JP5732186B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特に１つの画素を２つの副画素に分割する構造に光配向方法を適用する際、テクスチャー発生を減らして表示特性を改善することのできる液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、現在最も広く使用されている平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）のうちの１つであって、電場生成電極が形成されている２枚の表示板とその間に挟持された液晶層とからなり、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって画像を表示する。

このような液晶表示装置の中でも、電場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をなすように配列した垂直配向方式の液晶表示装置は、コントラスト比が大きく、基準視野角が広いので脚光を浴びている。
このような垂直配向モード液晶表示装置の広視野角を実現するために、１つの画素に液晶の配向方向が異なる複数のドメインを形成することができる。
このように１つの画素に複数のドメインを形成する手段として、電場生成電極に切開部を形成する方法がある。この方法は、切開部の周縁（ｅｄｇｅ）と、これと対向する電場生成電極との間に形成されるフリンジフィールド（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）により、液晶がフリンジフィールドに対して垂直方向に配向されることによって複数のドメインを形成することができる。

しかし、このような構造は開口率が低下し、且つ、切開部近くに位置した液晶は、簡単にフリンジフィールドに対して垂直方向に配向することができるが、切開部から遠く離れた中央部に位置する液晶は、ランダムモーションが発生して応答速度が遅く、逆方向ドメインが形成されて、瞬間的残像が発生し得る。

１つの画素に複数のドメインを形成する他の手段としては、配向膜に光を照射して液晶の配向方向及び配向角度を制御する光配向方法がある。光配向方法は、電場生成電極に切開部を形成する必要がないので開口率を上昇させることができ、同時に、光配向時の先傾斜角によって液晶の応答時間も改善することができる。

一方、垂直配向モードの液晶表示装置は、前面視認性に比べて側面視認性が劣り、これを解決するために、１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らせる方法が提案された。
しかし、光配向方法を２つの副画素に分割した構造に適用する場合、光配向により決定される液晶の配向方向と、２つの副画素の間のギャップ（ｇａｐ）で起こるフリンジフィールドによる液晶の配向方向が異なる部分が存在し、その部分でテクスチャーが発生する。このようなテクスチャーは、透過率を低下させ、しみ状に見える等、表示特性が低下するという問題がある。

そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、１つの画素を２つの副画素に分割する構造に光配向方法を適用する際、テクスチャー発生を減らして表示特性を改善することのできる液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明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基板と、前記第１基板の上に形成されているゲート線と、前記ゲート線と交差するデータ線と、前記第１基板上に形成され、ギャップ（ｇａｐ）を有して離隔され、互いに異なる電圧が印加される第１副画素電極及び第２副画素電極を含む画素電極と、前記第２基板上に形成される共通電極と、前記第１基板上に形成され、前記第１副画素電極と第２副画素電極との間のギャップと重畳する部分を含む遮蔽部材からなる維持電極と、前記維持電極の上に順次形成された遮断層、カラーフィルタ層、及び蓋層と、前記画素電極は、前記蓋層の上に形成され、前記画素電極と前記共通電極のうちの少なくとも１つの上に形成される配向膜と、前記第１基板と第２基板との間に介在する液晶層とを有し、
前記液晶層は、前記第１副画素電極と前記共通電極との間に位置する部分（以下、第１液晶層という）と、前記第２副画素電極と前記共通電極との間に位置する部分（以下、第２液晶層という）とを含み、
前記第１液晶層及び前記第２液晶層は、矩形の画素ごとに、各々、前記矩形の長軸及び短軸の各々に沿って２等分されて配向方向が異なる４つのドメイン（以下各々を、左上、右上、左下、右下ドメインという）を形成し、前記ドメインは各々、左上、左下、右上、右下方向に配向され、
前記カラーフィルタ層は、前記第一液晶層の左上ドメインの上辺と右下ドメインの下辺、及び前記第２液晶層の右上ドメインのうち前記第１液晶層に近接する下辺と左下ドメインのうち前記第１液晶層に近接する上辺に接して各々開口部を有し、
前記遮蔽部材からなる維持電極は、前記ギャップと重畳する第１部分と、前記第１部分から拡張されて前記開口部を覆うように、前記第１副画素電極又は前記第２副画素電極と重畳する第２部分とを含み、
前記複数のドメインは、前記配向膜にそれぞれ異なる方向から光を照射して形成され、
前記第１副画素電極は、前記データ線の方向に延長される左辺及び右辺と、前記ゲート線の方向に延長される上辺及び下辺とを有し、前記上辺の左側部が上方に１段だけ階段形状に突出し、前記下辺の右側部が下方に１段だけ階段形状に突出し、前記第２副画素電極は前記第１副画素電極を取り囲み、前記第１副画素電極の外周と所定幅のギャップを挟んでかみ合う形状からなり、
前記上辺の左側部が階段形状に突出した部分及び前記下辺の右側部が階段形状に突出した部分は前記開口部と重畳し、
前記遮蔽部材からなる維持電極は、前記第１副画素電極と前記第２副画素電極の階段形状の部分とその間の前記ギャップを全て覆う帯状の四角枠形状であり、前記第１副画素電極との間に、及び前記第２副画素電極との間に、各々、第１及び第２保持容量を形成する、ことを特徴とする。

