(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
次に、本発明に係る液晶表示装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【0013】
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いて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。
【0014】
まず、
図1、
図2、及び
図3を参照して、本発明の第1の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図1は、本発明の第1の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の液晶表示装置のII−II線に沿った断面図であり、
図3は、本発明の第1の実施形態による液晶表示装置の液晶分子の動きを説明するための一画素に対する電子顕微鏡写真である。
【0015】
図1及び
図2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、互いに対向する下部表示パネル100及び上部表示パネル200と、その間に注入されている液晶層3とを含む。
ます、上部表示パネル200について説明する。
【0016】
透明なガラス又はプラスチックなどで形成した絶縁基板210の上に、遮光部材(light blocking member)220及びカラーフィルタ230が形成される。
遮光部材220は、ブラックマトリックス(black matrix)ともいい、画素PXの間の光漏れを防止することができる。カラーフィルタ230は、赤色、緑色、及び青色の三原色など原色(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のうちの少なくとも一つは、下部表示パネル100に配置してもよい。
【0017】
カラーフィルタ230及び遮光部材220の上には蓋膜(overcoat)250を配置される。
液晶層3は、誘電率異方性を有する液晶分子31を含む。
液晶分子31は、液晶層3に電界がない状態で、その長軸が上下部表示パネル200、100に平行に配列されており、正の誘電率異方性を有することができる。液晶分子31は、その長軸方向が下部表示パネル100から上部表示パネル200に至るまで螺旋状にねじれた構造を有するネマチック液晶分子であってもよい。
【0018】
次に、下部表示パネル100について説明する。
透明なガラス又はプラスチックなどからなる絶縁基板110の上に、複数のゲート線121を含むゲート導電体が形成される。ゲート線121は、ゲート信号を伝達し、主に横方向に延在する。各ゲート線121は、複数のゲート電極(gate electrode)124を含む。
ゲート線121の上にはゲート絶縁膜(gate insulating layer)140が形成される。ゲート絶縁膜140は、窒化ケイ素(SiNx)又は酸化ケイ素(SiOx)などの無機絶縁物などで形成してもよい。
【0019】
ゲート絶縁膜140の上には半導体154が形成される。半導体154は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、又は酸化物半導体を含んでもよい。
半導体154の上にはオーミックコンタクト部材163、165が形成される。
オーミックコンタクト部材163、165は、リン(phosphorus)などのn型不純物が高濃度でドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質、又はシリサイド(silicide)で形成してもよい。オーミックコンタクト部材163、165は、対をなして半導体154の上に配置される。半導体154が酸化物半導体である場合、オーミックコンタクト部材163、165は省略してもよい。
【0020】
オーミックコンタクト部材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る。
データ線171は、データ信号を伝達し、主に縦方向である第1方向(Dir1)に延在される。データ線171は、透過率の向上のために周期的に屈曲される。
例えば、
図1に示すように、各データ線171は、一画素PXの横中心線CLに対応する部分で折れ曲がる。
【0021】
データ線171が第1方向(Dir1)となす角は、ほぼ5度〜7度であってもよいが、これに限定されることではない。また、データ線171は、横中心線CL付近で少なくとももう一回折れ曲がってもよく、この場合、横中心線CL付近のデータ線171が第1方向(Dir1)となす角は、ほぼ7度〜15度であってもよい。
データ線171はソース電極173を含む。
図1に示した実施形態では、ソース電極173はデータ線171から突出せずに、データ線171と同一線上に位置する。
【0022】
ドレイン電極175は、ソース電極173と対向して、ソース電極173とほぼ平行に延在する棒状の部分と、その反対側の拡張部とを含む。
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154と共に一つの薄膜トランジスタ(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。
データ導電体、ゲート絶縁膜140、及び半導体154の露出した部分の上には、第1保護膜180aを配置する。第1保護膜180aは、有機絶縁物質又は無機絶縁物質などで形成してもよい。
【0023】
第1保護膜180aの上には第2保護膜180bがさらに配置される。
第2保護膜180bは、有機絶縁物質で形成してもよく、表面が平坦であり得る。第2保護膜180bは、位置によって異なる厚さを有し得る。
