JP2011095741A

JP2011095741A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2011095741A
Application number: JP2010227681A
Authority: JP
Inventors: Seon Ah Cho; 善兒趙; Jang-Kun Song; 長根宋; Hyun-Wuk Kim; 賢 ▲晃▼ 金; Eun-Je Jang; 殷齊張; You-Sik Shin; 有植申
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2030-10-07
Also published as: US20110096260A1; CN102053438B; JP5608505B2; CN102053438A; KR20110046124A; US8451393B2; KR101699398B1

Abstract

【課題】キャパシタを利用して各画素別の２つの副画素の電圧差を一定に維持することによって、テクスチャなどの表示不良なしに側面視認性を高める液晶表示装置を提供する。
【解決手段】基板上に配置される複数の信号線と、前記複数の信号線に接続され、第１副画素電極及び第２副画素電極を含む画素電極と、前記画素電極と対向する共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に配置される液晶層と、前記第２副画素電極に接続されるスイッチング素子の出力端子と前記第１副画素電極との間に接続される昇圧キャパシタと、を含み、前記昇圧キャパシタは、前記スイッチング素子の出力端子と接続される第１導電体と前記第１副画素電極と接続される第２導電体とが、絶縁膜を介して重畳して形成され、前記第２導電体は、前記スイッチング素子の出力端子に対向する端部に形成される切開部を有することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ）は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置（ｆｌａｔｐａｎｅｌｄｉｓｐｌａｙ）の一つであって、画素電極と共通電極など電界生成電極（ｆｉｅｌｄｇｅｎｅｒａｔｉｇｅｌａｃｔｒｏｄｅ）が形成されている二枚の表示板と、その間に挿入される液晶層からなり、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配向を決定して、入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。

液晶表示装置は、また、各画素電極に接続される薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及び薄膜トランジスタを制御して画素電極に電圧を印加するためのゲート線とデータ線など複数の信号線を含む。

このような液晶表示装置の中でも、電界が印加されない状態で、液晶分子の長軸を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（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙａｌｉｇｍｅｎｔ（ＶＡ）ｍｏｄｅ）の液晶表示装置が、コントラスト比が高く、基準視野角が広く、脚光を浴びている。ここで、基準視野角とは、コントラスト比が１：１０の視野角または階調間輝度反転限界角度を意味する。

垂直配向方式の液晶表示装置において広い基準視野角を実現するための具体的な方法としては、電界生成電極に切開部を形成する方法と、電界生成電極の上または下に突起を形成する方法などがある。切開部と突起は液晶分子が傾く方向（ｔｉｌｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）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、基準視野角を広くすることができる。

また、垂直配向方式の液晶表示装置は、正面視認性に比べて側面視認性が劣る。このような方式の液晶表示装置の場合には、側面視認性を正面視認性に近くするために、一つの画素を２つの副画素に分割して、２つの副画素の電圧を異なるように印加することによって、透過率を異なるようにする方法が提案されている。

２つの副画素の電圧を異なるようにする方法として、昇圧キャパシタを利用して２つの副画素の電圧を変化させる方法が提案されているが、この場合、各画素別に昇圧キャパシタの容量を一定に維持しなければ、テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）などの表示不良が発生する恐れがある。特に、昇圧キャパシタを構成する２つの導電体の誤整列によって、画素別に昇圧キャパシタの容量の大きさが変化する問題があった。

特開２００７−１９９４２２号公報

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、キャパシタを利用して画素別の２つの副画素の電圧差を一定に維持することによって、テクスチャなどの表示不良なしに側面視認性を高める液晶表示装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、基板上に配置される複数の信号線と、前記複数の信号線に接続され、第１副画素電極及び第２副画素電極を含む画素電極と、前記画素電極と対向する共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に配置される液晶層と、前記第２副画素電極に接続されるスイッチング素子の出力端子と前記第１副画素電極との間に接続される昇圧キャパシタと、を含み、前記昇圧キャパシタは前記スイッチング素子の出力端子に接続される第１導電体と前記第１副画素電極に接続される第２導電体とが、絶縁膜を介して重畳して形成され、前記第２導電体は前記スイッチング素子の出力端子に対向する端部に形成される切開部を有することを特徴とする。