前記遮蔽部材は、前記帯状の四角枠形状の一部が除去された部分を有することが好ましい。

前記第１副画素電極に接続される第１薄膜トランジスタと、前記第２副画素電極に接続される第２薄膜トランジスタと、をさらに有し、前記第１薄膜トランジスタ及び前記第２薄膜トランジスタは前記ゲート線と接続されており、前記遮蔽部材は、前記ゲート線又は前記データ線と同一層に形成されることが好ましい。
前記配向膜は、前記第１基板上に形成される第１配向膜と、前記第２基板上に形成される第２配向膜とを含み、前記第１配向膜は、第１方向から光が照射されて形成される第１部分と、前記第１方向と反対の第２方向から光が照射されて形成される第２部分とを含み、前記第２配向膜は、前記第１方向と直交する第３方向から光が照射されて形成される第３部分と、前記第３方向と反対の第４方向から光が照射される第４部分とを含むことが好ましい。

本発明に係る液晶表示装置によれば、光配向によって決定される液晶の配向方向と、２つの副画素間のギャップで発生するフリンジフィールドによる液晶の配向方向とが異なる部分で発生するテクスチャーを効果的に隠して透過率を向上することができ、また、テクスチャーがしみに見えることを防止し、表示特性を改善することができるという効果がある。

次に、本発明に係る液晶表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図面は、各種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ている。明細書全体を通じて類似した部分については同一の参照符号を付けている。層、膜、領域、板等の部分が、他の部分の「上に」あるとするとき、これは他の部分の「すぐ上に」ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「すぐ上に」あるとするとき、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

本発明の第１の実施例による液晶表示装置を図１〜図５を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例による液晶表示装置における１つの画素に対する等価回路図である。図２は本発明の第１の実施例による液晶表示装置の配置図である。図３及び図４は、図２に示す液晶表示装置の画素電極及びゲート導電体の部分を示した配置図である。図５は図２に示す液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

まず、図１を参照すれば、各画素（ＰＸ）は、１対の副画素（ＰＸａ、ＰＸｂ）を含み、各副画素（ＰＸａ、ＰＸｂ）は、各々ゲート線１２１及び該当データ線（１７１ａ、１７１ｂ）に接続されるスイッチング素子（Ｑａ、Ｑｂ）と、これに接続される液晶キャパシタ（Ｃｌｃａ、Ｃｌｃｂ）、並びにスイッチング素子（Ｑａ、Ｑｂ）及び維持電極線１３１に接続されるストレージキャパシタ（Ｃｓｔａ、Ｃｓｔｂ）を含む。

各スイッチング素子（Ｑａ、Ｑｂ）は、制御端子、入力端子及び出力端子を含む三端子素子であって、制御端子はゲート線１２１に接続されており、入力端子は、該当データ線（１７１ａ、１７１ｂ）に接続されており、出力端子は、液晶キャパシタ（Ｃｌｃａ、Ｃｌｃｂ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔａ、Ｃｓｔｂ）に接続されている。
液晶キャパシタ（Ｃｌｃａ、Ｃｌｃｂ）の補助的な役割をするストレージキャパシタ（Ｃｓｔａ、Ｃｓｔｂ）は、維持電極線１３１と画素電極（図示せず）とが絶縁体を介在して重なって形成され、維持電極線１３１には共通電圧（Ｖｃｏｍ）等、定められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔａ、Ｃｓｔｂ）は、画素電極が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線と重なって形成されてもよい。

図２〜図５を参照すると、本実施例による液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００及びその間に介在されている液晶層３を含む。

まず、薄膜トランジスタ表示板１００について説明する。
絶縁基板１１０の上にゲート線１２１及び維持電極線１３１を含むゲート導電体が形成されている。ゲート線１２１は主に横方向に延びており、ゲート信号を伝達する。ゲート線１２１は上に拡張された第１及び第２ゲート電極（１２４ａ、１２４ｂ）と、広い幅の端部１２９を含む。
維持電極線１３１は主に横方向に延びており、共通電圧等を伝達する。各維持電極線１３１は、２つのゲート線の間に位置し、維持電極１３３を含む。

図２及び図４を参照すると、維持電極１３３は、前記上部及び下部は前記左部及び右部を有する帯状の四角枠形状である。維持電極１３３の上部は、下方に拡張された拡張部１３４ａと、上方に拡張された拡張部１３４ｂを含み、拡張部（１３４ａ、１３４ｂ）は連結されている。維持電極１３３の下部もまた、下方に拡張された拡張部１３５ｂと、上方に拡張された拡張部１３５ａを含むが、この場合、拡張部（１３５ａ、１３５ｂ）は連結されていない。帯状の維持電極１３３の一部は除去され、除去された部分は拡張部（１３５ａ、１３５ｂ）の間に位置する。維持電極１３３の上部及び下部は、左部及び右部より幅が広い。

ゲート線１２１及び維持電極線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の上には線状半導体（図示せず）が形成されている。線状半導体は主に縦方向に延びており、第１及び第２ゲート電極（１２４ａ、１２４ｂ）に向かって延びる第１及び第２突出部（１５４ａ、１５４ｂ）を含む。

