JP2005018079A - 薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定した多重ドメインを形成する薄膜トランジスタ表示板、大型化しても表示特性の確保ができる薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置は、ゲート電極を有するゲート線、以降の画素電極と重畳して保持容量を形成する維持電極、ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層、ゲート絶縁膜上部に形成され、２つ以上の屈折部とゲート線と交差する部分を有するデータ線、ゲート電極を中心にしてソース電極と各々対向して半導体層と接するドレーン電極、半導体層を覆う保護膜、保護膜上に形成され、ドレーン電極と電気的に連結され、データ線と隣接した辺がデータ線に沿って屈折している画素電極を含む薄膜トランジスタ表示板、画素電極と対向して液晶容量を形成する共通電極が形成されている共通電極表示板を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、一般に、共通電極と色フィルターなどが形成されている上部基板と、薄膜トランジスタと画素電極などが形成されている下部基板との間に液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することによって電界を形成して液晶分子の配列を変更させ、これによって光の透過率を調節して画像を表現する装置である。

ところが、液晶表示装置は視野角が狭いのが重大な短所である。このような短所を克服するために視野角を広くするような種々の方法が開発されている。これらのうち、液晶分子を上下基板に対して垂直に配向して画素電極とその対向電極の共通電極に一定の切開パターンを形成したり、突起を形成する方法が有力視されている。

しかしながら、突起や切開パターンを形成する方法では、突起や切開パターン部分のために開口率が低下する。これを補うために画素電極を最大限に広く形成する超開口率構造を考案したが、このような超開口率構造は隣接した画素電極間の距離が極めて短いため、画素電極間に形成される側方電場（lateral field）が強く形成される。従って、画素電極の周縁に位置する液晶がこの側方電場の影響を受けて配向が乱れ、これによってテクスチャーや光漏れが生ずる。特に、データ線と共通電極との間のカップリングはその２つの間に位置する液晶分子を駆動し、データ線の周辺における光漏れを生じさせて画質を低下させるが、このような光漏れを遮断するためにブラックマトリクスを広く形成しなければならないため、開口率を低下させる原因となる。

一方、液晶表示装置が大型化するに伴い画素サイズも大きくなるが、画素のピッチ（pitch）が１００μmを超えない場合には、画素の配線構造に斜線を包含するような場合であっても画面駆動時に画素形状が視認されない。ところが、画素のピッチが１００μmを超える場合には配線の長さが長くなり、配線構造により定義される画素形状が視認される場合があり、このような場合には表示特性を低下させることになる。また、画素が斜線形状の場合には、特定の領域に伝達される駆動電圧が低くなり液晶の応答速度が低下するおそれがある。

本発明が目的とする技術的課題は、安定した多重ドメインを形成する薄膜トランジスタ表示板を提供することにある。

本発明の他の技術的課題は、大型化しても表示特性の確保ができる薄膜トランジスタ表示板を提供することにある。

このような課題を解決するために本発明では、画素を定義するデータ線が屈折した部分を含み、保持容量を形成するドレーン電極または維持電極と液晶分子を分割配向する画素分割手段が画素の屈折した形に沿って形成されている。この時、屈折した部分は少なくとも２つであり、画素分割手段、ドレーン電極、または維持電極も画素形状に沿って少なくとも２回屈折している。

さらに詳細には、本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板には、絶縁基板上に第１信号線が形成されており、第１信号線と絶縁されて交差する部分と２つ以上屈折した部分を有する第２信号線が形成されている。第１信号線と第２信号線が交差で定義される画素には画素電極が各々形成されており、それぞれの画素には第１信号線、第２信号線及び画素電極と連結されている薄膜トランジスタが形成されている。この時、第２信号線の屈折した部分とのびた部分は画素の長さを単位として繰返し現れる。

第２信号線の屈折した部分は、第１信号線に対して実質的に４５度または-４５度をなすのが好ましく、第１信号線と平行な第３信号線をさらに含み、画素電極と連結される導電体または薄膜トランジスタの端子が第３信号線と重畳して保持容量を形成するのが好ましい。

