特許 6288981 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6288981

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1368 20060101AFI20180226BHJP

   G02F 1/1337 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1368

   G02F1/1337

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-162700(P2013-162700)

(22)【出願日】2013年8月5日

(65)【公開番号】特開2014-98888(P2014-98888A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2016年8月3日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0128097

(32)【優先日】2012年11月13日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】張 在 洙

(72)【発明者】

【氏名】倉 學 ソン

(72)【発明者】

【氏名】柳 長 ウィ

(72)【発明者】

【氏名】申 旗 チョル

【審査官】 廣田 かおり

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２１９８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３６２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７３０３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３６８

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に配置された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタの上に配置された複数のカラーフィルタと、
前記複数のカラーフィルタの間及び前記薄膜トランジスタの上に配置された遮光部材と、
前記カラーフィルタの上に位置して、板状電極及び前記板状電極から延在された複数の微細枝電極を含む画素電極と、を備え、
前記カラーフィルタ又は前記遮光部材は、前記板状電極に重なる段差形成部を含み、
前記段差形成部は、前記板状電極に重なる前記カラーフィルタの部分を横切って形成されることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項2】

前記段差形成部は、前記遮光部材に含まれることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記板状電極は、ひし形形状を有し、 前記段差形成部は、十字形状を有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記段差形成部は、前記複数のカラーフィルタの間に位置する前記遮光部材から延長されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記板状電極は、前記段差形成部を覆い、前記段差形成部に重なる部分から突出した部分を有することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記段差形成部は、前記カラーフィルタの上に配置されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記基板に対向する上部基板と、
前記上部基板の下に配置された共通電極と、
前記基板と前記上部基板との間に位置して液晶分子を含む液晶層と、を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。

【請求項8】

前記液晶層は、光によって重合された配向重合体を含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

【請求項9】

前記段差形成部は、前記複数のカラーフィルタに含まれることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項10】

前記カラーフィルタは、前記板状電極に重なる部分に位置する傾斜部を含むことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

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とを含む。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印加し、これを通じて液晶分子の方向を決定し、入射光の偏光制御によって、画像を表示する。

【0003】

液晶表示装置の中でも、電界が印加されない状態で、液晶分子をその長軸が表示板に対して垂直になるように配列した垂直配向方式（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｍｏｄｅ）液晶表示装置が開発されている。
垂直配向方式液晶表示装置では、広視野角の確保が重要な問題であり、このために電界生成電極に微細スリットなどの切開部を形成するなどの方法を用いる。切開部及び突起は、液晶分子が傾く方向（ｔｉｌｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を決めるので、これらを適切に配置して液晶分子の傾斜方向を多様な方向に分散させることによって、視野角を広げることができる。
しかしながら、画素電極に微細スリットを形成して、複数の枝電極を有するようにする方法の場合、液晶表示装置の開口率が減少するようになり、その結果、透過率も低下するという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、透過率及び開口率が向上し、テクスチャ不良を減らした液晶表示装置の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、基板と、前記基板上に配置する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの上に配置する複数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタの間及び前記薄膜トランジスタの上に配置する遮光部材と、前記カラーフィルタの上に位置して、板状電極及び前記板状電極から延在する複数の微細枝電極を含む画素電極とを含み、前記カラーフィルタまたは前記遮光部材は、前記板状電極と重なる段差形成部を含む。

【0006】

前記段差形成部が前記遮光部材に含まれる場合、前記遮光部材に含まれている前記段差形成部は、前記板状電極と重なる前記カラーフィルタの部分を横切って形成してもよい。

【0007】

前記板状電極はひし形形状を有し、前記段差形成部は十字形状を有してもよい。

【0008】

前記段差形成部は、前記複数のカラーフィルタの間に配置する前記遮光部材から延在してもよい。

【0009】

前記板状電極は前記段差形成部を覆い、前記段差形成部と重なる部分から突出した部分を有してもよい。

【0010】

前記段差形成部は、前記カラーフィルタの上に配置してもよい。

【0011】

前記基板に対向する上部基板と、前記上部基板の下に配置する共通電極と、前記基板と前記上部基板の間に位置して、液晶分子を含む液晶層とをさらに含んでもよい。

【0012】

前記液晶層は、光によって重合される配向重合体を含んでもよい。

【0013】

前記段差形成部が前記複数のカラーフィルタに含まれる場合、前記カラーフィルタに含まれている前記段差形成部は、前記板状電極と重なる前記カラーフィルタの部分を横切って形成してもよい。