線状半導体の上には線状オーミックコンタクト部材（図示せず）、第１島状オーミックコンタクト部材１６５ａ、及び第２島状オーミックコンタクト部材（図示せず）が形成されている。線状オーミックコンタクト部材は、第１突出部１６３ａ及び第２突出部（図示せず）を有し、第１突出部１６３ａと第１島状オーミックコンタクト部材１６５ａとが対をなして線状半導体の第１突出部１５４ａの上で対向し、第２突出部と第２島状オーミックコンタクト部材とが対をなして線状半導体の突出部１５４ｂの上で対向している。

線状オーミックコンタクト部材及びゲート絶縁膜１４０の上には第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）と第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）が形成されている。
第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）は主に縦方向に延びており、ゲート線１２１及び維持電極線１３１と交差し、データ電圧を伝達する。第１データ線１７１ａは、第１ゲート電極１２４ａに向かって延びた第１ソース電極１７３ａと広い幅の端部１７９ａを含む。第２データ線１７１ｂは、第２ゲート電極１２４ｂに向かって延びた第２ソース電極１７３ｂと広い幅の端部１７９ｂを含む。第１データ線１７１ａと第２データ線１７１ｂには、互いに異なる電圧が供給されてもよい。

第１ドレイン電極１７５ａは、第１ゲート電極１２４ａを中心に第１ソース電極１７３ａと対向し、第２ドレイン電極１７５ｂは第２ゲート電極１２４ｂを中心に第２ソース電極１７３ｂと対向する。第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）の端部は、第１及び第２ソース電極（１７３ａ、１７３ｂ）の折れ曲がった部分で一部囲まれている。
線状半導体は、第１ソース電極１７３ａと第１ドレイン電極１７５ａとの間のチャンネル領域及び第２ソース電極１７３ｂと第２ドレイン電極１７５ｂとの間のチャンネル領域を除いて、第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）及び第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）と実質的に同一の平面形状を有する。

線状オーミックコンタクト部材は、線状半導体と第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）の間に介在されており、第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）と実質的に同一の平面形状を有する。第１及び第２島状オーミックコンタクト部材は、線状半導体と第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）の間に介在されており、第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）と実質的に同一の平面形状を有する。
第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）と第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）の上には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等の無機絶縁物質で形成される遮断層１６０が形成されており、遮断層１６０の上にはカラーフィルタ２３０が形成されている。

カラーフィルタ２３０は、画素列に沿って第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）と平行な方向に延びている赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、及び青カラーフィルタを含んでもよい。または、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、及び青カラーフィルタが各画素別に交互に配列されてもよい。カラーフィルタ２３０は、複数の開口部（２３４ａ、２３４ｂ、２３５ａ、２３５ｂ）を有する。開口部（２３４ａ、２３４ｂ、２３５ａ、２３５ｂ）は、維持電極１３３の拡張部（１３４ａ、１３４ｂ、１３５ａ、１３５ｂ）と重なっている。

カラーフィルタ２３０の上には蓋層１８０が形成されている。蓋層１８０は窒化シリコンまたは酸化シリコン等の無機絶縁物質で形成されてもよく、カラーフィルタ２３０が浮くのを防止し、後続工程でカラーフィルタ２３０にエッチング液等の化学液が流入するのを防止することができる。

蓋層１８０、カラーフィルタ２３０及び遮断層１６０には、第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）を露出させるコンタクトホール（１８５ａ、１８５ｂ）が形成されており、蓋層１８０及び遮断層１６０には、第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）の端部（１７９ａ、１７９ｂ）をそれぞれ露出させるコンタクトホール（１８２ａ、１８２ｂ）が形成されており、蓋層１８０、遮断層１６０及びゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を露出させるコンタクトホール１８１が形成されている。蓋層１８０の上には画素電極１９１及び複数のコンタクト補助部材（８１、８２）が形成されている。

画素電極１９１は、ギャップ（ｇａｐ）９１を介して分離されている１対の第１及び第２副画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）を含む。
図２及び図３に示すように、第１副画素電極１９１ａは四角形状であり、第２副画素電極１９１ｂはギャップ９１を介して第１副画素電極１９１ａを囲んでいる。

第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの間のギャップ９１は四角枠形の帯状であり、上記の帯状の四角枠形状の維持電極１３３は、ギャップ９１と重なって第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの間の光漏れを防ぐ遮蔽部材（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒｓ）の役割をする。また、維持電極１３３の拡張部（１３４ａ、１３４ｂ、１３５ａ、１３５ｂ）は、後に述べる光配向によって発生するテキスチャー（ｔｅｘｔｕｒｅ）を覆う遮蔽部材の役割をする。詳細については後述する。

また、維持電極１３３の拡張部（１３４ａ、１３５ａ、１３４ｂ、１３５ｂ）は、第１副画素電極１９１ａまたは第２副画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）と重なって、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を形成する。即ち、第１副画素電極１９１ａは、維持電極１３３の拡張部（１３４ａ、１３５ａ）と重なって、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔａ）を形成する。この際、第１副画素電極１９１ａと維持電極１３３の拡張部（１３４ａ、１３５ａ）が重なる部分には、カラーフィルタ２３０の開口部（２３４ａ、２３５ａ）が位置することによって、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔａ）の絶縁体の厚さを減らして保持容量を増加させることができる。