他の実施形態によれば、第2保護膜180bはカラーフィルタを含んでもよい。カラーフィルタは原色(primary color)のうちの一つを固有に表示することができ、原色の例としては赤色、緑色、及び青色など三原色、又は黄色(yellow)、青緑色(cyan)、及び紫紅色(magenta)などが挙げられる。
【0024】
第2保護膜180bの上には共通電極(common electrode)131を配置する。
共通電極131は面状で、絶縁基板110の全面の上に板形態に形成される。つまり、複数の画素PXに位置する共通電極131は、互いに接続していて、同一の共通電圧Vcomを伝達することができる。しかし、共通電極131は、ドレイン電極175の拡張部に対応する開口部(hole)35を含む。
共通電極131は、ITO又はIZOなどの透明な導電物質で形成される。
【0025】
共通電極131の上には第3保護膜180cを配置する。
第3保護膜180cは、有機絶縁物質又は無機絶縁物質などで形成してもよい。第1保護膜180a、第2保護膜180b、及び第3保護膜180cには、ドレイン電極175を露出させるコンタクトホール185が形成される。コンタクトホール185は、共通電極131の開口部35の中に位置する。つまり、開口部35はコンタクトホール185を囲む。
【0026】
第3保護膜180cの上には画素電極191を配置する。
画素電極191は、共通電極131と重なる複数の枝電極192、枝電極192の端部を接続する接続部195、及び他の層との接続のための突出部193などを含む。
画素電極191の隣接する枝電極192の間は、電極が除去されたスリット92が形成される。
画素電極191の枝電極192は、データ線171にほぼ平行に延在する。
【0027】
具体的に、
図1を参照して、画素電極191の形状の一例について説明する。
画素電極191の複数の枝電極192は、第1方向(Dir1)に対して斜角をなしながら傾いており、横中心線CLで折れ曲がっている。
そのために、画素電極191は、画素PXの横中心線CLを基準に枝電極192の傾いた方向が異なる第1ドメインD1と第2ドメインD2に分れる。
【0028】
例えば、横中心線CLを基準として、上部の枝電極192は右上方向に延在し、下部の枝電極192は右下方向に延びている。枝電極192は、横中心線CLを基準に互いに対称をなし得る。枝電極192が第1方向(Dir1)となす鋭角は、ほぼ5度〜7度であるが、これに限定されることではない。
枝電極192及びスリット92は、各ドメインD1、D2で少なくとももう一回折れ曲がってもよく、折れ曲がった点を基準に各ドメインD1、D2で複数の領域に分れる。
図1は、枝電極192及びスリット92が各ドメインD1、D2で二回折り曲がった例を示す。
【0029】
図1を参照すれば、各ドメインD1、D2の枝電極192及びスリット92は、横中心線CLに隣接した第1エッジ領域ESA1、横中心線CLから遠い端部に位置する第2エッジ領域ESA2、及び第1エッジ領域ESA1と第2エッジ領域ESA2の間に位置するメイン領域MSAに分れる。
メイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さは、各エッジ領域ESA1、ESA2の第1方向(Dir1)の長さより長い。
枝電極192及びスリット92は、第1エッジ領域ESA1とメイン領域MSAの間の境界線上で折れ曲がっており、スリット92は、第2エッジ領域ESA2とメイン領域MSAの間の境界線上でも折れ曲がっている。
【0030】
第1エッジ領域ESA1及び第2エッジ領域ESA2の枝電極192、又はスリット92が、第1方向(Dir1)となす鋭角は、互いに同じであり、メイン領域MSAの枝電極192及びスリット92が、第1方向(Dir1)となす鋭角よりは大きい。
例えば、第2エッジ領域ESA2のスリット92、又は第1エッジ領域ESA1の枝電極192、及びスリット92が、第1方向(Dir1)となす鋭角は、ほぼ7度〜15度であり、メイン領域MSAの枝電極192及びスリット92が第1方向(Dir1)となす鋭角は、ほぼ7度である。
【0031】
画素電極191の枝電極192の幅は、例えば、ほぼ2.5μm以上、ほぼ3.5μm以下であってもよく、スリット92の幅は、ほぼ4.5μm以上5.5μm以下であってもよいが、これに限定されることではない。
本発明の一実施形態によれば、画素電極191の接続部195は、薄膜トランジスタQが位置する側の枝電極192の端部、及び/又はその反対側の枝電極192の端部と接続する。
接続部195の第1方向(Dir1)の幅W1は、枝電極192の幅よりも大きく、ほぼ5μm以上である。
画素電極191の突出部193は、第1保護膜180a、第2保護膜180b、及び第3保護膜180cのコンタクトホール185を通じて、ドレイン電極175と物理的、電気的に接続し、ドレイン電極175から電圧の印加を受ける。
画素電極191は、ITO又はIZOなどの透明な導電物質で形成する。
【0032】
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、ほぼ200PPI以上の高解像度を有することができる。
つまり、横と縦がほぼ1インチ(inch)の上下部表示パネル200、100の領域内に、ほぼ200個以上の画素PX又は画素電極191が含まれ得る。
また、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素PXの横ピッチは、ほぼ40μm以下であり、縦ピッチはほぼ120μm以下であるが、これに限定されることではない。
【0033】
下部及び上部の表示パネル100、200のうちの少なくとも一つの内側面の上には配向膜(alignment layer)(図示せず)が塗布されており、配向膜は水平配向膜である。