薄膜トランジスタにおいて第２信号線と連結される端子は、第２信号線ののびた部分に連結されているのが好ましく、画素電極は切開部によってデータ線を中心にして分れている副画素電極からなることができる。

本発明の他の実施例による薄膜トランジスタ表示板において、絶縁基板上にゲート電極を有するゲート線が形成されており、ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜上部には半導体層が形成されている。ゲート絶縁膜の上部には２つ以上の屈折された部分と前記ゲート線と交差する部分を有し、半導体層と接するソース電極を有するデータ線、及びゲート電極を中心にしてソース電極と各々対向して半導体層と接するドレーン電極が各々形成されており、半導体層を覆う保護膜が形成されている。また、絶縁基板上部にはドレーン電極と連結され、データ線と隣接した辺がデータ線に沿って屈折されている画素電極が形成されている。

データ線の屈折した部分はゲート線と４５度をなす第１部分と前記ゲート線と-４５度をなす第２部分を含むのが好ましく、薄膜トランジスタ表示板はゲート線と平行に形成されている維持電極線、及び維持電極線に連結され、ドレーン電極または画素電極と連結されている導電体と重畳して維持電極線より幅の広い維持電極を有する維持電極配線をさらに含むことができる。

画素電極は保護膜上部に形成されるのが好ましく、保護膜は無機絶縁物質または有機絶縁物質からなることができ、保護膜下部に形成されている色フィルターをさらに含む。色フィルターはデータ線で区分されている画素列に沿って赤色、緑色、及び青色の色フィルターが各々長く形成されており、赤色、緑色、及び青色が繰返し現れる。

半導体層は、データ線の下に形成され、データ線と実質的に同一の平面パターンを有するデータ線部とソース電極及びドレーン電極の下及びその周辺に形成されているチャンネル部を含むのが好ましい。

本発明の実施例による液晶表示装置において、第１絶縁基板、第１絶縁基板上に形成されている第１信号線、第１絶縁基板上に形成され、第１信号線と絶縁されて交差し、２つ以上の屈折部を有する第２信号線、第１信号線と第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されている画素電極、第１信号線、第２信号線及び画素電極と連結されている薄膜トランジスタ、第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板、第２絶縁基板上に形成されている共通電極、第１絶縁基板と第２絶縁基板のうち少なくとも一側に形成されているドメイン分割手段、第１絶縁基板と第２絶縁基板との間に注入されている液晶層を含む。この時、画素はドメイン分割手段によって複数のドメインに分割され、ドメインの長辺２つは隣接した第２信号線の屈折部と実質的に平行である。

液晶層に含まれている液晶はマイナスの誘電率異方性を有しており、液晶はその長軸が第１基板及び第２基板に対し垂直に配向されているのが好ましく、ドメイン分割手段は画素電極または共通電極が有する切開部であることができる。

本発明によれば、画素を２度屈折した形態に作製し、画素のピッチが増加しても、画素形状をジグザグ状に分散させることにより、画像表示時に画素の形状が視認されないために表示特性を向上させることができる。また、これによって画素内に伝達される駆動電圧を十分に確保できるので液晶の応答速度低下現象を防止することができる。

添付した図面を参考にして、本発明の実施例について本発明の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、本発明は種々な形態に変形して実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。

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図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする時、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”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

以下、図面を参照して、本発明の実施例による薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置について説明する。

図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。図２は本発明の第１実施例による液晶表示装置の共通電極表示板の配置図である。図３は本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図である。図４は図３におけるIV-IV'線による断面図である。図５は図３におけるV-V'線及びV'-V"線による断面図である。

本発明の第１実施例による液晶表示装置は、図４のように薄膜トランジスタ表示板１００と、これと対向している共通電極表示板２００及びこれら２つの表示板１００、２００の間に形成されそれに含まれている液晶分子３１０の長軸がこれら表示板１００、２００に対してほぼ垂直に配向されている液晶層３００とからなっている。２つの表示板１００、２００が対向する面には液晶分子を表示板１００、２００に対して垂直に配向するための配向膜１１、２１が各々形成されている。この時、配向膜１１、２１は液晶分子を垂直に配向させる性質を有するものが好ましいが、そうでないものを用いることも可能である。

