JP5604095B2

JP5604095B2 - 液晶表示装置

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Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置の１つであって、画素電極と共通電極などの電界生成電極が形成されている２枚の基板と、その間に挿入されている液晶層とからなり、電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、これによっ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。

液晶表示装置は、また、各画素電極に接続されるスイッチング素子、及びスイッチング素子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多数の信号線を含む。

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（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙａｌｉｇｎｅｄｍｏｄｅ）の液晶表示装置が、コントラスト比が大きく、基準視野角が広くて、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。

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、１つの画素を２つの副画素に分割し、２つの副画素に印加される電圧が異なるように構成することによって、透過率を異にする方法が提示されている。

このような方法としては、２つの副画素に印加する電圧を同一にし、別途のスイッチング素子を利用して２つの副画素のうちの１つの副画素の電圧を降下させる方法がある。しかし、このような方法を用いる場合、液晶表示装置に多数の信号線と多数のコンタクトホールを設ける必要があり、開口率が低くなる。

本発明の目的は、開口率を確保し、かつ２つの副画素の電圧を異なるように調節することにある。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、行列状に配列されている複数の画素を含む液晶表示装置であって、第１副画素電極及び第２副画素電極をそれぞれ含む複数の画素電極と、前記第１副画素電極に接続される複数の第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複数の第２薄膜トランジスタと、前記第２副画素電極に接続される複数の第３薄膜トランジスタと、前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数の第１ゲート線と、前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数のデータ線と、前記第３薄膜トランジスタに接続される複数の第２ゲート線と、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と前記第１ゲート線との間に接続される減圧キャパシタとを含む。

前記減圧キャパシタは、第１絶縁膜を介在して前記第１ゲート線と電極部材とが重畳することで形成され、前記電極部材は前記データ線と同一の層で形成することができる。

前記電極部材は前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と接続できる。

前記減圧キャパシタは、前記電極部材の下に配置されている半導体層をさらに含み、前記電極部材は前記半導体層と実質的に同一の平面形状を有することができる。

前記第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタ、及び第３薄膜トランジスタと、前記第１副画素電極及び第２副画素電極との間に形成されている第２絶縁膜をさらに含み、前記第２絶縁膜は、前記第１薄膜トランジスタを前記第１画素電極に接続する第１コンタクトホールと、前記第２薄膜トランジスタを前記第２画素電極に接続する第２コンタクトホールとを有し、前記第１コンタクトホールは前記第１薄膜トランジスタのソース電極によって取り囲まれた領域内に存在し、前記第２コンタクトホールは前記第２薄膜トランジスタのソース電極によって取り囲まれた領域内に存在することがある。

前記減圧キャパシタは、絶縁膜を介在して前記第１ゲート線と電極部材とが重畳することで形成され、前記電極部材は前記画素電極と同一の層で形成することができる。

前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記データ線の下に形成されている半導体をさらに含み、前記半導体は、前記第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタ、及び第３薄膜トランジスタのチャネル部を除いて、前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記データ線と実質的に同一の平面形状を有することができる。

前記絶縁膜はコンタクトホールを有し、前記電極部材は前記コンタクトホールによって前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と接続できる。

前記第１副画素電極と前記第２副画素電極は前記複数の画素の画素列に沿って隣接するように構成できる。

本発明の他の一実施形態による液晶表示装置は、行列状に配列されている複数の画素を含む液晶表示装置であって、第１副画素電極及び第２副画素電極をそれぞれ含む複数の画素電極と、前記第１副画素電極に接続される複数の第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複数の第２薄膜トランジスタと、前記第２副画素電極に接続される複数の第３薄膜トランジスタと、前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数の第１ゲート線と、前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数のデータ線と、前記第３薄膜トランジスタに接続される複数の第２ゲート線と、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と第３ゲート線との間に接続される減圧キャパシタとを含む。

前記減圧キャパシタは、第１絶縁膜を介在して前記第３ゲート線と電極部材とが重畳することで形成され、前記電極部材は前記データ線と同一の層で形成することができる。

前記減圧キャパシタは、絶縁膜を介在して前記第３ゲート線と電極部材が重畳することで形成され、前記電極部材は前記画素電極と同一の層で形成することができる。

前記第２副画素電極は前記第１副画素電極を取り囲む形態とすることができる。

前記第１副画素電極の面積は前記第２副画素電極の面積より小さいこともある。

前記画素電極と対向する共通電極をさらに含み、前記第１副画素電極及び第２副画素電極のうちの少なくとも１つは第１切開部を有し、前記共通電極は第２切開部を有するように構成できる。

本発明によれば、２つの副画素の電圧を異なるように調節し、かつ開口率を確保することができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。本発明の一実施形態によ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概略的に示した図面である。本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。図４の液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。図６に示した液晶表示装置をＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。図８に示した液晶表示装置のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。図１０に示した液晶表示装置のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の一部画素に対する等価回路図である。本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。図１３に示した液晶表示装置のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。

図面を参照しながら、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で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面において、種々の層及び領域を明確に表す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つい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」にあるとするとき、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間にまた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」にあるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。

図１乃至図５を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態によ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概略的に示した図面であり、図３は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。

図１に示したように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｐａｎｅｌａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、ゲート駆動部４００、データ駆動部５００、階調電圧生成部８００、及び信号制御部６００を含む。

液晶表示板組立体３００は、等価回路から見れば、複数の信号線ＧＬａ、ＧＬｂ、ＤＬ（図３参照）と、これに接続されていて、ほぼ行列状に配列された複数の画素ＰＸとを含む。反面、図２に示した構造から見れば、液晶表示板組立体３００は、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びその間に入っている液晶層３を含む。

図３に示すように、信号線は、ゲート信号（「走査信号」ともいう）を伝達する複数のゲート線ＧＬａ、ＧＬｂ、及びデータ電圧Ｖｄを伝達する複数のデータ線ＤＬを含む。ゲート線ＧＬａ、ＧＬｂはほぼ行方向に延長され、互いにほぼ平行であり、データ線ＤＬはほぼ列方向に延長され、互いにほぼ平行である。

本実施形態による液晶表示板組立体は、複数の信号線と、これ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、各部画素は液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｌｃａ、Ｃｌｃｂを含む。２つの副画素は、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つの端子とし、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、１つの画素電極ＰＥをなす。共通電極ＣＥは、上部表示板２００の全面に形成されており、共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。液晶層３は負の誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子は電界のない状態でその長軸が２つの表示板の表面に対し垂直をなすように配向することができる。図２とは異なって、共通電極ＣＥが下部表示板１００に設けられる場合もあり、この時、２つの電極ＰＥ、２７０のうちの少なくとも１つを線状または棒状に形成することもできる。