【0014】

前記カラーフィルタは、前記板状電極と重なる部分に位置する傾斜部を含んでもよい。

【発明の効果】

【0015】

このように本発明の一実施形態によれば、画素電極に微細パターンと共に一部は板状電極を形成して、液晶表示装置の視野角、側面視認性を広げ、応答速度を迅速にするだけでなく、遮光部材またはカラーフィルタを用いた段差形成部の形成によって、画素に発生するテクスチャ不良を減らす。

【0016】

また、カラーフィルタを用いて段差形成部を形成する時に、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、及び青色カラーフィルタの段差水準を互いに異なるようにして、経時変化を防止する効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。

【図2】図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。

【図3】図１の液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。

【図4】図１の液晶表示装置からカラーフィルタ及び遮光部材だけを分離して示した平面図である。

【図5】図１の液晶表示装置で段差形成部によって液晶が制御される現象を簡略に示した部分平面図である。

【図6】光によって重合される配向補助剤を用いて液晶分子がプレチルトを有するようにする過程を示した図面である。

【図7】本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。

【図8】図７の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って切断した断面図である。

【図9】図７の液晶表示装置からカラーフィルタ及び遮光部材だけを分離して示した平面図である。

【図10】図７の実施形態を変形した液晶表示装置を示した平面図である。

【図11】図１０のＡ−Ｂ領域を示した断面図である。

【図12】図１０のＣ−Ｄ領域を示した断面図である。

【図13】図１０のＥ−Ｆ領域を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明する実施形態に限定されず、他の形態に具体化もできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は、開示された内容が徹底、かつ完全なものとなるようにし、また、当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されたものである。
図面において、層及び領域の厚さは、明確性を期するために誇張して示した。また、層が他の層または基板「上」にあると言及される場合に、それは他の層または基板上に直接形成されるか、またはそれらの間に第３の層が介在してもよい。明細書の全体にわたって同一の参照番号で表示された部分は、同一の構成要素を意味する。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示した平面図である。図２は、図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。図３は、図１の液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。図４は、図１の液晶表示装置からカラーフィルタ及び遮光部材だけを分離して示した平面図である。

【0020】

図１及び図２を参照すれば、本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、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、及び表示板１００、２００の外側面に付着している一対の偏光子（図示せず）を含む。

【0021】

まず、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１２１、複数の減圧ゲート線１２３、及び複数の維持電極線１３１を含む複数のゲート導電体が形成される。
ゲート線１２１及び減圧ゲート線１２３は、主に横方向に延在して、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、上に突出した第３ゲート電極１２４ｃを含む。図１の実施形態では、第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌは互いに接続して一つの突出部を形成する。

【0022】

維持電極線１３１も、主に横方向に延在して、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１３１は、第１縦維持電極１３５ａ、横維持電極１３５ｂ、第２縦維持電極１３５ｃを含み、下に拡張された容量電極１３４を含む。維持電極線１３１は、上に延在している二つの第１縦維持電極１３５ａ、二つの第１縦維持電極１３５ａを連結する横維持電極１３５ｂ、及び前記横維持電極１３５ｂからさらに上に延在している二つの第２縦維持電極１３５ｃを含む。

【0023】

第１縦維持電極１３５ａは、上部に形成された第１画素電極１９１ｈの縦周縁に沿って形成され、第２縦維持電極１３５ｃは、第２画素電極１９１ｌの縦周縁に沿って形成される。一方、横維持電極１３５ｂは、前段の第２画素電極１９１ｌの横周縁と、本段の第１画素電極１９１ｈの横周縁との間に位置し、二つの横周縁に沿って形成される。

【0024】

その結果、第１縦維持電極１３５ａと横維持電極１３５ｂは、第１画素電極１９１ｈの周縁に沿って形成されて、第１画素電極１９１ｈと少なくとも一部が重なり、第２縦維持電極１３５ｃと横維持電極１３５ｂは、第２画素電極１９１ｌの周縁に沿って形成されて、第２画素電極１９１ｌと少なくとも一部が重なる。