まず、図１、図４、及び図５を参照して、薄膜トランジスタ表示板についてさらに詳細に説明する。

絶縁基板１１０上に、横方向にゲート線１２１が形成されており、ゲート線１２１は突起状に形成されたゲート電極１２３を含む。ゲート線１２１の一端部１２５は外部回路との連結のために幅が拡張されている。

また、絶縁基板１１０上には維持電極線１３１及び維持電極１３３が形成されている。維持電極線１３１は画素の中央を横切って横方向に延設されており、維持電極線１３１に連結された維持電極１３３は屈折した画素形状に沿って形成された境界線を有し、保持容量を十分に確保するために維持電極線１３１より広い幅を有しているが、維持電極線１３１に対し４５度及び-４５度屈折した形態で、かつ分枝の形をとることもできる。

ゲート線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３は、物理化学的特性の優れたCrまたはMoまたはこれらの合金などからなる第１導電層２０１と、比抵抗が低いAlまたはAgまたはこれらの合金などからなる第２導電層２０２の２重層で形成されている。これらゲート線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３は、必要によって、単一層で形成したりもしくは３重層以上で形成することもできる。

ゲート線１２１、１２３、１２５及び維持電極配線１３１、１３３の上には、酸化ケイ素または窒化ケイ素などの絶縁物質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上には、非晶質シリコンなどの半導体からなる線状の半導体層１５１が形成されている。線状の半導体層１５１のうちの一部は、薄膜トランジスタのチャンネルを形成するチャンネル部１５４である。

線状の半導体層１５１、１５４上には、シリサイドまたは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で作られた線状の抵抗性接触部材１６１及び島状の抵抗性接触部材１６３が形成されている。線状の抵抗性接触部材１６１はデータ線の下に位置し、ソース電極１７３の下に位置するソース部接触部材１６３を含んでおり、島状の接触部材１６５はドレーン電極１７５の下に位置する。

抵抗性接触部材１６１、１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上にはデータ線１７１及びドレーン電極１７５が形成されている。データ線１７１は長く延設されてゲート線１２１と交差して画素を定義している。また、データ線１７１は分枝の形態を有し抵抗性接触部材１６３の上部まで延設されたソース電極１７３を含む。また、ドレーン電極１７５は、ソース電極１７３と分離されてゲート電極１２３に対しソース電極１７３の反対側の抵抗性接触部材１６５上部に位置して設けらる。データ線１７１の一端部１７９は外部回路と連結のために幅が拡張されている。データ線１７１と同一の層には、維持電極１３３と重畳して保持容量を形成する維持蓄電器用導電体１７７が形成されている。

ここで、データ線１７１は画素の長さを周期として繰返し屈折する部分と縦に延設された部分が現れるように形成されている。この時、データ線１７１は３度屈折しており、屈折した部分は４個の直線部からなっている。この４個の直線部のうち２つはゲート線１２１に対して４５度をなし、その他の部分はゲート線１２１に対して-４５度をなす。データ線１７１の縦に延設された部分にはソース電極１７３が連結されており、この部分がゲート線１２１と交差する。

本発明の他の実施例では、維持電極線１３１をゲート線１２１に隣接して配置し、ゲート線１２１と共にデータ線１７１の縦に延設された部分に交差する構成とすることができる。

この時、データ線１７１の屈折した部分と縦に延設された部分との長さの比は１：１〜９：１の間（すなわち、データ線１７１のうち屈折した部分の比率は５０％から９０％の間）であるのが好ましい。

従って、ゲート線１２１とデータ線１７１が交差してなす画素は、３度屈折した帯状に形成される。

ここで、維持蓄電器用導電体１７７を別途形成せず、ドレーン電極１７５の下部にゲート絶縁膜１４０のみを介在させ、維持電極１３３を配置して重畳させることによって保持容量を有する維持蓄電器を構成することができる。