第２副画素電極１９１ｂは、維持電極１３３の拡張部（１３４ｂ、１３５ｂ）と重なって、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔｂ）を形成する。この際、第２副画素電極１９１ｂと維持電極１３３の拡張部（１３４ｂ、１３５ｂ）が重なる部分には、カラーフィルタ２３０の開口部（２３４ｂ、２３５ｂ）が位置することによってストレージキャパシタ（Ｃｓｔｂ）の絶縁体の厚さを減らして、保持容量を増加させることができる。

第１ゲート電極１２４ａ、線状半導体の第１突出部１５４ａ、第１ソース電極１７３ａ及び第１ドレイン電極１７５ａは、第１薄膜トランジスタ（Ｑａ）を形成し、第１薄膜トランジスタ（Ｑａ）はコンタクトホール１８５ａを介して第１副画素電極１９１ａに接続されている。第２ゲート電極１２４ｂ、線状半導体の第２突出部１５４ｂ、第２ソース電極１７３ｂ及び第２ドレイン電極１７５ｂは、第２薄膜トランジスタ（Ｑｂ）を形成し、第２薄膜トランジスタ（Ｑｂ）はコンタクトホール１８５ｂを介して、第２副画素電極１９１ｂに接続されている。

このように、１つの画素電極１９１をなす第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂは、各々第１薄膜トランジスタ（Ｑａ）と第２薄膜トランジスタ（Ｑｂ）に接続されており、第１及び第２副画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）は、第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）を介して別のデータ電圧が印加される。
またこれとは異なり、第１及び第２副画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）は１つのデータ線を介して、互いに異なる時間に別々のデータ電圧が印加されることもでき、第１副画素電極１９１ａのみ薄膜トランジスタに接続され、第２副画素電極１９１ｂが第１副画素電極１９１ａと容量結合される場合は、第１副画素電極１９１ａのみデータ電圧が印加され、第２副画素電極１９１ｂは第１副画素電極１９１ａの電圧変化に応じて変化する電圧を有することができる。

この場合、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂの面積比はほぼ１：１以上であり、第２副画素電極１９１ｂが第１副画素電極１９１ａより大きい。第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂの面積比は、第１副画素電極１９１ａの高さ（縦幅）を調節することによって調節することができる。この際、相対的に面積の小さな第１副画素電極１９１ａの電圧が、相対的に面積の大きな第２副画素電極１９１ｂの電圧より高い。

このように、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの電圧差がある場合、第１副画素電極１９１ａと共通電極２７０との間に形成される第１液晶キャパシタ（Ｃｌｃａ）と第２副画素電極１９１ｂと共通電極２７０の間に形成される第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｂ）に作用する電圧が異なるので、第１副画素と第２副画素の液晶分子の傾斜した角度が異なり、このため、２つの副画素の輝度が変化する。よって、第１液晶キャパシタ（Ｃｌｃａ）の電圧と第２液晶キャパシタ（Ｃｌｃｂ）の電圧を適切に調整すれば、側面から見る画像を正面から見る画像に最大に近づけることができる。即ち、側面ガンマ曲線を正面ガンマ曲線に最大に近づけることが可能で、その結果、側面視認性を向上することができる。

コンタクト補助部材（８１、８２）はコンタクトホール（１８１、１８２）を介してゲート線１２１の端部１２９とデータ線１７１の端部１７９にそれぞれ接続されている。コンタクト補助部材（８１、８２）は、ゲート線１２１の端部１２９またはデータ線１７１の端部１７９と駆動集積回路のような外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。

次に、共通電極表示板２００を説明する。
絶縁基板２１０の上（図５上で下に、以下同様）に複数の遮光部材２２０が形成され、遮光部材２２０の上には平坦化膜２５０が形成され、平坦化膜２５０の上には共通電極２７０が形成されている。
薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００の対向面には各々配向膜（１１、２１）が形成されている。配向膜（１１、２１）は垂直配向膜であり、配向膜の表面は領域によって異なる方向に傾斜した末端部を有する。

薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００との間には液晶層３が介在されている。液晶層３は負の誘電率異方性を有する複数の液晶分子３１０を含む。
図２及び図３を参照すると、液晶層３のうち第１副画素電極１９１ａと共通電極２７０との間に介在されている液晶層を第１液晶層といい、第２副画素電極１９１ｂと共通電極２７０との間に介在されている液晶層を第２液晶層という場合、第１液晶層及び第２液晶層の液晶分子３１０は、矢印のように各々４つの異なる方向に配向される。

即ち、各副画素には液晶の配向方向が互いに異なる４つのドメイン（ｄｏｍａｉｎ）、つまり、左上、左下、右上及び右下方向に配向される４つのドメインがそれぞれ含まれる。ここで矢印の尻尾は配向前の液晶分子３１０の長軸方向、つまり、基板に垂直な方向を指し、矢印の頭は液晶分子３１０の配向方向を指す。しかし、液晶分子３１０の配向方向は、必要に応じて３つ以下若しくは５つ以上にすることもできる。