【0025】

図１において、上部に位置している横維持電極１３５ｂと、下部に位置している横維持電極１３５ｂとが、互いに分離しているように示されているが、実際には、隣接する上下の画素ＰＸに形成される横維持電極１３５ｂと互いに電気的に接続される。
ゲート導電体１２１、１２３、１３１の上にはゲート絶縁膜１４０が形成される。

【0026】

ゲート絶縁膜１４０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半導体が形成される。半導体は、主に縦方向に延在して、第１ゲート電極１２４ｈ及び第２ゲート電極１２４ｌに向かって延在しており、互いに接続される第１半導体１５４ｈと第２半導体１５４ｌ、及び第２半導体１５４ｌと接続された第３半導体１５４ｃを含む。第３半導体１５４ｃは延在して、第４半導体（図示せず）を形成する。第４半導体は、図１の平面図上に表示されていないが、平面的に見れば、後述する第３ドレイン電極１７５ｃと第３ドレイン電極１７５ｃの広い端部１７７ｃの下部に、それらと実質的に同じ形状を有して配置してもよい。

【0027】

半導体１５４ｈ、１５４ｌ、１５４ｃの上には複数のオーミックコンタクト部材（図示せず）を形成してもよく、第１半導体１５４ｈの上には第１オーミックコンタクト部材（図示せず）を形成してもよく、第２半導体１５４ｌ及び第３半導体１５４ｃの上にはそれぞれ第２オーミックコンタクト部材（図示せず）及び第３オーミックコンタクト部材（図示せず）を形成してもよい。第３オーミックコンタクト部材は延在して、第４オーミックコンタクト部材（図示せず）を形成する。

【0028】

オーミックコンタクト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、及び複数の第３ドレイン電極１７５ｃを含むデータ導電体が形成される。
データ線１７１は、データ信号を伝達し、主に縦方向に延在してゲート線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に向かって延在し、互いに接続される第１ソース電極１７３ｈ及び第２ソース電極１７３ｌを含む。

【0029】

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、広い一端部と、棒状の他端部分とを含む。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によって一部が取り囲まれる。第２ドレイン電極１７５ｌの広い一端部はさらに延長されて、Ｕ字状に曲がった第３ソース電極１７３ｃを形成する。第３ドレイン電極１７５ｃの広い端部１７７ｃは、容量電極１３４と重なって減圧キャパシタＣｓｔｄを形成し、棒状の端部は、第３ソース電極１７３ｃによって一部が取り囲まれる。

【0030】

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）と共にそれぞれ一つの第１／第２／第３薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）（Ｑｈ／Ｑｌ／Ｑｃ）を形成し、薄膜トランジスタのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は各ソース電極（１７３ｈ／１７３ｌ／１７３ｃ）と各ドレイン電極（１７５ｈ／１７５ｌ／１７５ｃ）の間の各半導体（１５４ｈ／１５４ｌ／１５４ｃ）に形成される。

【0031】

半導体１５４ｈ、１５４ｌ、１５４ｃは、ソース電極１７３ｈ、１７３ｌ、１７３ｃとドレイン電極１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃの間のチャネル領域を除いては、データ導電体１７１、１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃ及びその下部のオーミックコンタクト部材（図示せず）と実質的に同一の平面形状を有する。つまり、半導体１５４ｈ、１５４ｌ、１５４ｃには、ソース電極１７３ｈ、１７３ｌ、１７３ｃとドレイン電極１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃの間をはじめとして、データ導電体１７１、１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃによって覆われずに露出した部分がある。

【0032】

データ導電体１７１、１７５ｈ、１７５ｌ、１７５ｃ及び露出した半導体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保護膜１８０が形成される。
保護膜１８０の上にはカラーフィルタ２３０を配置する。カラーフィルタ２３０は、隣接するデータ線１７１の間に沿って縦方向に長く延在して形成される。各カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示でき、各カラーフィルタ２３０は、縦方向に長く延在したデータ線１７１を中心として互いに離隔してもよい。本実施形態で、カラーフィルタ２３０は実質的に画素領域でその厚さが一定であってもよい。
互いに隣接するカラーフィルタ２３０がデータ線１７１を中心として離隔する場合には、保護膜１８０が露出してもよい。露出した保護膜１８０を満たしながら、互いに隣接するカラーフィルタ２３０の間に遮光部材２２０が形成される。