データ線１７１及びドレーン電極１７５上には有機絶縁膜からなる保護膜１８０が形成されている。ここで保護膜１８０は感光性有機物質を露光及び現像して形成する。必要によっては、保護膜１８０を感光性のない有機物質で塗布し、写真エッチング工程で形成することもできるが、感光性有機物質で保護膜１８０を形成することに比べて形成工程が複雑となる。一方、保護膜１８０は露出された半導体層１５４を覆い、窒化ケイ素などの無機絶縁物質からなる絶縁膜をさらに含む構成とすることができる。

保護膜１８０には、ドレーン電極を露出する接触孔１８１とデータ線の幅が拡張されている端部１７９を露出する接触孔１８３が形成されている。また、ゲート線の幅が拡張されている端部１７９を露出する接触孔１８２は、保護膜１８０と共にゲート絶縁膜１４０を貫通して形成されている。

この時、接触孔１８１、１８２、１８３の側壁は、基板面に対し３０度から８５度の間の緩慢な傾斜を有したり、階段状プロファイルを有する。

さらに、接触孔１８１、１８２、１８３は角度のある模様や円形模様など種々な形態に形成されることができ、形状寸法は２mm×６０μmを超えず、０．５mm×１５μm以上であるのが好ましい。

保護膜１８０上には、接触孔１８１を通じてドレーン電極１７５と連結され、画素形状に沿って屈折した帯状で画素電極１９０が形成されている。この時、画素電極１９０は周縁部がデータ線に重畳する程度の広い幅で形成されており最大限の開口率を確保している。この時、画素電極１９０は切開部１９１を通じて２つの副画素電極１９０ａ、１９０ｂに分離されている。

また、保護膜１８０上には、接触孔１８２、１８３を通じてゲート線の端部１２５とデータ線の端部１７９と各々連結されている接触補助部材９５、９７が形成されている。ここで、画素電極１９０及び接触補助部材９５、９７は、ＩＴＯ（indium tin oxide）またはＩＺＯ（indium zinc oxide）からなっている。

以下、図２、図４、及び図５を参照して、共通電極表示板について説明する。

ガラスなどの透明な絶縁物質からなる上部基板２１０の下面に光漏れを防止するためのブラックマトリックス２２０と、画素に順に配列されている赤、緑、青の色フィルター２３０とが形成されており、色フィルター２３０上には有機物質からなるオーバーコート膜２５０が形成されている。オーバーコート膜２５０上には、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなっており、切開部２７１、２７２を有する共通電極２７０が形成されている。この時、切開部２７１、２７２は画素の屈折した形状に沿って折り曲がった形となっており、画素電極１９０の切開部１９１の両側に整列され配置されている。

この時、切開部２７１、２７２はドメイン規制手段として作用し、その幅は９μmから１２μm間であることが好ましい。もしドメイン規制手段として切開部２７１、２７２の代わりに有機物突起を設ける場合には、幅を５μmから１０μm間とするのが好ましい。

ここでブラックマトリックス２２０は、データ線１７１の屈折した部分に対応する線状部分と、データ線１７１の縦にのびた部分、及び薄膜トランジスタ部分に対応する三角形部分を含む。

色フィルター２３０は、ブラックマトリックス２２０で区画される画素列に沿って縦に長く形成されており、画素形状に沿って周期的に屈折している。

共通電極２７０の切開部２７１、２７２もまた屈折しており、２つの屈折した副画素を左右に両分する形態となっている。また、切開部２７１、２７２の両端はさらにもう１度屈折しており、その一端はゲート線１２１と平行であり、もう一端はデータ線１７１の縦にのびた部分と平行である。

以上のような構造の薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００を結合し、その間に液晶層３００を形成すれば、本発明の第１実施例による液晶表示装置の基本パネルが形成される。