配向膜は、一定の方向、例えば、第1方向(Dir1)にラビングされるか、又は光配向されていてもよい。
したがって、液晶層3の液晶分子31は、初期に第1方向(Dir1)にほぼ平行な方向に初期配向されている。
【0034】
図示していないが、下部及び上部の表示パネル100、200のうちの少なくともいずれか一つには、タッチを感知できる少なくとも一つのタッチセンサ(図示せず)を備えてもよい。
タッチセンサは、抵抗膜方式(resistive type)、静電容量方式(capacitive type)、電磁気誘導型(electro−magnetic type、EM)、光感知方式(optical type)など多様な方式があり得る。
これとは異なって、タッチセンサは、下部及び上部の表示パネル100、200のいずれか一つの上に形成するか、又はタッチパネルの形態で下部及び上部の表示パネル100、200に付着してもよい。
【0035】
薄膜トランジスタQを通じてデータ電圧の印加を受けた画素電極191と、共通電圧Vcomの印加を受けた共通電極131とは、二つの電界生成電極であって、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の方向を決定して画像を表示する。
特に、画素電極191の枝電極192は、共通電極131と共に液晶層3にフリンジフィールドFFを形成して、液晶分子31の配列方向を決定する。本発明の一実施形態のように、一画素電極191が、枝電極192の傾いた方向が互いに異なる複数のドメインD1、D2を含むので、液晶分子31の傾く方向が多様になって、液晶表示装置の基準視野角を大きくすることができる。
【0036】
また、本発明の一実施形態のように、画素電極191の枝電極192又はスリット92が、メイン領域MSAと第1エッジ領域ESA1又は第2エッジ領域ESA2の境界でさらに折れ曲がっていれば、液晶分子31が横中心線CL付近又は画素PXの周縁付近で制御されずに、逆回転(reverse twist)及び衝突して生じうる、テクスチャを減らすことができる。
【0037】
画素電極191のスリット92の端部と横中心線CL付近で、液晶分子31はメイン領域MSAとは異なる方向に制御されることがあり、透過率を低下させてテクスチャとして認識される。このような透過率が低下した領域に相当する液晶表示部分をテクスチャ部分という。
特に、画像を表示している下部及び上部の表示パネル100、200に外部からの圧力などが加わると、液晶分子31の配列方向が乱れて、外部の圧力などが除去された後にも液晶分子31の方向が元の状態に復元されなく、ムラ(bruising)と視認されうる。
【0038】
この時、
図3に示すように、テクスチャ部分がシード(seed)になって、隣接するテクスチャ部分の液晶分子31の配列の乱れが画素PXの内部に伝達されるか、又は離隔したテクスチャ部分が互いに連結されてムラが形成されやすい。
このようなテクスチャ部分をブルージングソース(bruising source)といい、主に画素電極191の角部付近に位置することがある。以降、ムラといえば、外部の圧力が除去された後にも残っているムラを意味する。
【0039】
図3は、画素電極191の角部に位置するブルージングソース(bruising source1、bruising source2、bruisings ource3)を例として挙げて示す。
図3では、右側上端のブルージングソースと左側下端のブルージングソースがシードになって、黒い線に沿ってムラが発生しうる。
ムラを発生させる液晶分子31は、
図3で第2ドメインD2の左側の液晶分子31と、第1ドメインD1の右側の液晶分子31でありうる。
【0040】
しかし、本発明の一実施形態のように、画素電極191の枝電極192の端部を接続する接続部195の第1方向(Dir1)の幅W1を枝電極192より大きく、例えば、ほぼ5μm以上となるようにすれば、ブルージングソースを除去することができる。
したがって、画素電極191の周縁のテクスチャ部分の液晶分子31の配列の乱れが画素PXの内部に伝達されるか、又は画素電極191の周縁のテクスチャ部分と横中心線CL付近のテクスチャ部分とが連結されて発生しうるムラの発生を防止することができる。
【0041】
次に、上述した図と共に、
図4及び
図5を参照して、本発明の第2の実施形態による液晶表示装置について説明する。
上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、同一の説明は省略して差異点を中心に説明する。
図4は、本発明の第2の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、
図5は、本発明の第2の実施形態による液晶表示装置の付加翼のサイズによる液晶分子の動きを示す電子顕微鏡写真である。
【0042】
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図1及び
図2に示した実施形態と大部分同一であるが、画素電極191は、薄膜トランジスタQと反対側の枝電極192を接続する接続部195、又は最右側の枝電極192の端部と接続されていて、枝電極192から突出した形態の付加翼(added wing)194をさらに含む。
付加翼194は、画素電極191の上側の二つの角部中、スリット92が傾いた側、つまり、スリット92の端部が向かう側の角部に位置する。例えば、
図4に示すように、スリット92が右側方向に傾斜をなしている時に、付加翼194は画素電極191の右側上端の角部に位置する。
【0043】
付加翼194の横方向の長さW2は、接続部195の幅W1にほぼ2μmを加えた値より大きくてもよい。
ここで付加翼194の横方向の長さW2は、
図4に示したように、最右側のスリット92、つまり、付加翼194と最も近いスリット92の辺から付加翼194の右側辺までの長さと定義してもよい。