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１つを固有に表示するように構成でき（空間分割）、各画素ＰＸが時間により交互に基本色を表示するように構成する（時間分割）こともでき、これら基本色の空間的、時間的な表示の合計により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、青色など三原色を挙げることができる。図２は空間分割の一例であって、各画素ＰＸが上部表示板２００の領域に基本色のうちの１つを示すカラーフィルタＣＦを備えることを示している。図２とは異なって、カラーフィルタＣＦは下部表示板１００の副画素電極ＰＥａ、ＰＥｂの上または下に形成することも可能である。

表示板１００、２００の外側面には偏光子（図示せず）が設けられているが、２つの偏光子の偏光軸を直交するように構成できる。反射型液晶表示装置の場合には、２つの偏光子１２、２２のうちの１つを省略することができる。直交偏光子の場合、電界のない液晶層３に入射した入射光を遮断する。

再び、図１を参照すると、階調電圧生成部８００は、画素ＰＸの透過率と関する全体階調電圧または限定された数の階調電圧（以下、「基準階調電圧」という）を生成する。基準階調電圧は、共通電圧Ｖｃｏｍに対して正の値を有するものと負の値を有するものとを含むことができる。

ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線ＧＬａ、ＧＬｂと接続し、ゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの組み合わせからなるゲート信号をゲート線ＧＬａ、ＧＬｂに印加する。

データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線ＤＬと接続されており、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択し、これをデータ電圧としてデータ線ＤＬに印加する。しかし、階調電圧生成部８００が階調電圧の全てを提供するものではなく、限定された数の基準階調電圧だけを提供するように構成でき、この場合には、データ駆動部５００は基準階調電圧を分圧して所望するデータ電圧を生成するように構成できる。

信号制御部６００はゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などを制御する。

このような駆動装置４００、５００、６００、８００のそれぞれは、少なくとも１つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００の上に直接装着するか、フレキシブル印刷回路膜（ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｆｉｌｍ）（図示せず）の上に装着してＴＣＰ（ｔａｐｅｃａｒｒｉｅｒｐａｃｋａｇｅ）の形態で液晶表示板組立体３００に付着するか、別途の印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ）（図示せず）の上に装着することができる。これとは異なって、これら駆動装置４００、５００、６００、８００を信号線ＧＬａ、ＧＬｂ、ＤＬ及び薄膜トランジスタスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃなどと共に液晶表示板組立体３００に集積することもできる。また、駆動装置４００、５００、６００、８００を単一チップに集積することができ、これらのうちの少なくとも１つまたはこれらをなす少なくとも１つの回路素子を単一チップの外部に配置するように構成できる。

次に、図４、図５、及び図３を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示板組立体について詳細に説明する。

図３に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに隣接する第１ゲート線ＧＬａ及び第２ゲート線ＧＬｂとデータ線ＤＬとを含む信号線、及びこれに接続された画素ＰＸを含む。

画素ＰＸは、第１スイッチング素子Ｑａ、第２スイッチング素子Ｑｂ、第３スイッチング素子Ｑｃ、第１液晶キャパシタＣｌｃａ、第２液晶キャパシタＣｌｃｂ、第１ストレージキャパシタＣｓｔａ、第２ストレージキャパシタＣｓｔｂ、及び減圧キャパシタＣｓｔｄを含む。

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

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に設け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、第１スイッチング素子Ｑａ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、出力端子は第１液晶キャパシタＣｌｃａ、及び第１ストレージキャパシタＣｓｔａと接続される。

第２スイッチング素子Ｑｂ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、出力端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｂ、及び第２ストレージキャパシタＣｓｔｂと接続される。

第３スイッチング素子Ｑｃも下部表示板１００に設け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、出力端子は減圧キャパシタＣｓｔｄと接続される。

減圧キャパシタＣｓｔｄは、第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子と第１ゲート線ＧＬａとに接続され、第１ゲート線Ｇｌａから拡張されている容量電極（図示せず）と、第３スイッチング素子Ｑｃの出力電極とが、絶縁体を介して重畳することによって形成される。

次に、図４及び図５を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示板組立体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よる液晶表示板組立体の配置図であり、図５は、図４の液晶表示板組立体のＶ−Ｖ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、互いに対向する下部表示板１００と上部表示板２００、及びこれら２つの表示板１００、２００の間に挿入されている液晶層３を含む。

まず、下部表示板１００について説明する。

絶縁基板１１０の上に、複数対の第１ゲート線１２１ａ及び第２ゲート線１２１ｂと、複数の維持電極線１３１と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、及び容量電極１２７を含み、第２ゲート線１２１ｂは第３ゲート電極１２４ｃを含む。

維持電極線１３１は、ゲート線１２１ａ、１２１ｂに対して垂直方向に延長された幹線を含む。また、維持電極線１３１は幹線から延長されてゲート線１２１ａ、１２１ｂと傾斜角をなす光遮断部材１３５を含む。

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が形成されており、その上には複数の第１オーミックコンタクト部材（図示せず）、第２オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂ、及び第３オーミックコンタクト部材１６３ｃ、１６５ｃが形成されている。

オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ｂ、１６５ｃ及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線１７１、複数の第１ドレイン電極１７５ａ、第２ドレイン電極１７５ｂ、第３ドレイン電極１７５ｃ、及び電極部材１７７を含むデータ導電体が形成されている。

データ線１７１は、複数の第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂと、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部（図示せず）とを含む。

第１〜第３ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃは、幅が広く形成された一端部と、棒状の他端部とを含む。第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂの棒状の端部は、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂによって一部が取り囲まれている。第２ドレイン電極１７５ｂは延長されて棒状の第３ソース電極１７３ｃをなす。第３ドレイン電極１７５ｃは第３ソース電極１７３ｃの一端部と対向し、第３ソース電極１７３ｃの他端部は拡張されて電極部材１７７を構成する。

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１５４ａと共に１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ソース電極１７３ａとドレイン電極１７５ａとの間の半導体１５４ａに形成される。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１つの第２薄膜トランジスタＱｂを形成し、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１つの第３薄膜トランジスタＱｃを形成する。

データ導電体１７１、１７３ｃ、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７７及び露出した半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ部分の上には保護膜１８０が形成されている。

保護膜１８０には、データ線１７１の端部、第１ドレイン電極１７５ａの広い端部、第２ドレイン電極１７５ｂの広い端部をそれぞれ露出する複数のコンタクトホール（図示せず）１８５ａ、１８５ｂが形成されており、保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部をそれぞれ露出する複数のコンタクトホール（図示せず）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、及び複数の接触補助部材（図示せず）が形成されている。