液晶層３００に含まれている液晶分子３１０は、画素電極１９０と共通電極２７０との間に電界が印加されない状態でその方向子が下部基板１１０と上部基板２１０に対し垂直をなすように配向されており、かつマイナスの誘電率異方性を有する。下部基板１１０と上部基板２１０は、画素電極１９０が色フィルター２３０と対応して正確に重なるように整列される。このようにすれば、画素は切開部１９１、２７１、２７２によって複数のドメインに分割される。この時、画素は切開部１９１、２７１、２７２によって左右に両分されるが、画素の屈折した部分を中心にして上下の液晶の配向方向が異なり、８種類のドメインに分割される。ここで、ドメインの２つの長辺間の距離、つまり、ドメインの幅は１０μmから３０μm間であることが好ましい。

さらに、１つの画素に含まれる前記ドメインの数は、画素サイズが１００μm×３００μm未満であれば４個であり、１００μm×３００μm以上であれば４個あるいは８個であるのが好ましい。

液晶表示装置は、このような基本パネルの両側に偏光板１２、２２、バックライト、補償板などの要素を配置して構成されている。この時偏光板１２、２２は、基本パネルの両側に各々１つずつ配置され、その透過軸はゲート線１２１に対し１つは平行であり、もう１つは垂直をなすように配置される。

以上のような構造で液晶表示装置を形成すれば、液晶に電界が印加された際に各ドメイン内の液晶がドメインの長辺に対し垂直な方向に傾くようになる。ところが、この方向はデータ線１７１に対して垂直な方向であるため、データ線１７１を介在して隣接する２つの画素電極１９０間で形成される側方電界により液晶が傾く方向と一致するものであり、側方電界が各ドメインの液晶配向を手伝うようになる。

液晶表示装置は、データ線１７１の両側に位置する画素電極に反対極性の電圧を印加する点反転駆動、列反転駆動、２点反転駆動などの反転駆動方法を一般に使用するため、側方電界がほとんど常に発生し、その方向はドメインの液晶配向を助ける方向となる。

そして、偏光板の透過軸をゲート線１２１に対し垂直方向または平行方向に配置するので、偏光板を安価に製造できるとともに、全てのドメインにおいて液晶の配向方向が偏光板の透過軸と４５度をなすようになり最高の輝度が得られる。

また、本発明の実施例による液晶表示装置では、ゲート線と共に画素を定義するデータ線を３度屈折し、画素を３度屈折した形態に作製して画素のピッチが１００μmを超えても配線の長さと画素のピッチがほぼ類似し、画素サイズを大きくしても画素形状がジグザグ状に分散されているため、配線の構造で定義される画素の形状が視認されず、表示特性を向上させることができる。また、画素サイズに比べて配線の長さが急激に増加しないために画素内に伝達される駆動電圧を十分に確保することができるため、液晶の応答速度が低下する現象は生じない。

ただし、データ線１７１が屈折されたことで配線の長さが増加するが、データ線１７１の屈折した部分が５０％を占める場合には配線の長さは約２０％増加する。データ線１７１の長さが増加する場合には、配線の抵抗と負荷が増加し、信号歪曲が増加する問題点が生じる。しかし、超高開口率構造においては、データ線１７１の幅を十分に広く形成することができ、膜厚の厚い有機物保護膜１８０を使用するので配線の負荷も十分に小さく、データ線１７１の長さの増加に伴う信号歪曲の問題は無視することができる。

一方、薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００各々は、液晶分子３１０を配向するための配向膜１１、２１を含んでいる。この時、配向膜１１、１２は液晶分子３１０を垂直に配向するための特性を有しているが、そうでない構成とすることもできる。

このような構造の液晶表示装置において薄膜トランジスタ表示板を製造する方法について概略的に説明する。

まず、下部絶縁基板１１０上部にCrまたはMo合金などからなる第１金属層２０１と低抵抗のAlまたはAg合金などからなる第２金属層２０２をスパッタリングなどの方法で連続積層し、マスクを用いた写真エッチング工程で乾式または湿式エッチングしてゲート線１２１、１２３、１２５と維持電極配線１３１、１３３を形成する。