前記第２導電体の切開部の幅は、前記第１導電体と前記スイッチング素子の出力端子との間の接続部の幅と同一であってもよい。

前記第２導電体の切開部の長さは、前記第２導電体の長さ方向を基準として、前記第１導電体の長さと前記第２導電体の長さとの差と同一であってもよい。

前記共通電極はドメイン分割手段を有してもよい。

前記液晶層は、前記第１副画素電極が占める領域で第１方向ドメインと第２方向ドメインに分割され、前記第２副画素電極が占める領域で第３方向ドメインと第４方向ドメインに分割されてもよい。

前記第１方向ドメインは上下ドメインであり、前記第２方向ドメインは左右ドメインであり、前記第３方向ドメインは上下ドメインであり、前記第４方向ドメインは左右ドメインであってもよい。

前記第１副画素電極と前記第２副画素電極は互いに分離され、前記第２副画素電極に接続される前記スイッチング素子は、前記第１副画素電極と前記第２副画素電極との間に配置されてもよい。

前記第２副画素電極は第１部分と第２部分に分割されて、前記液晶層は前記第２副画素電極の前記第１部分が占める領域で第１方向ドメインに分割され、前記第２副画素電極の前記第２部分が占める領域で第２方向ドメインに分割されてもよい。

前記第１副画素電極と前記共通電極との間に充電される電圧は、前記第２副画素電極と前記共通電極との間に充電される電圧より高くてもよい。

前記第１副画素電極と前記第２副画素電極の周縁に沿って延長されている維持電極をさらに含んでもよい。

本発明によれば、キャパシタを利用して画素別の２つの副画素の電圧差を一定に維持してもよく、垂直配向液晶表示装置においてテクスチャなどの表示不良なしに側面視認性を高める液晶表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構造と２つの副画素に対する等価回路を示す概略図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一画素に対する等価回路を示す図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体を示す概略平面図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体を示す概略平面図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体を示す概略平面図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体を示す概略平面図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す配置図である。図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体の配置を示す概略平面図である。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る。

以下、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。

次に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構造及び動作について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構造と２つの副画素に対する等価回路を示す概略図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一画素に対する等価回路を示す図である。

図１に示したように、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、及び下部表示板１００と上部表示板２００との間に挿入されている液晶層３を含む。液晶表示装置は、複数の信号線と、複数の信号線に接続された複数の画素ＰＸとを含む。

各画素ＰＸは一対の副画素を含み、各副画素は液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｌｃａ、Ｃｌｃｂを含む。一対の副画素は、ゲート線ＧＬａ、ＧＬｂ、データ線ＤＬ、及び液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂと接続されたスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃを含む。

液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂは、下部表示板１００の副画素電極ＰＥａ、ＰＥｂと上部表示板２００の共通電極ＣＥとを２つの端子にし、副画素電極ＰＥａ、ＰＥｂと共通電極２７０との間の液晶層３は誘電体として機能する。一対の副画素電極ＰＥａ、ＰＥｂは互いに分離されており、一つの画素電極ＰＥを形成する。共通電極ＣＥは上部表示板２００の全面に形成され、共通電圧Ｖｃｏｍから電圧が供給される。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２つの表示板の表面に対して垂直になるように配向されてもよい。図２とは異なって、共通電極ＣＥを下部表示板１００に備えてもよく、この場合、２つの電極ＰＥ、ＣＥの少なくとも一つを線状または棒状に形成してもよい。

一方、色表示を実現するためには各画素ＰＸが基本色（ｐｒｉｍａｒｙｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素ＰＸが時間により交互に基本色を表示したり（時間分割）して、これら基本色の空間的、時間的な作用によって所望の色が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色が挙げられる。本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、空間分割の一例として、各画素ＰＸが下部表示板１００の副画素電極ＰＥａ、ＰＥｂ上または下に形成され、基本色のうちの一つを示すカラーフィルタを備えてもよい。しかし、本発明の他の一実施形態に係る液晶表示装置は、上部表示板２００の領域にカラーフィルタを形成してもよい。

表示板１００、２００の外側面には偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）（図示せず）が備えられ、２つの偏光子の偏光軸は直交してもよい。反射型液晶表示装置の場合には、２つの偏光子のうちの一つを省略してもよい。直交偏光子である場合、電界がない液晶層３に入射した入射光を遮断する。

図２を参照すると、本実施形態に係る液晶表示装置の一つの画素は、第１、第２及び第３スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃ、第１及び第２液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂ、並びに昇圧キャパシタＣｕを含む。

第１及び第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂはそれぞれ第１ゲート線ＧＬａ及びデータ線ＤＬに接続され、第３スイッチング素子Ｑｃは第２ゲート線ＧＬｂに接続されている。