第１副画素電極１９１ａは、互いに対向する一対の縦辺（図示せず）、及び縦辺と隣接する２対の第１斜辺〜第４斜辺（図示せず）を含む。第２副画素電極１９１ｂも、互いに対向する一対の縦辺（図示せず）、及び縦辺と隣接する２対の第１斜辺〜第４斜辺（図示せず）を含む。各縦辺はデータ線１７１に平行であり、各斜辺は縦辺に対して４５°または１３５°の傾斜角をなす。斜辺は互いに隣接する２つずつが対をなして直角に交差する。

第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂは列方向（図の上下方向）に隣接し、第１副画素電極１９１ａの列方向の長さは第２副画素電極１９１ｂの列方向の長さより短く構成される。

第１副画素電極１９１ａは切開部９１を有し、第２副画素電極１９１ｂは切開部９２、９３、９４を有する。

第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂの切開部９１、９２、９３、９４は、ゲート線１２１ａ、１２１ｂに対して約４５°の角度をなす。画素電極１９１は、各切開部によって複数の領域（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）に分割される。この時、領域の数または切開部の数は、画素の大きさ、画素電極の横辺と縦辺との長さの比、液晶層３の種類や特性などの設計要素によって異なる。

第１副画素電極１９１ａは、コンタクトホール１８５ａによって第１ドレイン電極１７５ａと物理的、電気的に接続して、第１ドレイン電極１７５ａからデータ電圧が印加され、第２副画素電極１９１ｂは、コンタクトホール１８５ｂによって第２ドレイン電極１７５ｂと物理的、電気的に接続されて、第２ドレイン電極１７５ｂからデータ電圧が印加される。

データ電圧が印加された第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極、１９１ｂは、共通電圧（ｃｏｍｍｏｎｖｏｌｔａｇｅ）の印加を受ける共通電極表示板２００の共通電極（ｃｏｍｍｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２００と共に電界を生成することにより、２つの電極１９１、２７０の間の液晶層３の液晶分子３１の方向を決定する。このように決められた液晶分子３１の方向によって液晶層３を通過する光の偏向が変わる。画素電極１９１と共通電極２７０とは液晶キャパシタを形成し、薄膜トランジスタがターンオフした後も印加された電圧を維持する。

画素電極１９１は維持電極線１３１と重畳する。画素電極１９１が維持電極線１３１と重畳してストレージキャパシタを構成し、このストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。

容量電極１２７と第３ドレイン電極１７５ｃの電極部材１７７とは、ゲート絶縁膜１４０を介在して重畳しており、減圧キャパシタＣｓｔｄを構成する。

このように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、別途の追加的な容量電極線及び容量電極を介在せず、第１ゲート線１２１ａから拡張された容量電極１２７を利用して減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するので、減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するための容量電極線及び容量電極を別途に形成する場合よりも開口率を高めることができる。

接触補助部材は、それぞれコンタクトホール（図示せず）によってゲート線１２１の端部及びデータ線１７１の端部と接続される。接触補助部材は、ゲート線１２１の端部及びデータ線１７１の端部と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。

次に、上部表示板２００について説明する。

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）とも呼ばれ、光漏れを防止する。

基板２１０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２３０によって取り囲まれた領域内に大部分が存在し、画素電極１９１の列に沿って縦方向に長く延長された構成とすることができる。各カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色、及び青色の三原色など基本色のうちの１つを表示することができる。

カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上には蓋膜（ｏｖｅｒｃｏａｔ）２５０が形成されている。

蓋膜２５０の上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０には複数の切開部７１、７２、７３、７３、７４、７５の集合が形成されている。各切開部７１〜７５は、画素電極１９１の切開部９１〜９４と平行に延長された少なくとも１つの斜線部を含む。切開部７１〜７５の斜線部には、三角形状の切欠（ｎｏｔｃｈ）が形成されている。

表示板１００、２００の内側面には配向膜（ａｌｉｇｎｍｅｎｔｌａｙｅｒ）（図示せず）が塗布されている。配向膜は垂直配向膜とすることができる。

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３１は、電界のない状態でその長軸が２つの表示板１００、２００の表面に対し垂直となるように配向されている。

液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃｂが充電されると、表示板１００、２００の表面にほぼ垂直の電界が生成される。液晶分子は、電界に応答して、その長軸が電界の方向に対して垂直をなすように方向を変えようとする。

一方、電界生成電極１９１、２７０の画素電極の切開部９１〜９４及び共通電極の切開部７１〜７５と、これらと平行な画素電極１９１の斜辺は、電界に歪みを与えて液晶分子の傾斜方向を決定するための水平成分を生成する。電界の水平成分は、切開部９１〜９４、７１〜７５の斜辺と画素電極１９１の斜辺に対し垂直である。
１つの共通電極切開部集合７１〜７５及び画素電極切開部集合９１〜９４は、画素電極１９１を複数の副領域（ｓｕｂ−ａｒｅａ）に分割し、各副領域は画素電極１９１の主辺と傾斜角をなす２つの主辺（ｍａｊｏｒｅｄｇｅ）を有する。各副領域上の液晶分子は、大部分の主辺に垂直となる方向に傾き、傾く方向はほぼ４方向である。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。

一方、光遮断部材１３５は、第１副画素電極１９１ａの２つの斜辺（図示せず）及び第２副画素電極１９１ｂの２つの斜辺（図示せず）に沿って形成されている。光遮断部材１３５は、横部１３６ａ及び縦部１３６ｂからなる複数の階段１３６を含む。横部１３６ａはゲート線１２１ａ、１２１ｂに平行であり、縦部１３６ｂはデータ線１７１に平行である。偏光子１１、２１の偏光軸は画素電極１９１の斜辺と４５°または１３５°をなすので、斜辺周辺から光漏れが生じ得る。この時、偏光子の偏光軸と平行な横部１３６ａ及び縦部１３６ｂからなる階段部１３６を有する光遮断部材１３５を、第１副画素電極１９１ａの２つの斜辺及び第２副画素電極１９１ｂの２つの斜辺に配置すれば、各画素電極１９１が隣接する部分から光が漏れることを防止できる。

階段部１３６の横部１３６ａ及び縦部１３６ｂの長さは互いに同一であっても良い。階段部１３６ａの横部１３６ａ及び縦部１３６ｂの長さは、光漏れを適正に防止できるように８μｍ乃至１２μｍとすることができる。

次に、図４及び図５、そして前述した図１乃至図３を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の動作について説明する。

図１に示すように、信号制御部６００は、外部のグラフィック制御器（図示せず）から入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂは、各画素ＰＸの輝度（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）情報を含んでおり、輝度は定められた数、例えば、１０２４（＝２^１０）、２５６（＝２^８）または６４（＝２^６）個の階調（ｇｒａｙ）を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロック信号ＭＣＬＫ、及びデータイネーブル信号ＤＥなどがある。