次に、ゲート絶縁膜１４０、水素化非晶質シリコン層、及びリン（P）などのn型不純物が高濃度にドーピングされている非晶質シリコン層を化学気相蒸着法を利用して各々１５００Å〜５０００Å、５００Å〜２０００Å、３００Å〜６００Å厚さで連続蒸着し、マスクを用いた写真エッチング工程でドーピングされた非晶質シリコン層と非晶質シリコン層を順にパターニングして、チャンネル部が連結されている抵抗性接触層及び非晶質シリコン層１５１、１５４を形成する。

次に、CrまたはMo合金などからなる第１金属層７０１と、低抵抗のAlまたはAg合金などからなる第２金属層７０２などの導電体層をスパッタリングなどの方法で１５００Å〜３０００Å厚さで蒸着した後に、マスクを用いた写真エッチング工程でパターニングしてデータ線１７１、１７３、１７９、ドレーン電極１７５、及び維持蓄電器用導電体１７７を形成する。

次に、ソース電極１７３及びドレーン電極１７５によって覆われない抵抗性接触層をエッチングして、ソース電極１７３とドレーン電極１７５との間の半導体層１５４を露出して両側に分離された抵抗性接触部材１６３、１６５を完成する。

次に、感光性有機絶縁物質を塗布して保護膜１８０を形成し、スリット部分を有する光マスクを通じて露光し現像して接触孔１８１、１８２、１８３を形成する。

この時、光マスクのスリット部分は、接触孔１８１、１８２、１８３の接触孔側壁の傾斜を緩慢なものにしたり、階段状のプロファイルにするための部分であって、接触孔の側壁になる部分に対応するように配置する。

このように、スリット部分を有する光マスクを通じて保護膜１８０を露光すれば、保護膜１８０の接触孔１８１、１８２、１８３となる部分は全て感光し、接触孔の側壁となる部分は部分的に感光する。感光したとは、光によってポリマーが分解されたことを意味する。

次に、保護膜１８０を現像すれば、階段状の側壁を有する接触孔１８１、１８２、１８３を形成することができる。

次に、図４及び図５に示したように、接触孔１８１、１８２、１８３を通じて露出されている配線の第２金属層２０２、７０２をエッチングして除去し、ＩＴＯまたはＩＺＯを４００Å〜５００Å厚さで蒸着し写真エッチングして画素電極１９０及び接触補助部材９５、９７を形成する。

このような方法は、それぞれの層を異なるマスクを用いた写真エッチング工程でパターニングする製造方法であるが、互いに異なる層を１つのマスクで本発明による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を製造することもできる。これについて、図６及び図７を参照して詳細に説明する。

図６は本発明の第２実施例による薄膜トランジスタ表示板の配置図である。図７は図６の薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置の図６におけるVII-VII'線による断面図である。

第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板は、データ線と半導体層を１つのマスクを用いた写真エッチング工程でパターニングしたものであり、第１実施例の薄膜トランジスタ表示板に比べて次のような特徴を有する。ここで、共通電極表示板２００の構造はほぼ同じで図７でのみ示しており、図６では共通電極２７０の切開部２７１、２７２のみを示した。

データ線１７１、１７３、１７９及びドレーン電極１７５下にこれと実質的に同一のパターンで接触部材１６１、１６３、１６５が形成されており、ソース電極１７３とドレーン電極１７５との間のチャンネル部が連結されていることを除いて非晶質シリコン層１５１、１５４、１５９もデータ線１７１及びドレーン電極１７５と実質的に同一のパターンを有する。

そして、画素電極１９０を構成する副画素電極１９０ａ、１９０は、データ線１７１を中心にして両側に配置されており、維持電極配線１３１、１３３はゲート線１２１と隣接して配置されて画素の周縁に配置されている。この時、第１実施例とは異なり、維持蓄電器用導電体を備えておらず、ドレーン電極１７５が画素形状に沿って拡張されて維持電極１３３と重なって維持蓄電器を構成する。