第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂは、下部表示板１００に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子は第１ゲート線ＧＬａと接続され、入力端子はデータ線ＤＬと接続され、第１スイッチング素子Ｑａの出力端子は第１液晶キャパシタＣｌｃａと接続され、第２スイッチング素子Ｑｂの出力端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｂと接続されている。

第３スイッチング素子Ｑｃは下部表示板１００に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、制御端子は第２ゲート線ＧＬｂと接続され、入力端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｂと接続され、出力端子は昇圧キャパシタＣｕと接続されている。

昇圧キャパシタＣｕは、第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子と第１液晶キャパシタＣｌｃｂに接続され、第３スイッチング素子Ｑｃの出力電極と第１画素電極１９１ａとが絶縁体を介して重畳して形成される。

次に、特定画素行、例えば、ｉ番目行に焦点を合わせて説明する。

ｉ番目行の第１ゲート線ＧＬａに第１ゲート信号が印加され、第２ゲート線ＧＬｂには第２ゲート信号が印加される。第１ゲート信号がゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）からゲートオン電圧（Ｖｏｎ）に変化すると、これに接続された第１及び第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂが導通する。これによってデータ線ＤＬに印加されたデータ電圧Ｖｄは導通した第１及び第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂを通じて第１及び第２副画素電極ＰＥａ、ＰＥｂに印加される。このとき、第１及び第２副画素電極ＰＥａ、ＰＥｂに印加されたデータ電圧Ｖｄは互いに同一である。第１及び第２液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂは、共通電圧及びデータ電圧Ｖｄの差と同一の値で充電される。

その後、第１ゲート信号はゲートオン電圧Ｖｏｎからゲートオフ電圧Ｖｏｆｆにシフトし、同時に第２ゲート信号がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆからゲートオン電圧Ｖｏｎにシフトすると、第１及び第２スイッチング素子Ｑａ、Ｑｂは遮断されて第３スイッチング素子Ｑｃが導通する。このことにより、第３スイッチング素子Ｑｃを通じて第２副画素電極ＰＥｂから昇圧キャパシタの第１端子に電荷が移動する。一方、昇圧キャパシタＣｕの第２端子と接続された第１副画素電極ＰＥａは、第３薄膜トランジスタＱ３が導通する際に浮遊状態になる。したがって、第３スイッチング素子Ｑｃを通じて昇圧キャパシタＣｕの第１端子に電荷が移動して電位が上昇することによって、第１副画素電極ＰＥａの電位も共に上昇する。したがって、第１液晶キャパシタＣｌｃａの充電電圧は上昇する。

したがって、第１液晶キャパシタＣｌｃａに充電された電圧と第２液晶キャパシタＣｌｃｂに充電された電圧とは同一であったが、第３薄膜トランジスタＱ３が導通することによって互いに異なるようになる。このように第１液晶キャパシタＣｌｃａの電圧と第２液晶キャパシタＣｌｃｂの電圧が互いに異なるので、第１副画素と第２副画素で液晶分子が傾いた角度が異なり、そのために２つの副画素の輝度が異なるようになる。したがって、第１液晶キャパシタＣｌｃａの電圧と第２液晶キャパシタＣｌｃｂの電圧を適切に調節すれば、側面から見る映像を、正面から見る映像に最大限近くすることが可能になり、これによって側面視認性を向上することが可能になる。

このとき、画素別に昇圧キャパシタＣｕの容量の大きさを正確に維持することによって、画素別に第１副画素ＰＥａと第２副画素ＰＥｂの電圧差を所望の大きさに一定に維持でき、テクスチャなどの表示不良を防止する。キャパシタの容量の大きさＣは、重畳する２つの導電体の重畳面積に比例し、２つの導電体の間隔に反比例する。画素ごとに昇圧キャパシタＣｕの２つの導電体の間に配置されている絶縁膜は同時に形成されるため、厚さが均一である。したがって、昇圧キャパシタＣｕの容量大きさを一定に維持するために、昇圧キャパシタＣｕを構成する２つの導電体の重畳面積を一定に維持しなければならない。

以下、図３Ａ乃至図３Ｄを参照して、本実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体について説明する。図３Ａ乃至図３Ｄは、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体を示す概略平面図である。

図３Ａを参照すると、液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕは第１導電体１７０と第２導電体１９０とが重畳して形成される。昇圧キャパシタＣｕの第１端子をなす第１導電体１７０は第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子と接続し、昇圧キャパシタＣｕの第２端子を形成する第２導電体１９０は第１副画素ＰＥａの画素電極と接続される。