信号制御部６００は、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと入力制御信号に基づいて、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２などを生成した後、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００に送出し、データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理した映像信号ＤＡＴをデータ駆動部５００に送出する。出力映像信号ＤＡＴはデジタル信号であって、定められた数の値（または階調）を有する。

信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２により、データ駆動部５００は一行の画素ＰＸに対するデジタル映像信号ＤＡＴを受信し、各デジタル映像信号ＤＡＴに対応する階調電圧を選択することにより、デジタル映像信号ＤＡＴをアナログデータ電圧に変換した後、これを当該データ線ＤＬに印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１により、ゲートオン電圧Ｖｏｎをゲート線ＧＬａ、ＧＬｂに印加して、このゲート線ＧＬａ、ＧＬｂに接続されたスイッチング素子Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃを導通させる。そうすると、データ線ＤＬに印加されたデータ電圧Ｖｄは、導通した第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂを通じて当該画素ＰＸに印加される。

以下、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に変わると、これに接続された第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂが導通する。そのために、データ線ＤＬに印加されたデータ電圧Ｖｄは、導通した第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂを通じて第１副画素電極ＰＥａ及び第２副画素電極ＰＥｂに印加される。この時、第１副画素電極ＰＥａ及び第２副画素電極ＰＥｂに印加されたデータ電圧Ｖｄは同一である。第１液晶キャパシタＣｌｃａ及び第２液晶キャパシタＣｌｃｂは、共通電圧とデータ電圧Ｖｄとの差と同一の値に充電される。

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に変わり、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に変わると、第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂは遮断され、第３スイッチング素子Ｑｃが導通する。そうすると、第２副画素電極ＰＥｂから第３スイッチング素子Ｑｃを通じて第３ドレイン電極１７５ｃに電荷が移動する。これによって第２液晶キャパシタＣｌｃｂの充電電圧は低くなり、減圧キャパシタＣｓｔｄが充電される。第２液晶キャパシタＣｓｔｂの充電電圧は、減圧キャパシタＣｓｔｄの静電容量の値だけ低くなるので、第２液晶キャパシタＣｓｔｂの充電電圧は第１液晶キャパシタＣｓｔａの充電電圧より低くなる。

この時、２つの液晶キャパシタＣｌｃａ、Ｃｌｃａの充電電圧は、互いに異なるガンマ曲線を示す、一画素電圧のガンマ曲線はこれらを合成した曲線となる。正面における合成ガンマ曲線は、最も適合するように定められた正面における基準ガンマ曲線と一致するようにし、側面における合成ガンマ曲線は正面における基準ガンマ曲線と最も近くなるようにする。このように、映像データを変換することによって側面視認性が向上する。

１水平周期（「１Ｈ」とも記し、水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及びデータイネーブル信号ＤＥの一周期と同一である）を単位としてこのような過程を繰り返すことにより、全ての画素ＰＸにデータ電圧Ｖｄを印加して１フレーム（ｆｒａｍｅ）の映像を表示する。

１フレームが終了すると、次のフレームが開始し、各画素ＰＸに印加されるデータ電圧Ｖｄの極性が直前フレームでの極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される。

このように、減圧キャパシタＣｓｔｄの静電容量によって第１液晶キャパシタＣｓｔａ及び第２液晶キャパシタＣｓｔｂの充電電圧を調節することができる。

次に、図６及び図７を参照して、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置について説明する。図６は、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図７は、図６に示した液晶表示装置のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

図６及び図７に示すように、本実施形態による液晶表示装置の層状構造は図６及び図７に示した液晶表示装置と類似している。

下部表示板１００について説明すると、絶縁基板１１０の上に複数対の第１ゲート線１２１ａ、第２ゲート線１２１ｂ、複数の維持電極線１３１、及び容量電極１２７を含む複数のゲート導電体が形成されており、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の上には半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５７が形成されており、その上には複数の第１オーミックコンタクト部材（図示せず）、第２オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂ、第３オーミックコンタクト部材１６３ｃ、１６５ｃ、及び第４オーミックコンタクト部材１６７が形成されている。

オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ｂ、１６５ｃ及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線１７１、複数の第１ドレイン電極１７５ａ、第２ドレイン電極１７５ｂ、第３ドレイン電極１７５ｃ、及び電極部材１７７を含むデータ導電体が形成されており、データ導電体１７１、１７３ｃ、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７７及び露出した半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ部分の上には保護膜１８０が形成されており、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及び複数の接触補助部材（図示せず）が形成されている。画素電極１９１は複数の切開部９１、９２、９３、９４を有する。

上部表示板２００について説明すると、絶縁基板２１０の上に遮光部材２２０が形成されており、基板２１０及び遮光部材一部の上にはカラーフィルタ２３０が形成されており、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上には蓋膜２５０が形成されており、蓋膜２５０の上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は複数の切開部７１、７２、７３、７４、７５、７６を有する。

しかし、図４及び図５に示した液晶表示装置とは異なって、半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５７は、データ線１７１、第１ドレイン電極〜第３ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、電極部材１７７、及びその下のオーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ｂ、１６５ｃ、１６７と実質的に同一の平面形状である。線状半導体は、ソース電極１７３ａ〜１７３ｃとドレイン電極１７５ａ〜１７５ｃとの間に位置して、データ線１７１及びドレイン電極１７５ａ〜１７５ｃによって覆われずに露出した部分がある。

このような下部表示板１００を本発明の一実施形態によって製造する方法においては、データ導電体１７１、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７７、半導体１５４ａ〜１５４ｃ、１５７、及びオーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ｂ、１６５ｃ、１６７を一回のフォト工程で形成する。

このようなフォト工程で用いる感光膜は、位置によって厚さが異なり、特に厚さが順に薄い第１部分と第２部分とを含む。第１部分はデータ導電体１７１、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７７が占める配線領域に位置し、第２部分は薄膜トランジスタのチャネル領域に位置する。

位置によって感光膜を異なる厚さにする方法は種々であるが、例えば、光マスクに透光領域（ｌｉｇｈｔｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｒｅａ）及び遮光領域（ｌｉｇｈｔｂｌｏｃｋｉｎｇａｒｅａ）以外に半透明領域（ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔａｒｅａ）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（ｌａｔｔｉｃｅｐａｔｔｅｒｎ）、或いは透過率が中間であるか、または厚さが中間である薄膜を形成する。スリットパターンを使用する時には、スリットの幅やスリットの間の間隔がフォト工程に使用する露光器の分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）より小さいことが好ましい。他の例としては、リフローが可能な感光膜を使用する方法がある。つまり、透光領域と遮光領域だけを有する通常の露光マスクにリフロー可能な感光膜を形成した後、リフローさせて感光膜が残留しない領域に流れるようにすることによって薄い部分を形成する。