【0033】

遮光部材２２０は、データ線１７１に沿って縦方向に長く延在した部分と、薄膜トランジスタを覆いながら、ゲート線１２１に沿って横方向に長く延在した部分とを含む。遮光部材２２０が覆わない領域は、外部に光を放出させて画像を表示する領域になる。

【0034】

遮光部材２２０は、光漏れ現象を防止するために、マトリックス形状に配列される。本実施形態で、遮光部材２２０は画素領域に位置する段差形成部２２０ｐを含む。段差形成部２２０ｐは、図１及び図２で示したように十字形状を有してもよく、カラーフィルタ２３０の上に配置する。具体的に、図４を参照すれば、十字形状に形成された段差形成部２２０ｐは、ゲート線１２１と実質的に同一の方向に延在した横部分と、このような横の部分と交差する縦部分とを含む。段差形成部２２０ｐの横部分は、長く延在して遮光部材２２０の縦部分と連結され、段差形成部２２０ｐの縦部分は、長く延在して遮光部材２２０の横部分と連結されている。しかし、段差形成部２２０ｐが必ず画素領域の周縁に沿って形成された遮光部材２２０と連結される必要はなく、遮光部材２２０と断絶して画素領域内で独立的に形成してもよい。但し、その場合でも段差形成部２２０ｐは、遮光部材２２０と同様の物質で同時に形成してもよい。

【0035】

遮光部材２２０を形成する以前に、カラーフィルタ２３０の上に蓋膜（図示せず）を形成してもよい。したがって、カラーフィルタ２３０と遮光部材２２０の間に蓋膜を配置してもよい。蓋膜は、カラーフィルタ２３０が浮くことを防止し、カラーフィルタ２３０から流入する溶剤（ｓｏｌｖｅｎｔ）のような有機物による液晶層３の汚染を抑制して、画面駆動時に発生する残像のような不良を防止でき、窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物または有機物質で形成してもよい。

【0036】

保護膜１８０及びカラーフィルタ２３０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の広い端部をそれぞれ露出する、複数の第１コンタクトホール１８５ｈ及び複数の第２コンタクトホール１８５ｌが形成される。

【0037】

カラーフィルタ２３０の上には複数の画素電極１９１が形成される。画素電極１９１は、二つのゲート線１２１、１２３を介在して互いに分離されて、画素領域の上と下に配置されて、列方向に隣接する第１副画素電極１９１ｈと第２副画素電極１９１ｌを含む。

【0038】

第１副画素電極１９１ｈと第２副画素電極１９１ｌは、それぞれその中央に位置する板状電極１９２ｈ、１９２ｌと、板状電極１９２ｈ、１９２ｌから斜線方向に突出している複数の微細枝電極１９３ｈ、１９３ｌとを含む。

【0039】

第１副画素電極１９１ｈは、正方形領域に位置する第１板状電極１９２ｈと複数の第１微細枝電極１９３ｈが形成されており、正方形領域の外部に延長された第１連結部１９７ｈによって、第１ドレイン電極１７５ｈの広い端部と連結される。

【0040】

第１板状電極１９２ｈはひし形形状を有し、正方形領域の中心にその中心を位置させており、ひし形形状の各頂点は正方形領域の境界と接触する。
第１板状電極１９２ｈは、カラーフィルタ２３０及び十字形状の段差形成部２２０ｐを覆っている。段差形成部２２０ｐは、第１板状電極１９２ｈと重なるカラーフィルタ２３０で上に突出した構造を有するため段差を形成し、第１板状電極１９２ｈは、段差形成部２２０ｐが提供する段差をそのまま有する。つまり、板状電極１９２ｈも十字形状の突出した構造を有してもよく、十字形状の突出した構造は、正方形領域の中心に位置する液晶分子にプレチルトを提供して、液晶分子の配列方向を制御する役割を果たし、その結果、テクスチャ不良が減る。

【0041】

第１板状電極１９２ｈの斜線方向の辺からは複数の第１微細枝電極１９３ｈが延長される。複数の第１微細枝電極１９３ｈは、正方形領域の残りの領域を満たし、ゲート線１２１またはデータ線１７１に対してほぼ４５度の角度をなしており、第１板状電極１９２ｈの斜線方向の辺に対してはほぼ９０度の角度をなす。