一方、本発明の他の実施例では、２つの副画素電極１９０ａ、１９０ｂは、データ線１７１を中心にして両側に配置されている薄膜トランジスタを通じて連結することもできる。

このような構造的特徴を有する薄膜トランジスタ表示板の製造方法について概略的に説明する。

前記のような本発明の第２実施例による薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、データ線１７１及びドレーン電極１７５と半導体層１５１、１５４、１５９は、１つの感光膜パターンを利用した写真エッチング工程でパターニングする。この時、感光膜パターンは互いに厚さが異なる第１部分と第２部分を含むが、第２部分は薄膜トランジスタのチャンネル領域に位置し、第１部分はデータ線及びドレーン電極領域に位置し、第２部分の厚さは第１部分より薄くなっている。ここで、第１部分及び第２部分は半導体層１５１、１５４、１５９をパターニングするためのエッチングマスクとして使用され、第１部分はデータ線及びドレーン電極をパターニングするためのエッチングマスクとして使用される。このように、位置に応じて感光膜パターンの厚さを異ならせるには種々な方法があり、例えば、光マスクに透明領域（transparent area）及び遮光領域（light blocking area）のほか、半透明領域（translucent area）を設ける方法がある。半透明領域にはスリット（slit）パターン、格子パターン（lattice pattern）、または透過率が中間であったり、厚さが中間である薄膜が設けられる。スリットパターンを使用する際には、スリットの幅やスリット間の間隔が写真工程で使われる露光器の分解能（resolution）より小さいのが好ましい。他の例としては、リフローが可能な感光膜を用いる方法がある。すなわち、透明領域及び遮光領域のみを有する通常のマスクにてリフロー可能な感光膜パターンを形成した後リフローさせて、感光膜が残留しない領域に流すことによって薄い部分を形成するものである。

前記第１実施例及び第２実施例では、画素電極及び共通電極が切開部である画素分割手段だけを有しているが、液晶表示装置が大型化するに従って画素分割手段を２つ以上とすることも可能であり、その他様々な形態に変形することもできる。

一方、第１実施例及び第２実施例では、赤、緑、青の色フィルターが共通電極表示板に配置されているが、薄膜トランジスタ表示板上部に配置することもできる。これについて、図面を参照して具体的に説明する。

図８は本発明の第３実施例による薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置の構造を示した配置図である。図９は図８の薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置のIX-IX'線による断面図である。

図８及び図９のように、本発明の第３実施例による薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置構造のほとんどは図３及び図５と同一である。

第１実施例及び第２実施例とは異なり、保護膜１８０の下部にはドレーン電極１７５を露出する接触孔１８１を有する赤、緑、青の色フィルター（R、G、B）が縦方向に形成されており、画素形状に沿って屈折された形態となっている。ここで、赤、緑、青のカラーフィルター（R、G、B）の境界は、データ線１７１上部で一致するように示されているが、データ線１７１上部で互いに重なり画素領域の間から漏れる光を遮断する機能を有する構成とすることができ、ゲート線及びデータ線それぞれの端部１２５、１７９が配置されているパッド部には形成しないものとする。

このような本発明の第３実施例による薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置においても、第１実施例及び第２実施例による効果と同じ効果を有する。

以上で本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解することができる。特に、画素電極と共通電極に形成する開口部の配置は様々な変形を考慮することができ、また切開部を形成する代わりに突起を設けて配向膜の傾斜面に沿って液晶分子を分割配向する等の変形も可能である。

本発明の第１実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 本発明の第１実施例による液晶表示装置の共通電極表示板の配置図である。 本発明の第１実施例による液晶表示装置の配置図である。 図４は図３におけるIV-IV'線による断面図である。 図４におけるV-V´線及びV'-V"線による断面図である。 本発明の第２実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図６の薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置の図６におけるVII-VII'線による断面図である。 本発明の第３実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。 図８の薄膜トランジスタ表示板のXI-XI'線による断面図である。

符号の説明

１００ 薄膜トランジスタ表示板
１１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２３ ゲート電極
１３１、１３３ 維持電極配線
１４０ ゲート絶縁膜
１７１ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレーン電極
１８０ 保護膜
２００ 共通電極表示板
３００ 液晶層