これにより、一回のフォト工程を減らすことができるので、製造方法を簡略化することができる。

本実施形態による液晶表示装置、また、図４及び図５に示した液晶表示装置と同様に、容量電極１２７と第３ドレイン電極１７５ｃの電極部材１７７とがゲート絶縁膜１４０、半導体１５７、及びオーミックコンタクト部材１６７を介在して重畳して形成する減圧キャパシタＣｓｔｄを含む。したがって、別途の追加的な容量電極線及び容量電極を設けずに、第１ゲート線１２１ａから拡張された容量電極１２７を利用して減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するので、減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するための容量電極線及び容量電極を別途に形成する場合よりも開口率を高めると同時に、視認性を高めることができる。

本実施形態による液晶表示装置の減圧キャパシタＣｓｔｄを形成する容量電極１２７は、第１ゲート線１２１ａから拡張されて形成される。したがって、第１ゲート線１２１ａにゲートオン信号が印加されると、容量電極１２７にもゲートオン信号と同じ大きさの電圧が印加されるので、画素電極１９１に印加される電圧１９１の極性とは無関係に、常に同一の極性の電圧が印加される。したがって、本実施形態のように、容量電極１２７と電極部材１７７が、ゲート絶縁膜１４０だけでなく半導体１５７及びオーミックコンタクト部材１６７を介して互いに重畳することにより減圧キャパシタＣｓｔｄを形成した場合であっても、容量電極１２７の極性変化によって半導体１５７及びオーミックコンタクト部材１６７が活性化するか、または不活性化することで表れることが知られている減圧キャパシタＣｓｔｄの容量変化を防止できる。したがって、製造工程を簡単にしながらも、減圧キャパシタＣｓｔｄの容量を所望の値に一定に維持できる。

次に、図８及び図９を参照して、本発明による一実施形態による液晶表示装置について説明する。図８は、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図９は図８に示した液晶表示装置のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。

図８及び図９に示したように、本実施形態による液晶表示装置の層状構造は図６及び図７に示した実施形態による液晶表示装置と類似している。

図６及び図７に示した実施形態とは異なって、本実施形態による液晶表示装置の電極部材１９７は、第３ドレイン電極１７５ｃの拡張部で形成せず、画素電極１９１と同一の層で形成され、画素電極１９１と絶縁されている。電極部材１９７が配置されている領域には画素電極１９１の第２副画素電極１９１ｂが除去されており、画素電極１９１の第２副画素電極１９１ｂが有する切開部９２は、電極部材１９７が配置されている領域から拡張され、電極部材１９７を取り囲むように形成されている。したがって、第２副画素電極１９１ｂと電極部材１９７とは互いに離隔している。

このように、本実施形態による液晶表示装置の減圧キャパシタＣｓｔｄは、第１ゲート線１２１ａから拡張された容量電極１２７と、画素電極１９１と同一の層で形成された電極部材１９７とが、ゲート絶縁膜１４０及び保護膜１８０を介して重畳することで形成されている。このように、データ導電体１７１、１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃと、その下の半導体１５４ａ〜１５４ｃ及びオーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ｂ、１６５ｃを一回のフォト工程で形成しながらも、減圧キャパシタＣｓｔｄを形成する容量電極１２７と電極部材１９７との間に半導体層を含まないことにより、半導体層の活性化または非活性化による減圧キャパシタＣｓｔｄの容量変化を防止することができる。また、液晶表示装置を形成するためのフォト工程を減らすことができるので、製造方法が簡単である。

また、前述した実施形態と同様に、別途の追加的な容量電極線及び容量電極を設けずに、第１ゲート線１２１ａから拡張された容量電極１２７を利用して減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するので、減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するための容量電極線及び容量電極を別途に形成する場合よりも開口率を高めると同時に、視認性を高めることができる。

次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置について説明する。図１０は、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図１１は、図１０に示した液晶表示装置のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。

図１０及び図１１に示すように、本実施形態による液晶表示装置の層状構造は図６及び図７に示した実施形態による液晶表示装置とほぼ同様である。しかし、図６及び図７に示した液晶表示装置とは異なって、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂは、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂによって取り囲まれた領域内に存在し、それぞれ第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂの領域内に配置されている。また、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂをそれぞれ第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂに接続するための第１コンタクトホール１８５ａ及び第２コンタクトホール１８５ｂは、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂのすぐ上に形成されている。したがって、第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂのチャネルの長さを長く形成しながらも、第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂが占める領域の面積を減らすことにより、液晶表示装置の開口率をさらに高めることができる。

また、本実施形態による液晶表示装置も、図４及び図５に示した液晶表示装置と同様に、容量電極１２７と第３ドレイン電極１７５ｃの電極部材１７７とが、ゲート絶縁膜１４０、半導体１５７、及びオーミックコンタクト部材１６７を介して重畳することで形成される減圧キャパシタＣｓｔｄを含む。したがって、別途の追加的な容量電極線及び容量電極を設けずに、第１ゲート線１２１ａから拡張された容量電極１２７を利用して減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するので、減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するための容量電極線及び容量電極を別途に形成する場合よりも開口率を高めると同時に、視認性を高めることができる。また、液晶表示装置を形成するためのフォト工程を減らすことができるので、製造方法が簡単である。

以下、図１２乃至図１４を参照して、本発明の他の一実施形態について説明する。図１２は、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の一部画素に対する回路図であり、図１３は、本発明の他の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図１４は、図１３に示した液晶表示装置のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。

図１２に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は図３と同様に、互いに隣接する第１ゲート線ＧＬａ及び第２ゲート線ＧＬｂ、ＧＬｃとデータ線ＤＬとを含む信号線と、これに接続された第１画素ＰＸ１及び第２画素ＰＸ２を含む。第１画素ＰＸ１及び第２画素ＰＸ２は画素列方向に隣接して配置される。

各画素ＰＸは、第１スイッチング素子Ｑａ、第２スイッチング素子Ｑｂ、第３スイッチング素子Ｑｃ、第１液晶キャパシタＣｌｃａ、第２液晶キャパシタＣｌｃｂ、第１ストレージキャパシタＣｓｔａ、第２ストレージキャパシタＣｓｔｂ、及び減圧キャパシタＣｓｔｄを含む。

第１画素ＰＸ１の第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂは、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に設け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、第１スイッチング素子Ｑａの制御端子は第１ゲート線ＧＬａに接続され、入力端子はデータ線ＤＬに接続され、出力端子は第１液晶キャパシタＣｌｃａ及び第１ストレージキャパシタＣｓｔａに接続される。