【0042】

一方、図１の実施形態では、第１副画素電極１９１ｈは第１板状電極１９２ｈ及び複数の第１微細枝電極１９３ｈの端部を縦方向に連結する第１縦連結部１９４ｈが形成される。しかし、実施形態によっては、第１縦連結部１９４ｈは除外してもよく、この時には複数の第１微細枝電極１９３ｈは外部に突出する。

【0043】

一方、第２副画素電極１９１ｌは、縦に長い長方形領域に位置する第２板状電極１９２ｌと複数の第２微細枝電極１９３ｌが形成されており、長方形領域の外部に延長された第２連結部１９７ｌによって第２ドレイン電極１７５ｌの広い端部と連結される。

【0044】

第２板状電極１９２ｌは、全ての辺の長さが同じひし形形状を有し、長方形領域の中心にその中心を位置させており、全ての辺の長さが同じひし形形状の各頂点のうちの左右の頂点は、長方形領域の境界と接触している。第２板状電極１９２ｌのそれ以外の二つの頂点では縦方向に延長された縦延長部１９５ｌが連結されており、縦延長部１９５ｌの他端は長方形領域の境界と接触している。本実施形態を変形して、第２板状電極１９２ｌは左右の頂点だけでなく、上下の頂点も長方形領域の境界と接触するように形成してもよく、この時、第２板状電極１９２ｌは全ての辺の長さが同じひし形形状でない上下に長いひし形形状を有する。また、この場合、上述した縦延長部１９５ｌは形成されなくてもよい。

【0045】

第２板状電極１９２ｌは、カラーフィルタ２３０及び十字形状の段差形成部２２０ｐを覆っている。段差形成部２２０ｐは、第２板状電極１９２ｌと重なるカラーフィルタ２３０で上に突出した構造を有するため段差を形成し、第２板状電極１９２ｌは、段差形成部２２０ｐが提供する段差をそのまま有する。
第２板状電極１９２ｌの斜線方向の辺及び二つの縦延長部１９５ｌからは複数の第２微細枝電極１９３ｌが延長されている。複数の第２微細枝電極１９３ｌは、長方形領域のそれ以外の領域を満たし、ゲート線１２１またはデータ線１７１に対してほぼ４５度の角度をなしており、第２部分板状電極１９２ｌの斜線方向の辺に対してはほぼ９０度の角度をなしている。

【0046】

一方、図１の実施形態では、第２副画素電極１９１ｌは、第２板状電極１９２ｌ及び複数の第２微細枝電極１９３ｌの端部を縦方向に連結する第２縦連結部１９４ｌが形成される。しかし、実施形態によっては第２縦連結部１９４ｌは除外してもよく、この時には複数の第２微細枝電極１９３ｌは外部に突出する。

【0047】

第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌは、第１コンタクトホール１８５ｈ及び第２コンタクトホール１８５ｌを通じて、それぞれ第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、共通電極表示板２００の共通電極２７０と共に電界を生成することによって，二つの電極１９１、２７０の間の液晶層３の液晶分子の方向を決定する。このように決められた液晶分子の方向によって、液晶層３を通過する光の輝度が変化する。

【0048】

第１副画素電極１９１ｈと共通電極２７０は、その間の液晶層３と共に第１液晶キャパシタＣｌｃｈを形成し、第２副画素電極１９１ｌと共通電極２７０は、その間の液晶層３と共に第２液晶キャパシタＣｌｃｌを形成して、第１薄膜トランジスタＱｈ及び第２薄膜トランジスタＱｌがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。

【0049】

第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌは、維持電極１３５をはじめとする維持電極線１３１と重なって、第１ストレージキャパシタＣｓｔｈ及び第２ストレージキャパシタＣｓｔｌを形成し、第１ストレージキャパシタＣｓｔｈ及び第２ストレージキャパシタＣｓｔｌは、それぞれ第１液晶キャパシタＣｌｃｈ及び第２液晶キャパシタＣｌｃｌの電圧維持能力を強化する。
容量電極１３４と第３ドレイン電極１７５ｃの拡張部１７７ｃは、ゲート絶縁膜１４０と第４半導体（図示せず）を介在して互いに重なって減圧キャパシタＣｓｔｄを形成する。本発明の他の実施形態において、減圧キャパシタＣｓｔｄを構成する容量電極１３４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第４半導体は除去してもよい。