Claims (16)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に形成されている第１信号線と、
   前記絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差する部分と２つ以上の屈折した部分を有する第２信号線と、
   前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されている画素電極と、
   前記第１信号線、前記第２信号線及び前記画素電極と連結されている薄膜トランジスタと、
   を含み、前記第２信号線は、屈折した部分と前記第１信号線に直交する方向に延設された部分とが前記画素の長さを単位として繰返し現れる、薄膜トランジスタ表示板。
2. 前記第２信号線の屈折した部分は前記第１信号線に対して実質的に４５度または-４５度をなす、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
3. 前記第１信号線と平行な第３信号線をさらに含み、前記画素電極と連結される導電体または前記薄膜トランジスタの端子が前記第３信号線の一部と重畳して保持容量を形成する、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
4. 前記薄膜トランジスタにおいて第２信号線と連結される端子は、前記第２信号線の第１信号線に直交する方向に延設された部分に連結されている、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
5. 前記画素電極は切開部を通じて前記データ線を中心に分れている副画素電極からなっている、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
6. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に形成されゲート電極を有するゲート線と、
   前記ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜と、
   前記ゲート絶縁膜上に形成されている半導体層と、
   ２つ以上の屈折した部分と前記ゲート線と交差する部分を有し、前記半導体層と接するソース電極を有するデータ線及び前記ゲート電極を中心にして前記ソース電極と各々対向して前記半導体層と接するドレーン電極と、
   前記半導体層を覆う保護膜と、
   前記ドレーン電極と連結され、前記データ線と隣接した辺が前記データ線に沿って屈折している画素電極とを含む、薄膜トランジスタ表示板。
7. 前記データ線の屈折した部分は前記ゲート線と４５度をなす第１部分と前記ゲート線と-４５度をなす第２部分を含む、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
8. 前記ゲート線と平行に形成されている維持電極線及び前記維持電極線に連結され、前記ドレーン電極または前記画素電極と連結されている導電体と重畳し、前記維持電極線より広い幅の維持電極を有する維持電極配線をさらに含む、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
9. 前記画素電極は前記保護膜上部に形成されている、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
10. 前記保護膜は無機絶縁物質または有機絶縁物質から形成されている、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
11. 前記保護膜下部に形成されている色フィルターをさらに含む、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
12. 前記色フィルターは前記データ線によって区分されている画素列に沿って赤色、緑色、及び青色の色フィルターが各々長く形成されており、赤色、緑色及び青色が繰り返し現れる、請求項１１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
13. 前記半導体層は前記データ線下に形成され、前記データ線と実質的に同一の平面パターンを有するデータ線部と、前記ソース電極及び前記ドレーン電極の下及びその周辺に形成されているチャンネル部を含む、請求項６に記載の薄膜トランジスタ表示板。
14. 第１絶縁基板と、
    前記第１絶縁基板上に形成されている第１信号線と、
    前記第１絶縁基板上に形成され、前記第１信号線と絶縁されて交差しており２つ以上の屈折部を有する第２信号線と、
    前記第１信号線と前記第２信号線が交差して定義する画素ごとに形成されている画素電極と、
    前記第１信号線、前記第２信号線、及び前記画素電極と連結されている薄膜トランジスタと、
    前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板と、
    前記第２絶縁基板上に形成されている共通電極と、
    前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板のうち少なくとも一側に形成されているドメイン分割手段と、
    前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に注入されている液晶層とを含み、
    前記画素は前記ドメイン分割手段によって複数のドメインに分割され、前記ドメインの長辺２つは隣接した前記第２信号線の屈折部と実質的に平行である液晶表示装置。
15. 前記液晶層に含まれている液晶はマイナスの誘電率異方性を有し、前記液晶はその長軸が前記第１基板及び第２基板に対し垂直に配向されている、請求項１４に記載の液晶表示装置。
16. 前記ドメイン分割手段は前記画素電極または共通電極が有する切開部である、請求項１４に記載の液晶表示装置。

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