第２スイッチング素子Ｑｂの制御端子は第１ゲート線ＧＬａに接続され、入力端子はデータ線ＤＬと接続され、出力端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｂ及び第２ストレージキャパシタＣｓｔｂに接続される。

第３スイッチング素子Ｑｃも、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に接続され、入力端子は第２液晶キャパシタＣｌｃｂに接続され、出力端子は減圧キャパシタＣｓｔｄに接続される。

しかし、図１２の液晶表示装置は、図３に示した液晶表示装置とは異なって、減圧キャパシタＣｓｔｄは、第３スイッチング素子Ｑｃの出力端子と第３ゲート線ＧＬｃとに接続され、第３ゲート線ＧＬｃから拡張された容量電極（図示せず）と第３スイッチング素子Ｑｃの出力電極とが絶縁体を介して重畳することで形成される。

また、第３ゲート線ＧＬｃは、画素ＰＸと列方向に隣接した他の画素の第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂの入力端子と接続される。

本実施形態による液晶表示装置の動作について説明すると、まず、第１ゲート線ＧＬａに印加される第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に変わると、これに接続された第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂが導通する。そのために、データ線ＤＬに印加されたデータ電圧Ｖｄは導通した第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂを通じて第１画素ＰＸ１の第１副画素電極ＰＥａ及び第２副画素電極ＰＥｂに印加される。この時、第１画素ＰＸ１の第１副画素電極ＰＥａ及び第２副画素電極ＰＥｂに印加されたデータ電圧Ｖｄは同一である。したがって、第１画素ＰＸ１の第１液晶キャパシタＣｌｃａ及び第２液晶キャパシタＣｌｃｂは、共通電圧とデータ電圧Ｖｄと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に変わり、同時に第３ゲート線ＧＬｃに印加される第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に変わると、第１画素ＰＸ１の第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂは遮断され、第２画素ＰＸ２の第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂは導通する。そうすると、データ線ＤＬに印加されたデータ電圧Ｖｄは、導通した第２画素ＰＸ２の第１スイッチング素子Ｑａ及び第２スイッチング素子Ｑｂを通じて第２画素ＰＸ２の第１副画素電極ＰＥａ及び第２副画素電極ＰＥｂに印加される。

その後、第３ゲート信号は、ゲートオン電圧Ｖｏｎからゲートオフ電圧Ｖｏｆｆに変わり、同時に第２ゲート線ＧＬｂに印加される第３ゲート信号がゲートオフ電圧Ｖｏｆｆからゲートオン電圧Ｖｏｎに変わると、第１画素ＰＸ１の第３スイッチング素子Ｑｃが導通する。そうすると、第１画素ＰＸ１の第２副画素電極ＰＥｂから電荷が第３スイッチング素子Ｑｃを通じて移動する。これにより、第１画素ＰＸ１の第２液晶キャパシタＣｌｃｂの充電電圧は低くなり、第１画素ＰＸ１の減圧キャパシタＣｓｔｄが充電される。第１画素ＰＸ１の第２液晶キャパシタＣｓｔｂの充電電圧は、第１画素ＰＸ１の減圧キャパシタＣｓｔｄの静電容量の値だけ低くなるので、第１画素ＰＸ１の第２液晶キャパシタＣｓｔｂの充電電圧は、第１画素ＰＸ１の第１液晶キャパシタＣｓｔａの充電電圧より低くなる。

次に、前述した第１画素ＰＸ１と同様に、第２画素ＰＸ２の減圧キャパシタＣｓｔｄが接続される第４ゲート線（図示せず）にゲートオン電圧が印加されると、第２画素ＰＸ２の第３スイッチング素子Ｑｃが導通して、第２画素ＰＸ２の第２副画素電極ＰＥｂから電荷が第３スイッチング素子Ｑｃを通じて移動する。これにより、第２画素ＰＸ２の第２液晶キャパシタＣｌｃｂの充電電圧は低くなり、第２画素ＰＸ２の減圧キャパシタＣｓｔｄが充電される。第１画素ＰＸ１の第２液晶キャパシタＣｓｔｂの充電電圧は、第２画素ＰＸ２の減圧キャパシタＣｓｔｄの静電容量の値だけ低くなるので、第２画素ＰＸ２の第２液晶キャパシタＣｓｔｂの充電電圧は、第２画素ＰＸ２の第１液晶キャパシタＣｓｔａの充電電圧より低くなる。上述した段階が繰り返されるようになる。

以下、図１２に示した実施形態による液晶表示装置の具体的な構造について説明する。

図１３及び図１４に示すように、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、及びこれら２つの表示板１００、２００の間に挿入されている液晶層３を含む。

まず、下部表示板１００について説明する。

絶縁基板１１０の上に複数の第１ゲート線１２１ａ、第２ゲート線１２１ｂ、複数の第３ゲート線１２１ｃ、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ている。第１ゲート線１２１ａは第１ゲート電極１２４ａ及び第２ゲート電極１２４ｂを含み、第２ゲート線１２１ｂは第３ゲート電極１２４ｃを含み、第３ゲート線１２１ｃは容量電極１２７を含む。

維持電極線１３１は維持電極１３７をなす複数の突出部を含む。

ゲート導電体１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、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半導体１５４ａ、第２半導体１５４ｂ、及び第３半導体１５４ｃが形成されており、その上には複数の第１オーミックコンタクト部材（図示せず）、第２オーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６５ｂ、及び第３オーミックコンタクト部材１６３ｃ、１６５ｃが形成されている。

データ線１７１は、複数の第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂと、他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部（図示せず）を含む。データ線１７１は、全体にわたって一直線上に設けず、１画素当り少なくとも２回屈曲している。具体的に、データ線１７１は、図１３に示すように、縦方向に延長された第１縦部１７１ａ、第１縦部１７１ａから右側に屈曲した後、横方向に延長された第１横部１７１ｃ、第１横部１７１ｃから下側に屈曲した後、縦方向に延長された第２縦部１７１ｂ、及び第２縦部１７１ｂから左に屈曲した後、横方向に延長された第２横部１７１ｄを含む。データ線１７１の第１縦部１７１ａと第２縦部１７１ｂそれぞれは、互いに平行であり、互いに離隔している仮想の直線上に設けられる。

第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂは、広い一端部と、棒状の他端部とを含む。第１ドレイン電極１７５ａ及び第２ドレイン電極１７５ｂの棒状の端部は、第１ソース電極１７３ａ及び第２ソース電極１７３ｂによって一部が取り囲まれている。第２ドレイン電極１７５ｂは延長されて棒状の第３ソース電極１７３ｃをなす。第３ドレイン電極１７５ｃは第３ソース電極１７３ｃの一端部と対向し、第３ソース電極１７３ｃの他端部は拡張されて電極部材１７７をなす。

