極271と枝電極271の接続部272を含み、データ線171と第2間隔W2の分だけ離隔している基準電極270が配置されている。
【0161】
画素電極と191とデータ線171との第1間隔W1は、基準電極270とデータ線171の第2間隔W2よりもっと広い。
【0162】
しかし、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、保護膜180の上に配置され、枝電極271を有する基準電極270を含むことによって、基準電極270の枝電極271を接続する接続部272の幅W3の一部は画素電極191とデータ線171の間の第1間隔W1と重なってもよい。
【0163】
したがって、液晶表示装置のデータ線171に隣接して配置され映像が表示されていない部分のうち、画素電極191とデータ線171の間の第1間隔W1と、基準電極270の枝電極271を接続する接続部272の幅W3は一部重なるようになる。
【0164】
これによって、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は液晶表示装置の開口率を増加させると同時に、データ線171と基準電極270または画素電極191の間の寄生容量を減らす。
【0165】
以下、
図12及び
図13を参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図12は、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置を示す配置図であり、
図13は、
図12に示した液晶表示装置をXIII−XIII線に沿って切断して示した断面図である。
【0166】
図12及び
図13に示した液晶表示装置の層構造は
図8乃至
図10に示した液晶表示装置とほとんど類似している。したがって、具体的な説明は省略する。
【0167】
しかし、
図12及び
図13に示した液晶表示装置は
図8乃至
図10に示した液晶表示装置とは異なって、データ線171の下に配置される遮蔽電極88をさらに含む。遮蔽電極88はゲート導電体と同一層からなってもよく、フローティングされてもよい。また、遮蔽電極88の幅はデータ線171またはストライプ状半導体151の幅より広くてもよい。
【0168】
遮蔽電極88は、データ線171の下に配置されているストライプ状半導体151に光が流入することを防止する役割を果たすことによって、ストライプ状半導体151が光によって不要に活性化することを防止する。
【0169】
図8乃至
図10に示した実施形態に係る液晶表示装置の多くの特徴は
図12及び
図13に示した液晶表示装置にも適用可能である。
【0170】
以下、
図14を参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図14は、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置の一部を示した配置図である。
【0171】
図14に示した液晶表示装置の層構造は
図8乃至
図10に示した液晶表示装置とほとんど同一である。したがって、具体的な説明は省略する。
【0172】
図14に示した実施形態に係る液晶表示装置は
図8〜
図10示した液晶表示とは異なって、基準電圧線131が画素領域の中央部に配置される。また、基準電圧線131の拡張部135も画素領域の中央部に配置され、基準電極拡張部275も画素領域の中央部に配置される。
【0173】
また、画素の画素電極191は基準電圧線131の拡張部135、コンタクトホール183、基準電極270の拡張部275に対応する位置より除去されていて、画素電極191の端部のうちデータ線171に隣接した一つは、基準電圧線131と基準電極270の接触部分を囲む凹部192を有してもよい。これによって、基準電圧線131と基準電極270との間に配置される画素電極191は基準電圧線131と基準電極270の接触領域より除去され、基準電極270と画素電極191との間の短絡(short)を防止する。
【0174】
先に
図8乃至
図10、そして
図12及び
図13を参照して説明した液晶表示装置の多くの特徴は、
図14に示した実施形態に全て適用可能である。
【0175】
以下、
図15を参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図15は、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置の一部を示した配置図である。
【0176】
図15に示した液晶表示装置の層構造は
図8乃至
図10に示した液晶表示装置とほとんど同一である。
【0177】
本実施形態に係る液晶表示装置は、絶縁基板110の上にゲート電極124を含むゲート線121及び基準電圧線131が配置され、ゲート線121及び基準電圧線131の上にはゲート絶縁膜140が配置され、ゲート絶縁膜140の上には半導体154及びオーミックコンタクト163、165が配置され、ゲート絶縁膜140及びオーミックコンタクト163、165の上にはソース電極173を含むデータ線171、及びドレイン電極175が配置される。ゲート絶縁膜140とドレイン電極175の一部の上には画素電極191が配置され、画素電極191、データ線171、ドレイン電極175、及び露出された半導体154の上にはコンタクトホール183を有する保護膜180が配置される。保護膜180の上には、画素電極191と重なり、枝電極271を有する基準電極270が配置されている。
【0178】
しかし、
図8乃至
図10に示した液晶表示装置とは異なって、本実施形態に係る液晶表示装置のデータ線171は、液晶表示装置の最大透過率を得るために曲がっている形状を有する第1屈曲部を有し、屈曲部は画素領域の中間領域でV字形状を有してもよい。画素領域の中間領域には第1屈曲部と所定の角度に曲がっている第2屈曲部をさらに含んでもよい。データ線171の第1屈曲部は、後述の配向膜のラビング方向と約5°以上約10°以下の角度を成し、より具体的には約7°程度の角度を成すように曲がってもよい。画素領域の中間領域に配置される第2屈曲部は、第1屈曲部と約7°以上約15°以下程度の角度を成すようにさらに曲がっていてもよい。