このような複数のドメインは、配向膜に光を照射する光配向方法により形成される。光配向方法は、光配向性基を有する高分子膜等からなる垂直配向膜に光を斜めに照射して、配向膜表面にある光反応性鎖が光照射された方向によって横になるように設定する方法で、互いに異なる複数の方向に光を照射する場合、複数のドメインを形成することができる。

光配向方法について図１４〜図１７を参照して説明する。
図１４は、光配向時に使用する２つのマスクを示す概略図である。図１５は図１４のマスクを用いて光を照射する方法を説明するための概略図である。図１６及び図１７は、このような光配向方法によって形成された液晶分子の配向方法を示す概略図である。

図１４を参照すれば、光配向時に使用するマスクは、基板の長辺と平行な方向に並んで複数の開口部１０ａが形成されている第１マスク１０と、基板の長辺と直交する方向に並んで複数の開口部２０ａが形成されている第２マスク２０が用いられる。
図１４の（ａ）及び図１５の（ａ）を参照すると、配向膜１１が塗布されている薄膜トランジスタ表示板１００の上に第１マスク１０を配置し、紫外線（ＵＶ）等の光を斜めの角度で照射することによって１次露光を行う。次に、１次露光の方向と反対方向に紫外線（ＵＶ）等の光を斜めに照射して２次露光を行う。

ここで、光照射は、マスク１０の開口部１０ａの長軸と平行な方向、即ち、図１４の（ａ）の上下方向（矢印方向）に沿って移動しながら行う。光照射が開口部１０ａの長軸と平行な方向に沿って行われないと、光回折のため、実際に露光される領域が減少し、また、基板とマスクとの間の距離及び露光角度に対する工程マージンが小さくなる。

配向膜表面に斜めに光照射する方法は、基板を傾けたり光照射装置を傾けることによって可能である。例えば、画素領域の左半部は下から上への傾斜方向を有して行われ、画素領域の右半部は上から下への傾斜方向を有して行われる。これにより、図１６の（ａ）及び図１７の（ａ）のように傾斜方向が反対の２つの領域を形成することができる。

同様に、図１４の（ｂ）及び図１５の（ｂ）を参照すると、配向膜２１が塗布されている共通電極表示板２００の上に第２マスク２０を配置し、紫外線（ＵＶ）等の光を斜めに照射して３次露光を行う。次に、３次露光の方向と反対方向に紫外線（ＵＶ）等の光を斜めに照射することによって４次露光を行う。

この場合、光照射は、マスク２０の開口部２０ａの長軸と平行な方向、即ち、図１４の（ｂ）の左右方向（矢印方向）に沿って移動しながら行う。例えば、画素領域の上半部は左側から右側への傾斜方向を有して行われ、画素領域の下半部は右側から左への傾斜方向を有して行われることにより、図１６の（ｂ）のように傾斜方向が反対の２つの領域を形成することができる。又は例えば、画素領域の上半部は右側から左への傾斜方向をして行われ、画素領域の下半部は左側から右側への傾斜方向を有して行われることにより、図１７の（ｂ）のように傾斜方向が反対の２つの領域を形成することができる。

このように、配向膜表面に対して斜めの角度で光を照射することにより、配向膜表面を一定の方向にラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）処理したような効果を有する。即ち、配向膜の表面は光照射方向によって配向方向が変化するので、１つの画素を複数の領域に分けて、上記のように露光を行うことによって、１つの画素に液晶分子の先傾斜方向が互いに異なる複数のドメインを形成することができる。

図１６及び図１７を参照すると、左半部と右半部において反対方向に光照射された薄膜トランジスタ表示板（ａ）と、上半部と下半部において反対方向に光照射された共通電極表示板（ｂ）を合着する場合、図１６の（ｃ）及び図１７の（ｃ）のように左上、左下、右上及び右下方向に配向される４つのドメインを形成することができる。
本実施例では、上記のような光配向方法を使用して、各副画素別に配向方向が異なる４つのドメインを形成することができる。

一方、本実施例のように、１つの画素に２つの副画素を含む構造では、光配向によって決定される液晶の配向方向以外に、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの間のギャップ９１の周辺で第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂのエッジ（ｅｄｇｅ）と、共通電極２７０との間に発生するフリンジフィールドによって液晶の配向方向が決定される。しかし、光配向によって決定される液晶の配向方向と、２つの副画素の間のギャップ周辺でのフリンジフィールドによる液晶の配向方向とが異なるため、２つの副画素電極の間のギャップ周辺では、液晶の配向方向のばらつきによって発生するテクスチャーが発生する。

本発明者は、このようなテクスチャーが発生する位置が、ギャップを中心に液晶分子が横になる方向、即ち、図３の矢印の頭が位置する方向で発生することが分かった。図３を参照すれば、本実施例でテクスチャーが発生する位置は、第１副画素電極１９１ａの左上部分及び右下部分、第２副画素電極１９１ｂの右上部分及び左下部分である。