ここで、接続部195の幅W1は、枝電極192の幅より大きくてもよく、上述の実施形態とは異なって大きくなくてもよい。例えば、接続部195の幅W1は、枝電極192の幅と大体類似していてもよい。
【0044】
図5の(a)は、付加翼194の横方向の長さW2が接続部195の幅W1よりほぼ0μm長い場合の液晶分子31の配列を示し、
図5の(b)は、付加翼194の横方向の長さW2が接続部195の幅W1よりほぼ1.5μm長い場合の液晶分子31の配列を示し、
図5の(c)は、付加翼194の横方向の長さW2が接続部195の幅W1よりほぼ2μm長い場合の液晶分子31の配列を示す。
【0045】
図5を参照すると、付加翼194の横方向の長さW2が長いほど、画素電極191のスリット92が向かう側の角部で、液晶分子31の配列の乱れが画素PXの内部又は他の位置のテクスチャ部分と遠くなって、ムラの発生を減らすことができる。
特に、200PPI以上の高解像度では付加翼194の横方向の長さW2を、接続部195の幅W1にほぼ2μmを加えた値より長くして、上述したような外部圧力によるムラの発生を無くすことができる。
【0046】
次に、上述した図面と共に
図6及び
図7を参照して、本発明の第3の実施形態による液晶表示装置について説明する。
上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、同一の説明は省略して相違点を中心に説明する。
図6は、本発明の第3の実施形態による液晶表示装置の電界生成電極の平面図であり、
図7は、本発明の第3の実施形態による液晶表示装置の付加翼のサイズによる液晶分子の動きを示す電子顕微鏡写真である。
【0047】
本実施形態による液晶表示装置は、上述した実施形態と大部分同一であるが、画素電極191は、薄膜トランジスタQと反対側の枝電極192の端部が互いに接続せずに分離されており、最右側の枝電極192の端部には付加翼194が接続されている。
枝電極192の端部の間の間隔G1は0μmより大きく、その間隔G1は特に制限されない。
付加翼194の横方向の長さW2は、枝電極192の幅W3にほぼ1.5μmを加えた値以上であってもよい。ここで、付加翼194の横方向の長さW2の定義は、上述した実施形態と同一である。
【0048】
図7の(a)は、付加翼194の横方向の長さW2が枝電極192の幅W3よりほぼ0μm長い場合の液晶分子31の配列を示し、
図7の(b)は、付加翼194の横方向の長さW2が枝電極192の幅W3よりほぼ0.5μm長い場合の液晶分子31の配列を示し、
図7の(c)は、付加翼194の横方向の長さW2が枝電極192の幅W3よりほぼ1.0μm長い場合の液晶分子31の配列を示し、
図7の(d)は、付加翼194の横方向の長さW2が枝電極192の幅W3よりほぼ1.5μm長い場合の液晶分子31の配列を示す。
【0049】
図7を参照すると、画素電極191の枝電極192の上側端部を接続する部分がない場合にも、付加翼194の横方向の長さW2が長いほど、画素電極191のスリット92が向かう側の角部における液晶分子31の配列の乱れが、画素PXの内部又は他の位置のテクスチャ部分と遠くなるようにして、ムラの発生を減らせることが分かる。
特に、200PPI以上の高解像度では、付加翼194の横方向の長さW2を、枝電極192の幅W3にほぼ1.5μmを加えた値より長くして、上述したような外部圧力によるムラの発生を無くすことができる。
【0050】
次に、上述した図面と共に
図8及び
図9を参照して、本発明の第4の実施形態による液晶表示装置について説明する。
上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、同一の説明は省略して相違点を中心に説明する。
図8は、本発明の第4の実施形態による液晶表示装置の電界生成電極の平面図であり、
図9は、本発明の第4の実施形態による液晶表示装置の電界生成電極の種々のパラメータの条件によるムラの発生有無を示す表である。
【0051】
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図1及び
図2に示した実施形態と大部分同一であるが、ムラの発生を防止するために、メイン領域MSAの長さが特に限定される。
ここで、接続部195の幅W1は、枝電極192の幅より大きくてもよく、上述した実施形態とは異なって大きくなくてもよい。例えば、接続部195の幅W1は、枝電極192の幅と大体類似していてもよい。
具体的には、本実施形態でメイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さW4は、ほぼ40μmより大きく、これと共に上端の接続部195の幅W1(μm)とメイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さW4(μm)との積は、ほぼ90より大きい。
【0052】
図9は、種々の解像度によって画素電極191の種々のパラメータの条件によるムラの発生現状を示す。
画素電極191のパラメータとして、メイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さW4、及び接続部195の幅W1が使用される。
図9を参照すると、メイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さW4はほぼ40μmより大きく、上端の接続部195の幅W1とメイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さW4との積がほぼ90より大きい時、上述したようなムラの発生が無くなることを確認できる。
【0053】
次に、上述した図面と共に
図10及び