【0179】
また、基準電極270の枝電極271は前述のデータ線171の第1屈曲部及び第2屈曲部と各々並んでいる第1部分271aと第2部分271bを含む。第1部分271aは、配向膜のラビング方向と約7°程度の角度を成すように曲がってもよく、第2部分271bは第1部分271aと約7°以上約15°以下の角度を成すようにさらに曲がってもよい。
【0181】
以下、
図16及び
図17を参照して、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
図16は、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、
図17は、
図16に示した液晶表示装置をXVII−XVII線に沿って切断して示した断面図である。
【0183】
本実施形態に係る液晶表示装置は、絶縁基板110の上にゲート電極124を含むゲート線121及び基準電圧線131が配置され、ゲート線121及び基準電圧線131の上にはゲート絶縁膜140が配置され、ゲート絶縁膜140の上には半導体154及びオーミックコンタクト163、165が配置され、ゲート絶縁膜140及びオーミックコンタクト163、165の上にはソース電極173を含むデータ線171及びドレイン電極175が配置される。ゲート絶縁膜140とドレイン電極175の一部の上には画素電極191が配置される。画素電極191の厚さは約400Å以上約500Å以下であってもよい。画素電極191、データ線171、ドレイン電極175、及び露出された半導体154の上にはコンタクトホール183を有する保護膜180が配置される。保護膜180の上には、画素電極191と重なり、枝電極271を有する基準電極270が配置される。
【0184】
図17に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は
図1及び
図2に示した液晶表示装置とは異なって、第1保護膜180p及び第2保護膜180qを含む二重膜構造の保護膜180を備える。
【0185】
第1保護膜180p及び第2保護膜180qは互いに異なる屈折率を有してもよい。第1保護膜180pの屈折率は約1.4以上約1.6以下であってもよく、第2保護膜180qの屈折率は約1.6以上約2.2以下であってもよい。第1保護膜180p及び第2保護膜180qは無機絶縁物からなってもよく、無機絶縁物の例としては窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiOx)が挙げられる。また、第1保護膜180p及び第2保護膜180qは同一な無機物質から形成してもよく、各々互いに異なる無機物質から形成してもよい。また、保護膜180の厚さは約5500Å以上約6500Å以下であってもよい。また、保護膜180の第1保護膜180p及び第2保護膜180qの厚さは約2800Å以上約3200Å以下であってもよい。
【0186】
第1保護膜180pと第2保護膜180qを形成する工程において、化学気相成長法(chemical vapor deposition)の工程時に用いる窒素(N
2)ガスの流量及び圧力を調整すれば、第1保護膜180pと第2保護膜180qの屈折率を調整することができる。
【0187】
図18は、化学気相成長法の工程時に用いる窒素(N
2)ガスの流量及び圧力が保護層の屈折率と反比例関係にあることを示すグラフである。
図18に示したように、窒素(N
2)ガスの流量及び圧力を調節すれば、第1保護膜180pと第2保護膜180qの屈折率を互いに異なるようにしてもよい。具体的に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の第1保護膜180pと第2保護膜180q内の窒素含有量は互いに異なり、第1保護膜180p内の窒素含有量が第2保護膜180q内の窒素含有量より大きい。
【0188】
このように、第1保護膜180pと第2保護膜180q内の窒素含有量を調節することによって、保護膜180を互いに異なる屈折率を有する第1保護膜180p及び第2保護膜180qを含む二重膜構造に形成し、これによって、液晶表示装置の製造工程で透明な物質からなる画素電極191または基準電極270の結晶化によるヘイズ(Haze)効果のために生じる透過率低下を防止することができる。
【0189】
これについて、
図19及び
図20を参照して説明する。
図19は、保護膜180の厚さによる液晶表示装置の透過率を示したグラフであり、
図20は、第1保護膜180pと第2保護膜180qの屈折率による液晶表示装置の透過率を示したグラフである。
【0190】
図19に示すように、保護膜180の厚さが変わることによって液晶表示装置の透過率が変わることが分かる。保護膜180の厚さが約2800Å以上約3200Å以下または約5500Å以上約6500Å以下である場合、液晶表示装置の透過率は向上することが分かる。したがって、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のように、保護膜180の厚さを約5500Å以上約6500Å以下に形成した場合に液晶表示装置の透過率は向上することが分かった。
【0191】
図20において、保護膜180の第1保護膜180pと第2保護膜180qの厚さが変わることによって液晶表示装置の透過率が変わることが分かる。保護膜180の厚さが約2800Å以上約3200Å以下または約5500Å以上約6500Å以下である場合、液晶表示装置の透過率は向上することが分かる。したがって、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のように、保護膜180の厚さを約5500Å以上約6500Å以下に形成した場合に液晶表示装置の透過率は向上することが分かった。
【0192】