そこで、本実施例では、図２のように、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとのギャップと、そのギャップの周辺のうち、第１副画素電極１９１ａの左上部分及び右下部分、第２副画素電極１９１ｂの右上部分及び左下部分に遮蔽部材の役割をする維持電極１３３で覆うことによってテクスチャーを隠すことができる。その結果、透過率を向上させ、テクスチャーが外部からムラとして視認されるのを防止して表示特性を改善することができる。

本実施例では、遮蔽部材の役割をする維持電極がゲート線と同一層に形成されている例を示したが、これに限定されるのではなく、データ線と同一層に形成されてもよい。また、遮蔽部材の役割のみを有する場合は、ゲート線やデータ線と同一層に形成されずに共通電極表示板２００の遮光部材２２０と同一層に形成されてもよい。また、必要に応じて、遮光部材２２０が薄膜トランジスタ表示板１００に形成されてもよく、この場合、遮蔽部材もまた、遮光部材と同一層に形成されてもよい。

本発明の第２の実施例について図６〜図９を参照して説明する。
上記の第１の実施例と重なる説明は省略し、同一図面符号は同じ構成要素を示す。

図６は本発明の第２の実施例による液晶表示装置の配置図である。図７及び図８は、図６の液晶表示装置における画素電極及びゲート導電体を示す配置図である。図９は、図７及び図８を重ねた配置図である。
本実施例は、上述の第１の実施例と同様に、薄膜トランジスタ表示板１００及び共通電極表示板２００とその間に介在されている液晶層３を含む。
薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００の積層構造は、上述の第１の実施例と同様であり、本実施例においては、上記第１の実施例と比較して画素電極１９１と維持電極１３３の形状が異なる。

図６及び図７を参照すると、本実施例による画素電極１９１は、ギャップ９１を介して分離されている１対の第１及び第２副画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）を含む。
第１副画素電極１９１ａにおいて、上部辺と下部辺は階段形状を有する。詳細には、第１副画素電極１９１ａの左上部分は上方に拡張されており、右下部分は下方に拡張されている。第２副画素電極１９１ｂは、第１副画素電極１９１ａを囲んでいる。

図６及び図８を参照すると、維持電極１３３は上部、下部、左部及び右部を有する帯状の四角枠形状である。維持電極１３３の上部、下部、左部及び右部は、各々一定の幅を有し、上述の第１の実施例のように上または下に拡張された部分を有しない。維持電極１３３の上部及び下部は、左部及び右部より幅が広く、下部の一部は除去されている。

図６及び図９を参照すると、維持電極１３３は、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの間のギャップ９１と重なって、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの間の光漏れを防ぐ遮蔽部材の役割をする。また、維持電極１３３の上部及び下部は、第１副画素電極１９１ａの階段形状の上部辺と下部辺を十分に覆うことによってこの部分で発生するテクスチャーを効果的に隠す遮蔽部材の役割をする。

上述の第１の実施例と同様に、第１副画素電極１９１ａと共通電極２７０との間に介在されている液晶層を第１液晶層といい、第２副画素電極１９１ｂと共通電極２７０との間に介在されている液晶層を第２液晶層というとき、第１液晶層及び第２液晶層の液晶分子は矢印のように、各々４つの異なる方向に配向されている。即ち、各副画素には液晶の配向方向がそれぞれ異なる４つのドメイン、即ち、左上、左下、右上及び右下方向に配向される４つのドメインが各々含まれる。このようなドメインは、上記の光配向方法により形成することができる。

上記のように、テクスチャーは、ギャップ９１を中心に液晶分子が横になる方向、即ち、図９で矢印の頭が位置する第１副画素電極１９１ａの左上部分及び右下部分、第２副画素電極１９１ｂの右上部分及び左下部分で発生する。
本実施例では、第１副画素電極１９１ａでテクスチャーが発生する部分、即ち、左上部分及び右下部分を拡張し、この拡張された部分を四角枠形の帯状の維持電極で覆うことによってテクスチャーを効果的に隠すことができる。

このような構造により、テクスチャーを適切に隠して透過率を向上し、表示特性を改善すると同時に、カラーフィルタ２３０の開口部（２３４ａ、２３４ｂ、２３５ａ、２３５ｂ）の面積比率を調整することが容易になり、視野角特性の非対称を防止することができる。また、上述の第１の実施例に比べて開口率が改善される。

以下、本発明の第３の実施例について図１０〜図１２を参照して説明する。
上述の実施例と重なる部分は省略し、同一図面符号は同一な構成要素を示す。
図１０は本発明の第３の実施例による液晶表示装置の配置図である。図１１は図１０の液晶表示装置における画素電極と遮蔽部材を示した概略図である。図１２は図１０の液晶表示装置のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って切断した断面図である。
本実施例も上述の実施例と同様に、薄膜トランジスタ表示板１００及び共通電極表示板２００とその間に介在されている液晶層３を含む。

薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００の積層構造は、上述の実施例とほぼ同様であるが、本実施例では、カラーフィルタ２３０が共通電極表示板２００に形成されている。また、本実施例では、上述の実施例のような維持電極線１３１は形成されず、共通電極表示板２００に第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂとの間のギャップ９１と重なる遮蔽部材２２１が形成されている。