第１導電体１７０は第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子との接続部７０を有し、第２導電体１９０は第１導電体１７０の接続部７０と対向する端部に形成される切開部９０を有する。第１導電体１７０の接続部７０と第２導電体１９０の切開部９０は長方形状を有し、第２導電体１９０の切開部９０の幅Ｗ１は第１導電体１７０の接続部７０の幅Ｗ２と同一であり、切開部９０の長さＤ１は、切開部９０の長さＤ１方向を基準とした第２導電体１９０の長さＤ２と第１導電体１７０の長さＤ３との差と同一である。ここで、第２導電体１９０の長さＤ２と第１導電体１７０の長さＤ３との差は、第１導電体１７０と第２導電体１９０との整列誤差範囲内で決定されてもよい。

図３Ｂを参照すると、図３Ｂに示した液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕを構成する第１導電体１７０と第２導電体１９０は、図３Ａに示した実施形態と類似している。しかし、図３Ｂに示した液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕを構成する第１導電体１７０の接続部７０と第２導電体１９０の切開部９０の位置は、図３Ａに示した液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕを構成する第１導電体１７０の接続部７０と第２導電体１９０の切開部９０の位置とは異なる。

図３Ｂに示したように、昇圧キャパシタＣｕは第１導電体１７０と第２導電体１９０が重畳して形成され、昇圧キャパシタＣｕの第１端子を構成する第１導電体１７０は、第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子との接続部７０を有し、昇圧キャパシタＣｕの第２端子を構成する第２導電体１９０は、第１導電体１７０の接続部７０と対向する端部に形成されている切開部９０を有する。第１導電体１７０の接続部７０と第２導電体１９０の切開部９０は長方形状を有し、第２導電体１９０の切開部９０の幅Ｗ１は第１導電体１７０の接続部７０の幅Ｗ２と同一であり、切開部９０の長さＤ１は第２導電体１９０の長さＤ２と第１導電体１７０の長さＤ３との差と同一である。

図３Ｃ及び図３Ｄを参照すると、図３Ｃ及び図３Ｄに示した液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕを構成する第１導電体１７０と第２導電体１９０は、図３Ａまたは図３Ｂに示した本実施形態と類似している。しかし、図３Ｃ及び図３Ｄに示した液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕを構成する第１導電体１７０の接続部７０と第２導電体１９０の切開部９０の位置は、図３Ａまたは図３Ｂに示した液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕを構成する第１導電体１７０の接続部７０と第２導電体１９０の切開部９０の位置と異なる。

図３Ｃ及び図３Ｄに示したように、昇圧キャパシタＣｕは第１導電体１７０と第２導電体１９０とが重畳して形成され、昇圧キャパシタＣｕの第１端子を構成する第１導電体１７０は、第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子との接続部７０を有し、昇圧キャパシタＣｕの第２端子を構成する第２導電体１９０は、第１導電体１７０の接続部７０と対向する端部に形成されている切開部９０を有する。第１導電体１７０の接続部７０と第２導電体１９０の切開部９０は長方形状を有し、第２導電体１９０の切開部９０の幅Ｗ１は第１導電体１７０の接続部７０の幅Ｗ２と同一であり、切開部９０の長さＤ１は第２導電体１９０の長さＤ２と第１導電体１７０の長さＤ３との差と同一である

次に図４及び図５を参照して、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置についてさらに詳細に説明する。図４は、本発明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５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

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と上部表示板２００、これら２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。

まず、下部表示板１００について説明する。

透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板１１０の上に、第１ゲート線１２１ａ、第２ゲート線１２１ｂ、第１維持電極線１３１ａ、及び第２維持電極線１３１ｂを含む複数のゲート導電体が形成されている。第１ゲート線１２１ａは、第１ゲート電極１２４ａ、第２ゲート電極１２４ｂ、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）を含み、第２ゲート線１２１ｂは、第３ゲート電極１２４ｃ、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。

維持電極線１３１ａ、１３１ｂは、共通電圧などの一定の電圧を伝達し、複数の維持電極１３５ａ、１３５ｂを含む。第１維持電極では１３１ａは第１維持電極１３５ａを含み、第２維持電極線１３１ｂは第２維持電極１３５ｂを含む。第１維持電極１３５ａと第２維持電極１３５ｂはそれぞれデータ線１７１に沿って平行に延びて、互いに分離されている。