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半導体１５４ａと共に１つの第１薄膜トランジスタＱａを形成し、薄膜トランジスタのチャネルはソース電極１７３ａとドレイン電極１７５ａとの間の半導体１５４ａに形成される。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半導体１５４ｂと共に１つの第２薄膜トランジスタＱｂを形成し、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半導体１５４ｃと共に１つの第３薄膜トランジスタＱｃを形成する。

本実施形態による半導体１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５７は、データ線１７１、第１ドレイン電極〜第３ドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、電極部材１７７、及びその下のオーミックコンタクト部材１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ｂ、１６５ｃ、１６７と実質的に同一の平面形状である。しかし、線状半導体は、ソース電極１７３ａ〜１７３ｃとドレイン電極１７５ａ〜１７５ｃとの間をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５ａ〜１７５ｃによって覆われずに露出した部分がある。

保護膜１８０には、データ線１７１の端部、第１ドレイン電極１７５ａの広い端部、第２ドレイン電極１７５ｂの広い端部をそれぞれ露出する複数のコンタクトホール（図示せず）１８５ａ、１８５ｂが形成されており、保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０にはゲート線１２１の端部をそれぞれ露出する複数のコンタクトホール（図示せず）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及び複数の接触補助部材（図示せず）が形成されている。

各画素電極１９１は、ゲート線１２１ａ、１２１ｂまたはデータ線１７１、１７２とほぼ平行な４つの主辺を有するほぼ四角形状である。画素電極１９１の斜辺のうちの一部は、ゲート線１２１ａ、１２１ｂに対して約４５°の角度をなすように面取りされた形状とすることもできる。

１つの画素電極１９１をなす一対の第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂは、間隙（ｇａｐ）９５を置いて互いに噛み合っており、第１副画素電極１９１ａは第２副画素電極１９１ｂの中央に挿入されている。つまり、第２副画素電極１９１ｂは第１副画素電極１９１ａを取り囲む形態であり、間隙９５により離隔しているので、互いに重畳しない。

第２副画素電極１９１ｂには、上部切開部９２ａ、９３ａ及び下部切開部９２ｂ、９３ｂが形成されており、第２副画素電極１９１ｂはこれら切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂによって複数の領域に分割される。切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂは維持電極線１３１に対してほぼ反転対称の形状をなす。

下部切開部及び上部切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂは、ほぼ画素電極１９１の右側辺から左側辺、上側辺、または下側辺にななめ方向に延長されている。下部切開部及び上部切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂは維持電極線１３１に対して下半部と上半部にそれぞれ位置している。下部切開部及び上部切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂはゲート線１２１に対して約４５°の角度をなし、互いに垂直に延長されている。

したがって、画素電極１９１の下半部は間隙９５及び下部切開部９２ｂ、９３ｂによって４つの領域に分割され、上半部も間隙９５及び上部切開部９２ａ、９３ａによって４つの領域に分割される。この時、領域の数または切開部の数は、画素の大きさ、画素電極の横辺と縦辺との長さの比、液晶層３の種類や特性などの設計的要素に基づいて異なるように構成できる。

切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂの斜線部には三角形状の切欠が形成されている。このような切欠は、四角形、梯形または半円形の形状を有することができ、突出するように、または凹むように形成しても良い。このような切欠は、切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂに対応する領域の境界に位置する液晶分子３の配列方向を決定する。

第１副画素電極１９１ａは、コンタクトホール１８５ａによって第１ドレイン電極１７５ａと物理的、電気的に接続され、第１ドレイン電極１７５ａからデータ電圧の印加を受け、第２副画素電極１９１ｂは、コンタクトホール１８５ｂによって第２ドレイン電極１７５ｂと物理的、電気的に接続され、第２ドレイン電極１７５ｂからデータ電圧が印加される。また、第２副画素電極１９１ｂはコンタクトホール１８５ｃによって第３ソース電極１７３ｃと物理的、電気的に接続される。

データ電圧が印加された第１副画素電極１９１ａ及び第２副画素電極１９１ｂは、共通電圧が印加される共通電極表示板２００の共通電極２００と共に電界を生成することにより、２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を通過する光の偏向が変わる。画素電極１９１と共通電極２７０とは液晶キャパシタを形成し、薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。

画素電極１９１は維持電極線１３１と重畳する。画素電極１９１が維持電極線１３１と重畳してストレージキャパシタを形成し、ストレージキャパシタは液晶キャパシタの電圧維持能力を強化する。

容量電極１２７と第３ドレイン電極１７５ｃの電極部材１７７とは、ゲート絶縁膜１４０を介在して重畳して減圧キャパシタＣｓｔｄを形成する。

このように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、別途の追加的な容量電極線及び容量電極を設けずに、第３ゲート線１２１ｃから拡張された容量電極１２７を利用して減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するので、減圧キャパシタＣｓｔｄを形成するための容量電極線及び容量電極を別途に形成する場合よりも開口率を高めることができる。

次に、上部表示板２００について説明する。

絶縁基板２１０の上に遮光部材２２０が形成されている。基板２１０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２３０によって取り囲まれた領域内に大部分存在し、画素電極１９１の列に沿って図の縦方向に長く延長された構成とすることができる。カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上には蓋膜２５０が形成されている。蓋膜２５０の上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０には複数の切開部７１、７２、７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂ集合が形成されている。

１つの切開部７１〜７４ｂ集合は１つの画素電極１９１と対向し、第１中央切開部７１及び第２中央切開部７２、上部切開部７３ａ、７４ａ、並びに下部切開部７３ｂ、７４ｂを含む。切開部７１〜７４ｂそれぞれは、画素電極１９１の隣接切開部９１〜９４ｂの間に配置されている。また、各切開部７１〜７４ｂは画素電極１９１の下部切開部９３ａ、９４ａまたは上部切開部９３ｂ、９４ｂと平行に延長された少なくとも１つの斜線枝を含む。

下部切開部及び上部切開部７３ａ〜７４ｂそれぞれは、斜線枝、横枝及び縦枝を含む。斜線枝は、ほぼ画素電極１９１の右側辺から左側、上側、または下側辺に画素電極１９１の下部または上部切開部９２ａ〜９３ｂとほぼ平行に延長される。横枝及び縦枝は、斜線枝の各端から画素電極１９１の辺に沿って重畳しながら延長され、斜線枝と鈍角をなす。

第１中央切開部７１及び第２中央切開部７２は、中央の横枝、一対の斜線枝、及び一対の終端の縦枝を含む。中央の横枝は、ほぼ画素電極１９１の右側辺から画素電極１９１の横中心線に沿って図の左方向に延長され、一対の斜線枝は、中央の横枝端から画素電極１９１の左側辺に向かってそれぞれ下部切開部及び上部切開部７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂとほぼ平行に延長される。終端の縦枝は、斜線枝の各端から画素電極１９１の左側辺に沿って重畳しながら延長され、斜線枝と鈍角をなす。