図11を参照して、本発明の第5の実施形態による液晶表示装置について説明する。
上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、同一の説明は省略して相違点を中心に説明する。
図10は、本発明の第5の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、
図11は、本発明の第5の実施形態による液晶表示装置の共通電極孔の位置による液晶分子の動きを示す電子顕微鏡写真である。
【0054】
本実施形態による液晶表示装置は、上述した種々の実施形態と大部分同一であるが、ムラの発生を最小化するために、共通電極131の開口部35のサイズ又は位置が特に限定される。
液晶層3に電界を生成する時、共通電極131の開口部35と画素電極191は、液晶層3にフリンジフィールドを生成して、液晶分子31の配列方向を制御することができる。
【0055】
特に、
図10に示すように、画素電極191のスリット92が、第1方向(Dir1)を基準として右側に傾いている実施形態の場合、画素電極191のスリット92中、第2エッジ領域ESA2とメイン領域MSAの間の屈曲点から、これと最も近い共通電極131の開口部35の辺、つまり、開口部35の上側辺までの距離W5をほぼ10μm以下となるようにすれば、画素電極191の左側下端の角部のテクスチャ部分をシードにしたムラの発生を減らすことができる。
ここで、共通電極131の開口部35の上側辺は、画素電極191のスリット92中、第2エッジ領域ESA2とメイン領域MSAの間の屈曲点より上に位置してもよい。
【0056】
また、
図10に示すように、画素電極191のスリット92が、第1方向(Dir1)を基準として右側に傾いている実施形態の場合、画素電極191の右側辺からこれと最も近い共通電極131の開口部35の辺、つまり、開口部35の右側辺までの距離W6が、ほぼ10μm以下となるようにすれば、画素電極191の右側下端の角部のテクスチャ部分によるムラの発生を防止することができる。
ここで、共通電極131の開口部35の右側辺は、画素PX内であれば画素電極191の右側辺より右側に位置してもよい。
【0057】
図11の(a)は、共通電極131の開口部35の左側辺と画素電極191の左側周縁辺の間の距離がほぼ0μmである場合の液晶分子31の配列を示し、
図11の(b)は、共通電極131の開口部35の左側辺と画素電極191の左側周縁辺の間の距離がほぼ1.5μmである場合の液晶分子31の配列を示し、
図11の(c)は、共通電極131の開口部35の左側辺と画素電極191の左側周縁辺の間の距離がほぼ2.0μmである場合の液晶分子31の配列を示す。
【0058】
このように、スリット92が右側方向に傾いた場合、共通電極131の開口部35の左側辺が、画素電極191の左側周縁辺よりほぼ2μm以上右側に位置するようにすれば、画素電極191の左側下端の角部のテクスチャ部分をシードとしたムラの発生を減らすことができる。
また、スリット92が右側方向に傾いた場合、共通電極131の開口部35の右側辺が、画素電極191の右側周縁辺と大体整列するか、又は右側に位置するようにすることによって、画素電極191の右側下端の角部のテクスチャ部分をシードとしたムラの発生を減らすことができる。
【0059】
これまで上述した種々の実施形態は、画素電極191のスリット92が右側方向に傾いた場合を例として挙げて説明したが、これとは異なってスリット92は左に傾いてもよい。この場合、画素電極191の付加翼194又は共通電極131の開口部35の位置は、上述したことと反対になる。
また、これまで説明した種々の実施形態の特徴のうちの少なくとも一つが、一つの液晶表示装置に同時に適用されることも可能である。
【0060】
次に、上述した図面と共に
図12及び
図13を参照して、本発明の第6の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図12は、本発明の第6の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、
図13は、
図12の液晶表示装置のXIII−XIII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、前述した実施形態と大部分同一であるが、画素電極191と共通電極131の積層位置が異なる。ここでは、上述の実施形態との相違点を中心に説明する。
【0061】
まず、下部表示パネル100について説明すれば、絶縁基板110の上にゲート線121を含むゲート導電体を形成して、その上にゲート絶縁膜140を配置し、その上に半導体154を配置する。半導体154の上にはオーミックコンタクト部材163、165を配置してもよい。
オーミックコンタクト部材163、165及びゲート絶縁膜140の上には、ソース電極173を含むデータ線171と、ドレイン電極175を含むデータ導電体を配置する。
ドレイン電極175のすぐ上には画素電極191を配置する。画素電極191はドレイン電極175と直接接触してもよい。画素電極191は、上述した実施形態とは異なって面状、つまり、板形状を有して一画素PXに配置される。
【0062】
本発明の他の実施形態として、データ導電体と画素電極191の間に絶縁層(図示せず)をさらに配置してもよい。
この場合、画素電極191は、絶縁層のコンタクトホール(図示せず)によってドレイン電極175と電気的に接続される。
データ導電体、ゲート絶縁膜140、半導体154の露出した部分、及び画素電極191の上には保護膜180を配置する。
保護膜180の上には共通電極131を配置する。
複数の画素PXに位置する共通電極131は、接続橋136などによって互いに接続して、同一の共通電圧Vcomを伝達することができる。
【0063】