第１維持電極線１３１ａ及び第２維持電極線１３１ｂは画素の上部及び下部の光漏れを防止し、第１維持電極１３５ａ及び第２維持電極１３５ｂは画素電極１９１とデータ線１７１との間のカップリングを防止してもよい。また、画素領域の上部及び下部に維持電極線１３１ａ、１３１ｂを形成することによって、大きい保持容量を維持すると共に、画素領域の上部及び下部の光漏れを防止してもよい。

ゲート導電体１２１ａ、１２１ｂ、１３１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の上には第１島型半導体１５４ａ、第２島型半導体１５４ｂ、及び第３島型半導体１５４ｃが形成されている。

第１島型半導体１５４ａ、第２島型半導体１５４ｂ、及び第３島型半導体１５４ｃの上には、オーミックコンタクト部１６３ｃ、１６５ｃが形成されている。

オーミックコンタクト部１６３ｃ、１６５ｃ及びゲート絶縁膜１４０の上には、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂを含む複数のデータ線１７１、第１ドレイン電極１７５ａ、第２ドレイン電極１７５ｂ、第３ソース電極１７３ｃ、及び第３ドレイン電極１７５ｃを含むデータ導電体が形成されている。

各データ線１７１は、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。

第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂは、広い一端部１７７ａ、１７７ｂと、棒状の他端分とを含む。第３ドレイン電極１７５ｃは、第３ドレイン電極１７５ｃから延長された第１キャパシタ電極１７６を含む。第２ドレイン電極１７５ｂと第３ソース電極１７３ｃは互いに接続されている。

第１ゲート電極１２４ａ、第１ソース電極１７３ａ、及び第１ドレイン電極１７５ａは、第１島型半導体（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｉｓｌａｎｄ）１５４ａと共に一つの第１薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）Ｑａを形成し、薄膜トランジスタのチャネルは、第１ソース電極１７３ａと第１ドレイン電極１７５ａとの間の第１島型半導体１５４ａに形成される。また、同様に、第２ゲート電極１２４ｂ、第２ソース電極１７３ｂ、及び第２ドレイン電極１７５ｂは、第２島型半導体１５４ｂと共に一つの第２薄膜トランジスタＱｂを形成し、チャネルは第２ソース電極１７３ｂと第２ドレイン電極１７５ｂとの間の第２島型半導体１５４ｂに形成され、第３ゲート電極１２４ｃ、第３ソース電極１７３ｃ、及び第３ドレイン電極１７５ｃは、第３島型半導体１５４ｃと共に一つの第３薄膜トランジスタＱｃを形成し、チャネルは第３ソース電極１７３ｃと第３ドレイン電極１７５ｃとの間の第３島型半導体１５４ｃに形成される。

データ導電体１７１、１７３ｃ、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７６及び露出した半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃの上には保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎｌａｙｅｒ）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で形成される。しかし、保護膜１８０は有機絶縁物で形成してもよく、表面を平坦にしてもよい。有機絶縁物の場合、感光性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を持つことができ、その誘電定数（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ）は約４．０以下であってもよい。また、保護膜１８０は、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１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃに損傷を与え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には、第１ドレイン電極１７５ａの広い端部１７７ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂの広い端部１７７ｂを露出する複数のコンタクトホール１８５ａ、１８５ｂが形成されている。

保護膜１８０の上には、第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂを含む画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１はＩＴＯ及びＩＺＯなどの透明導電物質で形成してもよい。画素電極１９１は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質や、アルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属で形成してもよい。

第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂは列方向に隣接し、ほぼ四角形状である。

第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂは互いに離隔し、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂ間の間隙には第１ゲート線１２１ａ、第２ゲート線１２１ｂ、第１ないし第３薄膜トランジスタＱａ、Ｑｂ、Ｑｃが配置されている。第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの間に２つのゲート線１２１ａ、１２１ｂ及び薄膜トランジスタを全て配置させることによって、ドレイン電極が占める領域の面積を減らして、液晶表示装置の開口率が増加する。

第２副画素電極１９１ｂは、切開パターン９２によって、第１部分１９１ｂ１とその下に配置されている第２部分１９１ｂ２とに分けられる。第１部分１９１ｂ１と第２部分１９１ｂ２は両側の連結部９５ａ、９５ｂによって互いに連結されている。

第１画素電極１９１ａは、第１キャパシタ電極１７６に向かって延びて延長された第２キャパシタ電極１９７、第１のドレイン電極１７５の広い端部１７７ａに向かって延びて延長された延長部１９５を含む。