図20に示したように、保護膜180の第1保護膜180pと第2保護膜180qの屈折率によって液晶表示装置の透過率が変わる。保護膜180を単一層に形成した場合には液晶表示装置の透過率が約0.820以上約0.840以下の水準であるが、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のように約1.4以上約1.6以下の屈折率を有する第1保護膜180pと約1.6以上約2.2以下の屈折率を有する第2保護膜180qを含む二重膜構造の保護膜180を形成した場合、液晶表示装置の透過率が約0.900以上約0.920以下に向上することが分かった。
【0193】
次に、本発明の他の一実験例の結果を参照して、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の透過率の変化について説明する。本実験例では、保護膜180を単一膜に形成した場合(A)と、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のように互いに異なる屈折率を有する第1保護膜180p及び第2保護膜180qを含む二重膜構造の保護膜180を形成した場合(B)に対し、ヘイズ現象を測定した。
【0194】
下記の表2は、本実験例で使用した第1保護層及び第2保護層の化学気相成長法の工程の条件とヘイズ現状の結果を示したものである。
【0196】
図21A及び
図21Bは、各々、保護膜180を単一膜に形成した場合と、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のように互いに異なる屈折率を有する第1保護膜180p及び第2保護膜180qを含む二重膜構造の保護膜180を形成した場合のインジウム(Indium)を含む透明電極の断面を示した写真である。
【0197】
表2と共に
図21A及び
図21Bを参照すれば、保護膜180を単一膜に形成した従来の場合と比べて、本発明の実施形態に係る液晶表示装置のように互いに異なる屈折率を有する第1保護膜180p及び第2保護膜180qを含む二重膜構造の保護膜180を形成した場合にヘイズ(Haze)現象が改善されたことが分かる。したがって、本発明の実施形態に係る液晶表示装置は画素電極191基準電極270のヘイズ現象による透過率減少を減らせることが分かった。
【0198】
図1、
図2A、及び
図2Bを参照して説明した液晶表示装置の多くの特徴は本実施形態に係る液晶表示装置に全て適用可能である。
【0199】
以下、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置について、
図22及び
図23を参照して説明する。
図22は、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、
図23は、
図22の液晶表示装置をXXIII−XXIII線に沿って切断して示した断面図である。
【0200】
図22及び
図23に示した液晶表示装置の層構造は
図8乃至
図10に示した液晶表示装置と類似している。
【0201】
本実施形態に係る液晶表示装置は、絶縁基板110の上にゲート電極124を含むゲート線121及び基準電圧線131が配置され、ゲート線121及び基準電圧線131の上にはゲート絶縁膜140が配置され、ゲート絶縁膜140の上には半導体154及びオーミックコンタクト163、165が配置され、ゲート絶縁膜140及びオーミックコンタクト163、165の上にはソース電極173を含むデータ線171及びドレイン電極175が配置される。ゲート絶縁膜140とドレイン電極175の一部の上には画素電極191が配置され、画素電極191、データ線171、ドレイン電極175、及び露出された半導体154の上にはコンタクトホール183を有する保護膜180が配置される。保護膜180の上には画素電極191と重なり、枝電極271を有する基準電極270が形成される。
【0202】
しかし、本実施形態に係る液晶表示装置は
図8及び
図9に示した液晶表示装置とは異なって、第1保護膜180p及び第2保護膜180qを含む二重膜構造の保護膜180を備える。
【0203】
第1保護膜180p及び第2保護膜180qは互いに異なる屈折率を有してもよい。第1保護膜180pの屈折率は約1.4以上約1.6以下であってもよく、第2保護膜180qの屈折率は約1.6以上約2.2以下であってもよい。第1保護膜180p及び第2保護膜180qは無機絶縁物から形成され、無機絶縁物の例としては窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiOx)が挙げられる。また、第1保護膜180p及び第2保護膜180qは同一な無機物質から形成してもよく、各々互いに異なる無機物質から形成してもよい。また、保護膜180の厚さは約5500Å以上約6500Å以下であってもよい。また、保護膜180の第1保護膜180p及び第2保護膜180qの厚さは約2800Å以上約3200Å以下であってもよい。
【0204】
第1保護膜180p及び第2保護膜180qを形成する過程において、化学気相成長法の工程時に用いる窒素(N
2)ガスの流量及び圧力を調整すれば第1保護膜180p及び第2保護膜180qの屈折率を変化させることができる。
【0205】
このように、保護膜180を互いに異なる屈折率を有する第1保護膜180p及び第2保護膜180qを含む二重膜構造に形成することによって、液晶表示装置の製造工程で透明な物質からなる画素電極191及び/または基準電極270の結晶化によるヘイズ(Haze)効果のために生じる透過率低下を防止する。
【0206】
図8乃至
図10、そして
図16及び
図17を参照して説明した液晶表示装置の多くの特徴は本実施形態に係る液晶表示装置に全て適用可能である。
【0207】
以上、本発明の実施形態では、画素電極が画素領域内で別途のパターンがない面形状を有し、基準電極が複数の線状枝電極とこれらを接続する枝電極接続部からなることを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるわけではない。つまり、基準電極が画素領域内で別途のパターンがない面形状を有し、画素電極が複数の線状枝電極とこれらを接続する枝電極接続部からなることもできる。また、カラーフィルタ及び光遮断膜が上板に形成される場合のみでなく、絶縁基板の上にカラーフィルタ及び光遮断膜が位置する全ての場合にも適用可能である。