まず、薄膜トランジスタ表示板１００について説明する。
絶縁基板１１０の上に第１及び第２ゲート電極（１２４ａ、１２４ｂ）と広い幅の端部１２９を含むゲート線１２１が形成されており、ゲート線１２１の上にゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０の上に第１及び第２突出部（１５４ａ、１５４ｂ）を含む線状半導体１５１ｂが形成されており、その上に線状オーミックコンタクト部材１６１ｂ、第１島状オーミックコンタクト部材１６５ａ及び第２島状オーミックコンタクト部材（図示せず）が形成されている。

線状オーミックコンタクト部材及びゲート絶縁膜１４０の上には第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）と複数対の第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）が形成されており、第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）と複数対の第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）の上には保護膜１８５が形成されている。

保護膜１８５には第１及び第２ドレイン電極（１７５ａ、１７５ｂ）と第１及び第２データ線（１７１ａ、１７１ｂ）の端部（１７９ａ、１７９ｂ）をそれぞれ露出させるコンタクトホール（１８５ａ、１８５ｂ、１８２ａ、１８２ｂ）が形成されており、保護膜１８５とゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部１２９を露出させるコンタクトホール１８１が形成されている。保護膜１８５の上には画素電極１９１及び複数のコンタクトホール（８１、８２）が形成されている。

画素電極１９１は、ギャップ９１を介在して分離されている１対の第１及び第２副画素電極（１９１ａ、１９１ｂ）を含む。第１副画素電極１９１ａは、上部辺と下部辺が階段形状を有する。具体的には、第１副画素電極１９１ａの左上部分は上方に拡張されており、右下部分は下方に拡張されている。第２副画素電極１９１ｂは第１副画素電極１９１ａを囲んでいる。

次に、共通電極表示板２００について説明する。
絶縁基板２１０の上に複数の遮光部材２２０と遮蔽部材２２１が形成されている。遮光部材２２０は、データ線１７１に対応する直線部と、薄膜トランジスタ部分に対応する拡張部を含む。遮蔽部材２２１は、上部、下部、左部及び右部を有する帯状の四角枠形状であり、第１副画素電極１９１ａと第２副画素電極１９１ｂのギャップと第１副画素電極１９１ａの階段形状の部分を十分に覆っている。

遮蔽部材２２１の左部は、広い幅の部分２２３と狭い幅の部分２２４を含み、右部もまた、広い幅の部分２２３と狭い幅の部分２２４を含む。
このとき図１１を参照すると、広い幅の部分２２３の幅（Ｗ_１）は、狭い幅の部分２２４の幅（Ｗ_２）より約４〜７μｍ広い。
このように幅の広い部分２２３は、第１画素電極１９１ａと第２画素電極１９１ｂとの間のギャップ９１周辺で縦方向に発生するテクスチャーを効果的に隠すことができる。

遮光部材２２０及び遮蔽部材２２１の上には、カラーフィルタ（２３０Ｒ、２３０Ｇ）が形成されており、カラーフィルタ２３０の上には、蓋膜２５０及び共通電極２７０が形成されている。
薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００の対向面には、各々配向膜（１１、２１）が形成されており、配向膜（１１、２１）は上述の実施例と同様に、光配向方法により複数の傾斜方向に傾いた末端部を有する。
薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００との間には、液晶層３が介在されており、液晶層３は複数の方向に配向されている。

以下、本発明の第４の実施例について図１３を参照して説明する。
上述の実施例と重なる説明は省略し、同一図面符号は同一な構成要素を示す。
図１３は本発明の第４の実施例による液晶表示装置の配置図である。

本実施例は、第２の実施例とほぼ同様であるが、第１副画素電極１９１ａの上部辺の階段形状部分が第２副画素電極１９１ｂの縦中心線と一致する点が異なる。このように第１副画素電極１９１ａの上部辺の階段形状部分が第２副画素電極１９１ｂの縦中心線と一致することにより、非対称によって発生するテクスチャーを効果的に隠すことができる。

尚、本発明は、上述の実施例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。

本発明の第１の実施例による液晶表示装置における１つの画素に対する等価回路図である。 本発明の第１の実施例による液晶表示装置の配置図である。 図２の液晶表示装置における画素電極の部分を示した配置図である。 図２の液晶表示装置におけるゲート導電体の部分を示した配置図である。 図２に示す液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 本発明の第２の実施例による液晶表示装置の配置図である。 図６の液晶表示装置における画素電極の部分を示した配置図である。 図６の液晶表示装置におけるゲート導電体の部分を示した配置図である。 図７及び図８を重ねた配置図である。 本発明の第３の実施例による液晶表示装置の配置図である。 図１０に示す液晶表示装置における画素電極及び遮蔽部材を示した配置図である。 図１０に示す液晶表示装置のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の第４の実施例による液晶表示装置の配置図である。 光配向時に使用される２つのマスクの概略図である。 図１４に示すマスクを用いて光を照射する方法を説明するための概略図である。 本発明の光配向方法により形成された液晶分子の配向方法を示した概略図である。 本発明の光配向方法により形成された液晶分子の配向方法を示した概略図である。