第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂは、コンタクトホール１８５ａ、１８５ｂを通じてそれぞれ第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂと物理的、電気的に接続され、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂからデータ電圧が供給される。データ電圧が印加された第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは、データ電圧が供給される共通電極（下部）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、２つの電極１９１ａ及び１９１ｂ、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を通過する光の偏光が変化する。第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂと共通電極２７０は液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂを形成して、薄膜トランジスタが遮断された後にも印加された電圧を維持する。

また、第１及び第２副画素電極１９１ａ、１９１ｂは、維持電極線１３１ａ、１３１ｂ及び維持電極１３５ａ、１３５ｂと重畳して、液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂの電圧維持率を向上するためのストレージキャパシタを形成する。

第３ドレイン電極１７５ｃから延長された第１キャパシタ電極１７６と、第１副画素電極１９１ａ）から延長された第２キャパシタ電極１９７とは、保護膜１８０を介して重畳して昇圧キャパシタＣｕを形成する。

第２キャパシタ電極１９７は、第３ドレイン電極１７５ｃと第１キャパシタ電極１７６との間の接続部７０と対向する端部に切開部９０を有する。切開部９０は長方形状を有し、切開部９０の幅は第３ドレイン電極１７５ｃと第１キャパシタ電極１７６との間の接続部７０の幅と同一であり、切開部９０の長さは第１キャパシタ電極１７６の長さと第２キャパシタ電極１９７の長さとの差と同一である。

次に、上部表示板２００について説明する。

透明なガラスまたはプラスチックなどで形成された絶縁基板２１０の上に遮光部材（ｌｉｇｈｔｂｌｏｃｋｉｎｇｍｅｍｂｅｒ）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（ｂｌａｃｋｍａｔｒｉｘ）ともいい、光漏れを防ぐ。

基板２１０及び遮光部材２２０の上には、また、複数のカラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０は、遮光部材２２０によって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（ｐｒｉｍａｒｙｃｏｌｏｒ）のうちの一つを表示してもよい。

遮光部材２２０とカラーフィルタ２３０の少なくとも一つは、下部基板１１０の上に形成してもよい。

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は絶縁物で形成され、カラーフィルタ２３０が露出するのを防止し、平坦面を提供する。オーバーコート２５０は省略してもよい。

オーバーコート２５０の上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０はＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電物質などで形成され、複数のドメイン分割手段７１、７２、７３が形成されている。

ドメイン分割手段７１、７２、７３は一つの画素電極１９１と対向し、第１ドメイン分割手段７１、第２ドメイン分割手段７２、及び第３ドメイン分割手段７３を含む。第１ドメイン分割手段７１は第１副画素電極１９１ａの領域を上下に二等分し、第２ドメイン分割手段７２は第２副画素電極１９１ｂの第１部分１９１ｂ１を上下に二等分し、第３ドメイン分割手段７３は第２副画素電極１９１ｂの第２部分１９１ｂ２を左右に二等分する。第１ドメイン分割手段７１は両端から両側に分離されて形成されている分岐点（ｂｒａｎｃｈ）を有する。分岐点によって両側のデータ線１７１と第１ドメイン分割手段７１との間の左右ドメインの面積が調節可能になる。第２ドメイン分割手段７２及び第３ドメイン分割手段７３の両端部は、次第に延長されて二等辺三角形の形状をなす。第１ドメイン分割手段７１、第２ドメイン分割手段７２、及び第３ドメイン分割手段７３は互いに分離されている。ドメイン分割手段７１、７２、７３の中間部分には三角形状の切欠（ｎｏｔｃｈ）が形成されている。このような切欠は、四角形、台形または半円形の形状であってもよく、凸むようにまたは凹むように形成してもよい。このような切欠は、ドメイン分割手段７１、７２、７３によって分割される領域の境界に配置する液晶分子３１の配列方向を決定する。第１ドメイン分割手段７１、第２ドメイン分割手段７２、及び第３ドメイン分割手段７３は、切開部または突起部を有してもよい。

ドメイン分割手段７１、７２、７３の数及び方向は設計要素によって変化してもよく、形状及び配置は変形してもよい。

表示板１００、２００の両側面には配向膜（ａｌｉｇｎｍｅｎｔｌａｙｅｒ）（図示せず）が形成されており、これらは垂直配向膜であってもよい。

表示板１００、２００の外側面には偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）（図示せず）が形成されているが、２つの偏光子の偏光軸は直交し、このうちの一つの偏光軸はゲート線１２１に対して平行に形成してもよい。反射型液晶表示装置の場合には２つの偏光子のうちの一つを省略してもよい。