本実施形態による共通電極131は、面状の画素電極191と重なる複数の枝電極132、及び枝電極132の端部を接続する接続部135を含む。
共通電極131の隣接する枝電極132の間には、電極が除去されたスリット32を配置する。
共通電極131の形状は、上述した
図1〜
図11に示した実施形態の画素電極191の形状とほぼ類似しているので、ここで詳細な説明は省略する。
特に、本実施形態において、薄膜トランジスタQが位置する側の枝電極132の端部又はその反対側の枝電極132の端部を接続する共通電極131の接続部135の第1方向(Dir1)の幅W1は、枝電極132の幅より大きくてもよく、ほぼ6μmであってもよい。
【0064】
薄膜トランジスタQを通じてデータ電圧の印加を受けた画素電極191と、共通電圧Vcomの印加を受けた共通電極131は、二つの電界生成電極として共に液晶層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、画像を表示する。
特に、共通電極131の枝電極132は、画素電極191と共に液晶層3にフリンジフィールドFFを形成して、液晶分子31の配列方向を決定する。
本発明の一実施形態のように、一画素PXに位置する共通電極131の枝電極132の傾いた方向が互いに異なる複数のドメインD1、D2を含むので、液晶分子31の傾く方向が多様になって、液晶表示装置の基準視野角を大きくすることができる。
【0065】
また、
図12に示すように、共通電極131の枝電極132の端部を接続する接続部135の第1方向(Dir1)の幅W1を枝電極132より大きく、例えば、ほぼ5μm以上となるようにすることによって、ムラの発生を防止することができる。
これに関連した説明は、上述した
図1及び
図2に示した実施形態と同一なので、詳細な説明は省略する。
【0066】
次に、
図14を参照して、本発明の第7の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図14は、本発明の第7の実施形態による液晶表示装置の配置図である。
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図12及び
図13に示した実施形態と大部分同一であるが、
図4及び
図5に示した実施形態と類似して、共通電極131が、薄膜トランジスタQと反対側の枝電極132を接続する接続部135、又は最右側の枝電極132の端部と接続されている付加翼134をさらに含む。
共通電極131の付加翼134の位置、大きさ、効果などの種々の特徴は、上述した
図4及び
図5に示した実施形態の画素電極191の付加翼194の特徴と同一なので、ここで詳細な説明は省略する。
【0067】
次に、上述した図面と共に
図15を参照して、本発明の第8の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図15は、本発明の第8の実施形態による液晶表示装置の電界生成電極の平面図である。
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図12及び
図13に示した実施形態と大部分同一であるが、
図6及び
図7に示した実施形態と類似して、共通電極131は、薄膜トランジスタQと反対側の枝電極132の端部が互いに接続せずに、分離されており、最右側の枝電極132の端部には付加翼134が接続されている。
共通電極131の付加翼134の位置、大きさ、効果など共通電極131の種々の特徴は、上述した
図6及び
図7に示した実施形態の画素電極191の特徴と同一なので、ここで詳細な説明は省略する。
【0068】
次に、上述した図面と共に
図16を参照して、本発明の第9の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図16は、本発明の第9の実施形態による液晶表示装置の電界生成電極の平面図である。
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図12及び
図13に示した実施形態と大部分同一であるが、
図8に示した実施形態と類似して、ムラの発生を防止するために、共通電極131のメイン領域MSAの長さが特に限定される。
また、接続部135の幅W1は、枝電極132の幅より大きくてもよく、上述した実施形態とは異なって、大きくなくてもよい。
例えば、接続部135の幅W1は、枝電極192の幅とほぼ同じであってもよい。具体的には、本実施形態でメイン領域MSAの第1方向Dir1の長さW4は、ほぼ40μmより大きく、これと同時に、上端の接続部135の幅W1と、メイン領域MSAの第1方向Dir1の長さW4との積は、ほぼ90より大きい。これ以外に、
図8に示した実施形態の種々の特徴が本実施形態にも適用される。
【0069】
次に、
図17及び
図18を参照して、本発明の第10の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図17は、本発明の第10の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、
図18は、
図17の液晶表示装置のXVIII−XVIII’線、及びXVIII’−XVIII’’線に沿った断面図である。
【0070】
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図1及び
図2に示した実施形態と大部分同一であるが、共通電極131に共通電圧を伝達する共通電圧線125をさらに含む。
共通電圧線125は、ゲート線121と同一層に配置してもよく、ゲート線121と同一物質で形成してもよい。共通電圧線125は、ゲート線121とほぼ平行に延在してもよく、ゲート線121と隣接して形成してもよい。
【0071】