【0050】

画素電極１９１、露出したカラーフィルタ２３０または蓋膜上には下部配向膜１１が形成される。下部配向膜１１は、垂直配向膜であってもよく、光反応物質を含む配向膜であってもよい。

【0051】

次に、上部表示板２００について説明する。
本実施形態で、カラーフィルタ２３０と遮光部材２２０が下部表示板１００に形成されているため、上部表示板２００の構造は比較的に単純である。上部基板２１０の下に共通電極２７０が形成される。
共通電極２７０の下には上部配向膜２１が形成される。上部配向膜２１は、垂直配向膜であってもよく、光重合物質を利用して光配向された配向膜であってもよい。

【0052】

二つの表示板１００、２００の外側面には偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）（図示せず）が備えられており、二つの偏光子の透過軸は直交し、このうちの一つの透過軸は、ゲート線１２１に対して平行であるのが好ましい。しかし、偏光子は、二つの表示板１００、２００のいずれか一つの外側面だけに配置してもよい。

【0053】

液晶層３は負の誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子は、電界がない状態でその長軸が二つの表示板１００、２００の表面に対して垂直になるように配向される。したがって、電界がない状態で入射光は直交偏光子を通過できなくて遮断される。

【0054】

上述したように、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、共通電極表示板２００の共通電極２７０と共に電界を生成することによって、電界がない状態で二つの電極１９１、２７０の表面に対して垂直になるように配向されていた液晶層３の液晶分子が、二つの電極１９１、２７０の表面に対して水平な方向に向かって傾くようになり、液晶分子が傾く程度によって液晶層３を通過する光の輝度が変化する。

【0055】

液晶表示装置は、二つの表示板１００、２００の間のセル間隔を維持するための間隔材（図示せず）をさらに含み、間隔材は上部表示板２００に付着して、共通電極２７０の下に配置してもよい。

【0056】

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、負の誘電率異方性を有する液晶分子３１０を含む。
液晶層３には、紫外線などの光によって重合された配向重合体をさらに含んでもよい。液晶層３に含まれている配向重合体は、液晶層３にプレチルト角を提供するためのものであって、後述する図６でプレチルト角を提供する方法について詳細に説明する。つまり、液晶層３がプレチルト角を提供する配向重合体がなくても、十分に配列方向が制御される場合には、重合体を含まなくてもよい。一方、実施形態によっては、上部表示板２００及び下部表示板１００に形成されている配向膜に紫外線などの光によって重合された配向重合体が含まれていてもよく、図６で説明する方法によって配向重合体が含まれていてもよい。この時、液晶層３では配向重合体が含まれていなくてもよい。

【0057】

以下、以上のように遮光部材に含まれている段差形成部で提供する段差によって液晶分子の制御特性を説明する。
図５は、図１の液晶表示装置で段差形成部によって液晶が制御される現象を簡略に示した部分平面図である。

【0058】

図５は、図１の液晶表示装置において、第１副画素電極１９１ｈの中央右側上端に位置する一部構成を示した平面図である。図５を参照すれば、第１微細枝電極１９３ｈと第１板状電極１９２ｈの境界部分では、（１）方向への力が作用して、液晶分子３１０が傾く。
本実施形態で、第１板状電極１９２ｈの横横断幹部と縦横断幹部は段差形成部２２０ｐによって、図２に示したようにフィールド（ｆｉｅｌｄ）を形成するため、（２）方向または（３）方向に力が作用して、液晶分子３１０が傾く。

【0059】

もし、本実施形態のように遮光部材２２０に含まれている段差形成部２２０ｐがなければ、第１板状電極１９２ｈの横横断幹部（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｔｅｍ）と縦横断幹部（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｅｍ）の近くで液晶分子３１０には制御の原動力がないため、旋風（ｗｈｉｒｌｗｉｎｄ）状のテクスチャ不良が発生しうる。しかし、本実施形態では、遮光部材２２０に含まれている段差形成部２２０ｐによって、第１板状電極１９２ｈに位置する大部分の液晶分子３１０には、第１微細枝電極１９３ｈと第２板状電極１９２ｈの境界部分で作用する（１）方向への力が連続的に伝達される。また、段差形成部２２０ｐと重なる第１板状電極１９２ｈの横横断幹部と縦横断幹部では、互いに反対方向に傾く液晶分子３１０が接触する境界部分で非透過領域になりうる。