液晶層３は陰の誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子３１は、電界がない状態で、その長軸が２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ている。

一方、画素電極１９１の２つの副画素電極１９１ａ、１９１ｂの間のギャップ（ｇａｐ）、第２副画素電極１９１ｂに形成されている切開パターン９２、及び共通電極２７０に形成されているドメイン分割手段７１、７２、７３は、電界を変形して液晶分子３１の傾斜方向を決定する水平成分を生成する。電界の水平成分は、画素電極１９１のギャップ及び切開部９２、そして共通電極２７０のドメイン分割手段７１、７２、７３に対して垂直である。

したがって、液晶分子３１が傾く方向はほぼ４方向になり、液晶分子３１の傾く方向が異なる４つのドメインが液晶層３に形成される。具体的に、第１副画素電極１９１ａが配置されている液晶層３には、第１ドメイン、第２ドメイン、第３ドメイン、及び第４ドメインの４つのドメインが形成され、第２副画素電極１９１ｂが配置されている液晶層３には、第５ドメイン、第６ドメイン、第７ドメイン、及び第８ドメインが形成される。このように、液晶分子が傾く方向を多様にすると、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。例えば、第１ドメインと第２ドメインは上下ドメインであってもよく、第３ドメインと第４ドメインは左右ドメインであってもよく。また、第５ドメインと及び第６ドメインは上下ドメインであってもよく、第７ドメインと第８ドメインは左右ドメインであってもよく。

図６を参照して、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタＣｕの容量について説明する。図６は、本実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する２つの導電体の配置を示す概略平面図である。

図６（ａ）は、昇圧キャパシタＣｕを構成する第１キャパシタ電極１７６の位置が第２キャパシタ電極１９７に対して上側に偏差が生じた場合、つまり、上側に整列誤差が発生したものを示す。この時、第１キャパシタ電極１７６の接続部７０と第２キャパシタ電極１９７が第１部分Ａでさらに重畳するが、第１キャパシタ電極１７６の一部分は第２キャパシタ電極１９７の切開部９０と第２部分Ｂで重畳する。第１部分Ａの幅と長さは第２部分Ｂの幅と長さと同一であるため、第１部分Ａと第２部分Ｂの面積は同一になる。したがって、整列誤差によって第１キャパシタ電極１７６の接続部７０と第２キャパシタ電極１９７との重畳面積が増加しても、第２キャパシタ電極１９７の切開部９０によって第１キャパシタ電極１７６と第２キャパシタ電極１９７の総重畳面積は、整列誤差が発生しなかった時と同一になる。したがって、昇圧キャパシタＣｕの容量の大きさは、整列誤差と無関係に一定に維持してもよい。

図６（ｂ）は、昇圧キャパシタＣｕを構成する第１キャパシタ電極１７６の位置が、第２キャパシタ電極１９７に対して下側に偏差が生じた場合、つまり、下側に整列誤差が発生したものを示す。この時、第１キャパシタ電極１７６の接続部７０と第２キャパシタ電極１９７が第１部分Ａで少なく重畳するが、第１キャパシタ電極１７６の一部分は第２キャパシタ電極１９７と第２部分Ｂでさらに重畳する。第１部分Ａの幅と長さは第２部分Ｂの幅と長さと同一であるため、第１部分Ａと第２部分Ｂの面積は同一になる。したがって、整列誤差によって第１キャパシタ電極１７６の接続部７０と第２キャパシタ電極１９７との重畳面積が減少しても、第１キャパシタ電極１７６と第２キャパシタ電極１９７の総重畳面積は、整列誤差が発生しなかった時と同一になる。したがって、昇圧キャパシタＣｕの容量の大きさは整列誤差と関係なく一定に維持してもよい。

図６（ｃ）と図６（ｄ）は、それぞれ昇圧キャパシタＣｕを構成する第１キャパシタ電極１７６の位置が、第２キャパシタ電極１９７に対して左右方向に偏差が生じた場合、つまり、左右方向に整列誤差が発生したものを示す。この時、第１キャパシタ電極１７６の接続部７０と第２キャパシタ電極１９７とが重畳する部分Ｃの面積は、第１キャパシタ電極１７６と第２キャパシタ電極１９７の切開部９０とが重畳する部分Ｄの面積によってキャンセルされるので、昇圧キャパシタＣｕの容量の大きさは、整列誤差と無関係に一定に維持してもよい。