図18を参照すれば、ゲート絶縁膜140及びその上の保護膜180a、180bは、共通電圧線125を露出するコンタクトホール182を含む。
共通電極131は、コンタクトホール182によって共通電圧線125と電気的、物理的に接続して、共通電圧線125から共通電圧の伝達を受けることができる。コンタクトホール182は一つ以上の画素PXごとに一つずつ配置してもよい。このように、共通電極131が抵抗の低い共通電圧線125を通じて共通電圧の印加を受ければ、共通電極131における電圧降下などによる表示不良を防止することができる。
このような共通電圧線125は、上述した
図4〜
図16に示したの種々の実施形態による液晶表示装置にも適用できる。
【0072】
次に、上述した図面と共に
図19及び
図20を参照して、本発明の第11の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図19は、本発明の第11の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、
図20は、
図19の液晶表示装置のXX−XX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、上述した種々の実施形態と大部分同一であるが、データ線171が第1方向(Dir1)に沿って折れ曲がらない例を示す。ここでは、上述した種々の実施形態との相違点を中心に説明する。
【0073】
まず、下部表示パネル100について説明すれば、絶縁基板110の上にゲート電極124を含むゲート線121、及び拡張部126を含む共通電圧線125を含むゲート導電体を配置する。
その上には、ゲート絶縁膜140、半導体154を含む線状半導体151、及びオーミックコンタクト部材161、163、165を順次に配置する。
その上には、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を配置し、その上に画素電極191を配置する。
画素電極191は、ドレイン電極175の一部を覆って、直接接触してドレイン電極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であってもよく、面状である。
【0074】
画素電極191の上には第1保護膜180a及び第2保護膜180bを配置する。
第2保護膜180bは、データ線171を覆い、データ線171に沿って形成されている相対的に厚い部分を含んでもよい。第2保護膜180bの誘電定数は低いほど好ましく、ほぼ3.5以下であってもよい。第2保護膜180bの厚さは0.5μm以上3.0μm以下であってもよく、第2保護膜180b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。
第2保護膜180bの厚い部分は、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。
【0075】
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の一部、例えば、拡張部126を露出するコンタクトホール182が形成されている。
第2保護膜180bの上には複数の共通電極131を配置する。
各画素PXに位置する共通電極131は、データ線171を覆う縦部137、二つの縦部137の間に配置して、離隔している複数の枝電極132、及び複数の枝電極132の端部を接続する接続部135を含む。
共通電極131は、コンタクトホール182によって共通電圧線125から共通電圧など所定の電圧が印加される。
【0076】
次に、上部表示パネル200について説明すれば、絶縁基板210の上に遮光部材220及びカラーフィルタ230を配置し、その上には蓋膜250をさらに形成してもよい。
特に、共通電極131は、上述した
図12〜
図16に示した実施形態の共通電極131の色々な特徴が同時に適用された例を示すが、これに限定されず、少なくとも一つの特徴が一つの液晶表示装置に適用されてもよい。
【0077】
具体的には、共通電極131の接続部135の第1方向(Dir1)の幅W1は、枝電極132の幅より大きくてもよく、ほぼ5μm以上であってもよい。また、付加翼134の横方向の長さW2は、接続部135の幅W1にほぼ2μmを加えた値より大きくてもよい。
また、枝電極132の上端部が互いに接続していない場合、付加翼134の横方向の長さW2は、枝電極132の幅W3にほぼ1.5μmを加えた値以上であってもよい。また、メイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さW4は、ほぼ40μmより大きく、これと同時に上端の接続部135の幅W1とメイン領域MSAの第1方向(Dir1)の長さW4との積は、ほぼ90より大きくてもよい。
二つの表示パネル100、200の内側面には配向膜11、21が塗布されている。
【0078】
次に、上述した図面と共に
図21及び
図22を参照して、本発明の第12の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図21は、本発明の第12の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、
図22は、
図21の液晶表示装置のXXII−XXII線に沿った断面図である。
【0079】
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図19及び
図20などの種々の実施形態と大部分同一であるが、データ線171が第1方向(Dir1)に沿って周期的に折れ曲がっている。
また、データ導電体及び露出した半導体154の上に第1保護膜180aを配置し、その上に画素電極191を配置する。画素電極191は、第1保護膜180aのコンタクトホール181によってドレイン電極175と電気的に接続される。