【0060】

図５では、第１板状電極１９２ｈの一部分に対して説明したが、それ以外の部分も同一の規則に従って液晶分子３１０が傾く。つまり、第１副画素電極１９１ｈは、（１）方向に液晶分子３１０が傾く第１領域、（１）方向と９０度である方向に液晶分子３１０が傾く第２領域、（１）方向と１８０度である方向に液晶分子３１０が傾く第３領域、及び（１）方向と２７０度である方向に液晶分子３１０が傾く第４領域を含んでもよい。

【0061】

図６は、光によって重合される配向補助剤を用いて液晶分子がプレチルトを有する過程を示した図面である。
図６を参照すれば、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）などの配向補助剤３３０を、液晶物質３１０と共に二つの表示板１００、２００の間に注入する。配向補助剤３３０は、紫外線などの光によって重合反応を行う反応性メソゲン（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｏｇｅｎ）であってもよい。

【0062】

次に、第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌにデータ電圧を印加し、上部表示板２００の共通電極２７０に共通電圧を印加して、二つの表示板１００、２００の間の液晶層３に電界を生成する。このことにより、液晶層３の液晶分子３１０はその電界に応答して、一定の方向に傾く。
このように液晶層３の液晶分子３１０が一定の方向に傾いた状態で、紫外線などの光を照射すれば、配向補助剤３３０が重合反応を行って、図６に示したように配向重合体３５０が形成される。配向重合体３５０は表示板１００、２００に隣接して形成される。配向重合体３５０によって、液晶分子３１０は上述した方向にプレチルトを有するように配向方向が定められる。したがって、電界生成電極１９１、２７０に電圧を印加しない状態でも、液晶分子３１０は互いに異なる４方向にプレチルトを有して配列するようになる。
その結果、一画素のうちの上部副画素または下部副画素それぞれの領域で、液晶分子３１０が総四方向にプレチルトを有する。

【0063】

図６に示したような配向重合体を利用したプレチルトは、遮光部材２２０に含まれている段差形成部２２０ｐが提供する段差だけでは液晶分子を制御してテクスチャ不良を減らすことができない場合に、付随的に用いられるのが好ましい。

【0064】

図７は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。図８は、図７の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って切断した断面図である。図９は、図７の液晶表示装置からカラーフィルタ及び遮光部材だけを分離して示した平面図である。
図７で説明する実施形態は、図１で説明した実施形態と大部分同一の構成要素を含むので、ここでは差がある部分を中心に説明する。

【0065】

図７及び図８を参照すれば、保護膜１８０の下の構成要素は、図１で説明した実施形態と大体同一である。本実施形態で、保護膜１８０の上に傾斜部２３０ｓを含むカラーフィルタ２３０が形成される。具体的に、図９を参照すれば、本実施形態で、カラーフィルタ２３０は隣接するデータ線１７１の間に沿って縦方向に長く延在して形成されており、そのうちの第１副画素電極１９１ｈ及び第２副画素電極１９１ｌと重なる部分中一部領域に、高さが変化する傾斜部２３０ｓ１、２３０ｓ２を有する。傾斜部２３０ｓは、図９に示したようにひし形構造を有する。第１傾斜部２３０ｓ１のひし形構造は、第１板状電極１９２ｈが占める正方形領域の境界と頂点が接するように形成される。
第２傾斜部２３０ｓ２のひし形構造は、第２板状電極１９２ｌが占める長方形領域の中央に配置されており、第２傾斜部２３０ｓ２のひし形構造は、第２板状電極１９２ｌが占める長方形領域の左右境界と頂点が接するが、上下境界と頂点が一定の距離ほど離れて配置される。しかし、実施形態によっては、第２副画素電極１９２ｌの構造を変形してもよく、これによって第２傾斜部２３０ｓ２のひし形構造が、第２板状電極１９２ｌが占める長方形領域の境界と頂点が全て接するように形成してもよい。