このように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する第２キャパシタ電極１９７は、第１キャパシタ電極１７６と第３スイッチング素子Ｑｃの出力電極との接続部７０と対向する端部に切開部９０を有しているので、第１キャパシタ電極１７６と第２キャパシタ電極１９７との間の整列誤差と無関係に、一定の容量の大きさを有する昇圧キャパシタＣｕを含み形成してもよい。したがって、画素別に整列誤差による副画素電極の不必要な電圧偏差が存在せず、これによって副画素電極の電圧差を所望の大きさに一定に維持してもよい。

次に、図７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７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る。

図７を参照すると、本実施形態に係る液晶表示装置は、図３及び図４に示した上述した実施形態に係る液晶表示装置とほとんど類似している。同一の構成要素に対する具体的な説明は省略する。

しかし、本実施形態に係る液晶表示装置の維持電極線１３１ａ、１３１ｂ及び維持電極１３５ａ、１３５ｂは、ゲート線１２１ａ、１２１ｂと約４５度をなす第１斜線部１３６ａ及び第２斜線部１３６ｂを含む。第１斜線部１３６ａ及び第２斜線部１３６ｂは互いに直角で交互に配置されて、階段状に形成している。このような斜線部１３６の端部は、偏光板の偏光軸と平行して、画素領域の周縁部を偏光板の偏光軸と平行にする役割を果たすことによって、画素領域の周縁で光が漏れるのを防止し、画素領域の周縁で発生するテクスチャの防止が可能である。

上述した本実施形態に係る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適用可能である。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の昇圧キャパシタを構成する第２キャパシタ電極１９７は、第１キャパシタ電極１７６と第３スイッチング素子Ｑｃの出力電極との接続部７０と対向する端部に切開部９０を有するので、第１キャパシタ電極１７６と第２キャパシタ電極１９７との間の整列誤差と無関係に、一定の容量の大きさを有する昇圧キャパシタＣｕを含み形成してもよい。したがって、画素別に整列誤差による副画素電極の不必要な電圧偏差が存在せず、これによって副画素電極の電圧差を所望の大きさに一定に維持してもよい。

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、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の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
７１、７２、７３ドメイン分割手段
１００下部表示板
１７０、１９０第１、２導電体
１９１画素電極
２００上部表示板
２７０共通電極
ＰＸ画素
ＰＥａ、ＰＥｂ第１、２副画素
Ｃｌｃａ、Ｃｌｃｂ液晶キャパシタ
ＣＥ共通電極
Ｃｕ昇圧キャパシタ

Claims

基板上に配置される複数の信号線と、
前記複数の信号線に接続され、第１副画素電極及び第２副画素電極を含む画素電極と、
前記画素電極と対向する共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極との間に配置される液晶層と、
前記第２副画素電極に接続されるスイッチング素子の出力端子と前記第１副画素電極との間に接続される昇圧キャパシタと、を含み、
前記昇圧キャパシタは、前記スイッチング素子の出力端子に接続される第１導電体と前記第１副画素電極に接続される第２導電体とが、絶縁膜を介して重畳して形成され、
前記第２導電体は、前記スイッチング素子の出力端子に対向する端部に形成される切開部を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記第２導電体の切開部の幅は、前記第１導電体と前記スイッチング素子の出力端子との間の接続部の幅と同一であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第２導電体の切開部の長さは、前記第２導電体の長さ方向を基準として、前記第１導電体の長さと前記第２導電体の長さとの差と同一であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記第２導電体の切開部の長さは、前記第２導電体の長さ方向を基準として、前記第１導電体の長さと前記第２導電体の長さとの差と同一であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記共通電極はドメイン分割手段を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記液晶層は、前記第１副画素電極が占める領域で第１方向ドメインと第２方向ドメインに分割され、前記第２副画素電極が占める領域で第３方向ドメインと第４方向ドメインに分割されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第１方向ドメインは上下ドメインであり、前記第２方向ドメインは左右ドメインであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
前記第１副画素電極と前記第２副画素電極は互いに分離され、
前記第２副画素電極に接続される前記スイッチング素子は、前記第１副画素電極と前記第２副画素電極との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第１副画素電極と前記共通電極との間に充電される電圧は、前記第２副画素電極と前記共通電極との間に充電される電圧より高いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第１副画素電極と前記第２副画素電極の周縁に沿って延長される維持電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。