画素電極191の縦辺は、上述した
図1及び
図2に示した実施形態のように、データ線171に沿って折れ曲がっていてもよい。
画素電極191の上には第2保護膜180bを配置し、その上に共通電極131を配置する。
【0080】
次に、上述した図面と共に
図23及び
図24を参照して、本発明の第13の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図23は、本発明の第13の実施形態による液晶表示装置の配置図であり、
図24は、
図23の液晶表示装置のXXIV−XXIV線に沿った断面図である。
【0081】
本実施形態による液晶表示装置は、上述した
図21及び
図22に示した実施形態と大部分同一であるが、共通電極131と画素電極191の積層順序が異なる。
具体的には、下部表示パネル100の絶縁基板110の上に、ゲート線121、共通電圧線125、ゲート絶縁膜140、半導体151、154、オーミックコンタクト部材161、163、165、データ線171、及びドレイン電極175を順次に配置する。
データ線171の上に第1保護膜180aを配置し、その上に共通電極131を配置する。
【0082】
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を露出するコンタクトホール182を含み、共通電極131は、コンタクトホール182によって共通電圧線125と電気的に接続されている。共通電極131は面状であって、複数の画素PXにわたって板で形成されている。
共通電極131の上には第2保護膜180bを配置し、その上に画素電極191を配置する。画素電極191は、第1保護膜180a及び第2保護膜180bのコンタクトホール185によってドレイン電極175と電気的に接続される。画素電極191は、複数の枝電極192と、枝電極192の端部を接続する接続部195を含む。
【0083】
上述した種々の実施形態の特徴のうちの少なくとも一つを本実施形態にも適用することができる。
特に、画素電極191のスリット92の下端から、これと最も近い共通電極131の開口部35の辺、つまり、開口部35の上側辺までの距離W5がほぼ10μm以下となるようにするか、又は画素電極191の右側辺からこれと最も近い共通電極131の開口部35の辺、つまり、開口部35の右側辺までの距離W6をほぼ10μm以下となるようにして、ムラの発生を減らすことができる。
図23に示した実施形態では、共通電極131の開口部35の上側辺が、これと対向する画素電極191のスリット92の下端より上側に位置するので、距離W5が負(−)であるケースに該当する。
これによれば、画素電極191の左側下端の角部及び右側下端の角部のテクスチャの部分をシードにしたムラの発生を減らすことができる。
【0084】
最後に、
図25を参照して、本発明の第14の実施形態による液晶表示装置について説明する。
図25は、本発明の第14の実施形態による液晶表示装置の配置図である。
図25に示す実施形態にも、上述した本発明の種々の実施形態による特徴を適用することができるが、画素電極191又は共通電極131の枝電極192、132が、第1方向(Dir1)に垂直な横方向、つまり、第2方向(Dir2)にほぼ平行に延在する例を示す。
この場合、配向膜のラビング方向又は光配向方向は、第2方向(Dir2)にほぼ平行してもよく、液晶分子31は、電界がない時、第2方向(Dir2)にほぼ平行に初期配向されている。
【0085】
本実施形態において、画素電極191は、面状の共通電極(図示せず)と重なる複数の枝電極192を含み、枝電極192の間はスリット92を形成する。
枝電極192は、第2方向(Dir2)と斜角をなして傾いている。
横中心線CLを基準に枝電極192が第2方向(Dir2)となす角は互いに異なる。
これによって、画素電極191は、液晶分子31の配列方向が異なる第1ドメインD1及び第2ドメインD2に分れる。
また、各枝電極192及び各スリット92は、左側周縁又は右側周縁付近で折れ曲がって、
図25に示すように一つのメイン領域MSAと、その左右側に位置するエッジ領域ESA3に分れる。
【0086】
枝電極192の左側端部及び右側端部は、接続部195によって接続される。接続部195の第2方向(Dir2)の幅W7は、枝電極192の幅より大きくてもよく、ほぼ5μm以上であってもよい。
また、画素電極191は、スリット92の端部が向かっている右側上端の角部に接続されている付加翼194をさらに含む。
付加翼194の第1方向(Dir1)の長さW8は、接続部195の幅W7にほぼ2μmを加えた値より大きくてもよい。
この時、接続部195の幅W7は枝電極192の幅より大きくてもよく、大きくなくてもよい。例えば、接続部195の幅W7は、枝電極192の幅とほぼ類似していてもよい。
【0087】
また、画素電極191の左右側の接続部195のうちの一側の接続部195は省略され、画素電極191の右側上端の角部に付加翼194を接続してもよい。
この時、付加翼194の第1方向(Dir1)の長さW8は、枝電極192の幅W9にほぼ1.5μmを加えた値以上であってもよい。
また、メイン領域MSAの第2方向(Dir2)の長さW10は、ほぼ40μmより大きく、これと同時に、左右側の接続部195の幅W7と、メイン領域MSAの第2方向Dir12の長さW10との積は、ほぼ90より大きくてもよい。
【0088】
上記の色々な特徴は、
図25に示す実施形態のように同時に適用されてもよく、これとは異なって少なくとも一つだけが一つの液晶表示装置に適用されてもよい。
これ以外にも、種々の構造の液晶表示装置に本発明の種々の実施形態による特徴を適用することができる。
【0089】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。