【0066】

本実施形態で、ひし形構造の傾斜部２３０ｓの横横断部分及び縦横断部分には段差形成部２３０ｐが形成される。傾斜部２３０ｓは、ひし形構造の辺から段差形成部２３０ｐに向かって高さが次第に低くなる構造を有する。段差形成部２３０ｐは、高さが最も低くなったカラーフィルタ傾斜部２３０ｓから上に突出した構造であってもよく、傾斜部２３０ｓの横横断部分及び縦横断部分に沿って長く延在した十字形状を有してもよい。
傾斜部２３０ｓの一辺から中心までは、一定の傾きで高さが低くなる構造を有し、高さが低くなるほどその幅が狭くなってもよい。

【0067】

カラーフィルタ２３０の上に第１板状電極１９２ｈ及び第２板状電極１９２ｌが形成されており、第１板状電極１９２ｈ及び第２板状電極１９２ｌは、それぞれカラーフィルタ２３０の傾斜部２３０ｓ及び十字形状の段差形成部２３０ｐを覆っている。段差形成部２３０ｐは高さが低くなったカラーフィルタ傾斜部２３０ｓから上に突出した構造を有するため段差を形成し、第１板状電極１９２ｈ及び第２板状電極１９２ｌは段差形成部２３０ｐが提供する段差をそのまま有する。つまり、第１板状電極１９２ｈ及び第２板状電極１９２ｌもそれぞれ十字形状の突出した構造を有してもよく、十字形状の突出した構造は、正方形領域または長方形領域の中心に位置する液晶分子にプレチルトを提供して、液晶分子の配列方向を制御する役割を果たし、その結果テクスチャ不良が減る。
上述した差異点を除いては、図１の実施形態で説明した内容は本実施形態にも適用できる。

【0068】

図１０は、図７の実施形態を変形した液晶表示装置を示した平面図である。図１１は、図１０のＡ−Ｂ領域を示した断面図である。図１２は、図１０のＣ−Ｄ領域を示した断面図である。図１３は、図１０のＥ−Ｆ領域を示した断面図である。

【0069】

カラーフィルタ２３０は、隣接するデータ線１７１の間に沿って縦方向に長く延在して形成される。各カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色及び青色の三原色など原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示でき、図１０に示したように、各カラーフィルタ２３０は、赤色カラーフィルタＲ、緑色カラーフィルタＧ、及び青色カラーフィルタＢを互いに隣接して配列してもよい。

【0070】

図１１乃至図１３を参照すれば、赤色カラーフィルタＲに形成された傾斜部２３０ｓと段差形成部２３０ｐによって形成される第１角度ｓ１、緑色カラーフィルタＧに形成された傾斜部２３０ｓと段差形成部２３０ｐによって形成される第２角度ｓ２、及び青色カラーフィルタＢに形成された傾斜部２３０ｓと段差形成部２３０ｐによって形成される第３角度ｓ３は、互いに異なる大きさを有する。本実施形態で、赤色カラーフィルタＲに形成された傾斜部２３０ｓと段差形成部２３０ｐによって形成される第１角度ｓ１が最も小さいのが好ましい。つまり、赤色カラーフィルタＲに形成された傾斜部２３０ｓで段差形成部２３０ｐに接する部分での高さが最も低い。ここで、第２角度ｓ２は第３角度ｓ３より小さくてもよい。

【0071】

本実施形態で、赤色カラーフィルタＲ、緑色カラーフィルタＧ、及び青色カラーフィルタＢは、傾斜部２３０ｓを除いた部分における厚さは互いに同一である。
本実施形態のように赤色カラーフィルタＲの傾斜部２３０ｓによる段差を大きくすることによって、色座標の同一性が得られ、経時変化を防止する効果が得られる。

【0072】

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、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。

【符号の説明】

【0073】

１００ 下部表示板
２００ 上部表示板
１１０、２１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２３ 減圧ゲート線
１３１ 維持電極線
１３４ 容量電極
１３５ 維持電極
１４０ ゲート絶縁膜
１７１ データ線
１８０ 保護膜
１９１ 画素電極
１９２ｈ 第１板状電極
１９２ｌ 第２板状電極
１９３ 微細枝電極
２２０ 遮光部材
２２０ｐ、２３０ｐ 段差形成部
２３０ カラーフィルタ
２３０ｓ 傾斜部
２７０ 共通電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】