符号の説明

１１、２１ 配向膜
８１、８２ コンタクト補助部材
９１ ギャップ
１００ 薄膜トランジスタ表示板
１１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２４ａ、１２４ｂ （第１及び第２）ゲート電極
１３１ 維持電極線
１３３ 維持電極
１３４ａ、１３４ｂ、１３５ａ、１３５ｂ 拡張部
１４０ ゲート絶縁膜
１５４ａ、１５４ｂ （第１及び第２）突出部
１６０ 遮断層
１６５ａ 第１島状オーミックコンタクト部材
１６３ａ 第１突出部
１７１ａ、１７１ｂ データ線
１７３ａ、１７３ｂ （第１及び第２）ソース電極
１７５ａ、１７５ｂ （第１及び第２）ドレイン電極
１８０ 蓋層
１８２ａ、１８２ｂ コンタクトホール
１８５ 保護膜
１９１ 画素電極
１９１ａ、１９１ｂ （第１及び第２）副画素電極
２００ 共通電極表示板
２２０ 遮光部材
２２１ 遮蔽部材
２３０、２３０Ｇ、２３０Ｒ カラーフィルタ
２３４ａ、２３４ｂ、２３５ａ、２３５ｂ 開口部
３１０ 液晶分子
Ｃｌｃａ、Ｃｌｃｂ 液晶キャパシタ
Ｃｓｔａ、Ｃｓｔｂ ストレージキャパシタ
ＰＸ 画素
ＰＸａ、ＰＸｂ 副画素

Claims (4)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板の上に形成されているゲート線と、
   前記ゲート線と交差するデータ線と、
   前記第１基板上に形成され、ギャップ（ｇａｐ）を有して離隔され、互いに異なる電圧が印加される第１副画素電極及び第２副画素電極を含む画素電極と、
   前記第２基板上に形成される共通電極と、
   前記第１基板上に形成され、前記第１副画素電極と第２副画素電極との間のギャップと重畳する部分を含む遮蔽部材からなる維持電極と、
   前記維持電極の上に順次形成された遮断層、カラーフィルタ層、及び蓋層と、
   前記画素電極は、前記蓋層の上に形成され、
   前記画素電極と前記共通電極のうちの少なくとも１つの上に形成される配向膜と、
   前記第１基板と第２基板との間に介在する液晶層とを有し、
   前記液晶層は、前記第１副画素電極と前記共通電極との間に位置する部分（以下、第１液晶層という）と、前記第２副画素電極と前記共通電極との間に位置する部分（以下、第２液晶層という）とを含み、
   前記第１液晶層及び前記第２液晶層は、矩形の画素ごとに、各々、前記矩形の長軸及び短軸の各々に沿って２等分されて配向方向が異なる４つのドメイン（以下各々を、左上、右上、左下、右下ドメインという）を形成し、前記ドメインは各々、左上、左下、右上、右下方向に配向され、
   前記カラーフィルタ層は、前記第一液晶層の左上ドメインの上辺と右下ドメインの下辺、及び前記第２液晶層の右上ドメインのうち前記第１液晶層に近接する下辺と左下ドメインのうち前記第１液晶層に近接する上辺に接して各々開口部を有し、
   前記遮蔽部材からなる維持電極は、前記ギャップと重畳する第１部分と、前記第１部分から拡張されて前記開口部を覆うように、前記第１副画素電極又は前記第２副画素電極と重畳する第２部分とを含み、
   前記複数のドメインは、前記配向膜にそれぞれ異なる方向から光を照射して形成され、
   前記第１副画素電極は、前記データ線の方向に延長される左辺及び右辺と、前記ゲート線の方向に延長される上辺及び下辺とを有し、前記上辺の左側部が上方に１段だけ階段形状に突出し、前記下辺の右側部が下方に１段だけ階段形状に突出し、前記第２副画素電極は前記第１副画素電極を取り囲み、前記第１副画素電極の外周と所定幅のギャップを挟んでかみ合う形状からなり、
   前記上辺の左側部が階段形状に突出した部分及び前記下辺の右側部が階段形状に突出した部分は前記開口部と重畳し、
   前記遮蔽部材からなる維持電極は、前記第１副画素電極と前記第２副画素電極の階段形状の部分とその間の前記ギャップを全て覆う帯状の四角枠形状であり、前記第１副画素電極との間に、及び前記第２副画素電極との間に、各々、第１及び第２保持容量を形成する、ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記遮蔽部材は、前記帯状の四角枠形状の一部が除去された部分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。
3. 前記第１副画素電極に接続される第１薄膜トランジスタと、
   前記第２副画素電極に接続される第２薄膜トランジスタと、をさらに有し、
   前記第１薄膜トランジスタ及び前記第２薄膜トランジスタは前記ゲート線と接続されており、
   前記遮蔽部材は、前記ゲート線又は前記データ線と同一層に形成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。
4. 前記配向膜は、前記第１基板上に形成される第１配向膜と、前記第２基板上に形成される第２配向膜とを含み、
   前記第１配向膜は、第１方向から光が照射されて形成される第１部分と、前記第１方向と反対の第２方向から光が照射されて形成される第２部分とを含み、
   前記第２配向膜は、前記第１方向と直交する第３方向から光が照射されて形成される第３部分と、前記第３方向と反対の第４方向から光が照射されて形成される第４部分とを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
   

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