切開部７１〜７４ｂの斜線部には三角形状の切欠が形成されている。切欠は、四角形、梯形、または半円形の形状を有することも可能である。

切開部７１〜７４ｂの数及び方向も、設計要素に基づいて異なるよう構成することができる。

共通電極２７０に共通電圧を印加し、画素電極１９１にデータ電圧を印加すると、表示板１００、２００の表面にほぼ垂直の電界が生成される。液晶分子は、電界に応答して、その長軸が電界の方向に対して垂直をなすように方向を変えようとする。以下、画素電極１９１と共通電極２７１とを共に電界生成電極という。

一方、電界生成電極１９１、２７０の画素電極の切開部９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂ及び共通電極の切開部７１〜７４ｂと、これらと平行な画素電極１９１の斜辺は、電界に歪みを加えて液晶分子の傾斜方向を決定する水平成分を生成する。電界の水平成分は切開部９２ａ〜９３ｂ、９２ｂ、７１〜７４ｂの斜辺と画素電極１９１の斜辺に対して垂直である。

１つの共通電極切開部集合７１〜７４ｂ及び画素電極切開部集合９２ａ〜９３ｂは、画素電極１９１を複数の副領域に分割し、各副領域は画素電極１９１の主辺と傾斜角をなす２つの主辺を有する。各副領域上の液晶分子は、大部分主辺に垂直した方向に傾き、傾く方向はほぼ４方向である。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。

少なくとも１つの切開部９２ａ〜９３ｂ、７１〜７４ｂは、突起や陥没部に代替することができ、切開部９２ａ〜９３ｂ、７１〜７４ｂの形状及び配置は変更可能である。

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らに限定されることではなく、次の請求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
５５、１１０、２１０基板
５４、５６、５７光遮断膜
５１、５２階段
１００、２００表示板
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃゲート線
１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃゲート電極
１３１維持電極線
１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５７半導体
１６３ｂ、１６５ｂ、１６５ｂ、１６５ｃ、１６７オーミックコンタクト部材
１７１データ線
１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃソース電極
１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃドレイン電極
１８０保護膜
１８１ａ、１８１ｂ、１８６コンタクトホール
１９１画素電極
２２０遮光部材
２３０カラーフィルタ
２５０蓋膜
２７０共通電極
３００液晶表示板組立体
４００ゲート駆動部
５００データ駆動部
６００信号制御部
８００階調電圧生成部

Claims

行列状に配列されている複数の画素を含む液晶表示装置であって、
第１副画素電極及び第２副画素電極をそれぞれ含む複数の画素電極と、
前記第１副画素電極に接続される複数の第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複数の第２薄膜トランジスタと、
前記第２副画素電極に接続される複数の第３薄膜トランジスタと、
前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数の第１ゲート線と、前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数のデータ線と、前記第３薄膜トランジスタに接続される複数の第２ゲート線と、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と前記第１ゲート線との間に接続される減圧キャパシタと、
を含む液晶表示装置。
前記減圧キャパシタは、第１絶縁膜を介して前記第１ゲート線と電極部材とが重畳することにより形成され、
前記電極部材は前記データ線と同一の層で形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記電極部材は、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と接続する、請求項２に記載の液晶表示装置。
前記減圧キャパシタは前記電極部材の下に配置される半導体層をさらに含み、
前記電極部材は前記半導体層と実質的に同一の平面形状を有する、請求項２に記載の液晶表示装置。
前記第１トランジスタ、第２トランジスタ、及び第３薄膜トランジスタと、前記第１副画素電極及び第２副画素電極との間に形成される第２絶縁膜をさらに含み、
前記第２絶縁膜は、前記第１薄膜トランジスタを前記第１画素電極に接続する第１コンタクトホールと、前記第２薄膜トランジスタを前記第２画素電極に接続する第２コンタクトホールとを有し、
前記第１コンタクトホールは前記第１薄膜トランジスタのソース電極によって取り囲まれた領域内に存在し、前記第２コンタクトホールは前記第２薄膜トランジスタのソース電極によって取り囲まれた領域内に存在する、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記減圧キャパシタは、絶縁膜を介して前記第１ゲート線と電極部材とが重畳することにより形成され、
前記電極部材は前記画素電極と同一の層で形成される、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記データ線の下に形成される半導体をさらに含み、
前記半導体は、前記第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタ、及び第３薄膜トランジスタのチャネル部を除いて、前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記データ線と実質的に同一の平面形状を有する、請求項６に記載の液晶表示装置。
前記絶縁膜はコンタクトホールを有し、
前記電極部材は、前記コンタクトホールによって前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と接続する、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副画素電極は前記複数の画素の画素列に沿って隣接する、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記画素電極と対向する共通電極をさらに含み、前記第１副画素電極及び第２副画素電極のうちの少なくとも１つは第１切開部を有し、前記共通電極は第２切開部を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
行列状に配列されている複数の画素を含む液晶表示装置であって、
第１副画素電極及び第２副画素電極をそれぞれ含む複数の画素電極と、
前記第１副画素電極に接続される複数の第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複数の第２薄膜トランジスタと、
前記第２副画素電極に接続される複数の第３薄膜トランジスタと、
前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数の第１ゲート線と、
前記第１薄膜トランジスタ及び第２薄膜トランジスタに接続される複数のデータ線と、
前記第３薄膜トランジスタに接続される複数の第２ゲート線と、
前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と第３ゲート線との間に接続される減圧キャパシタと、
を含む液晶表示装置。
前記減圧キャパシタは、第１絶縁膜を介して前記第３ゲート線と電極部材が重畳して形成され、
前記電極部材は前記データ線と同一の層で形成される、請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記電極部材は前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と接続する、請求項１２に記載の液晶表示装置。
前記減圧キャパシタは前記電極部材の下に配置されている半導体層をさらに含み、
前記電極部材は前記半導体層と実質的に同一の平面形状を有する、請求項１２に記載の液晶表示装置。
前記減圧キャパシタは、絶縁膜を介して前記第３ゲート線と電極部材とが重畳することにより形成され、
前記電極部材は前記画素電極と同一の層で形成される、請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記データ線の下に形成されている半導体をさらに含み、
前記半導体は、前記第１薄膜トランジスタ、第２薄膜トランジスタ、及び第３薄膜トランジスタのチャネル部を除いて、前記第１薄膜トランジスタ、前記第２薄膜トランジスタ、前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極、及び前記データ線と実質的に同一の平面形状を有する、請求項１５に記載の液晶表示装置。
前記絶縁膜は第１コンタクトホールを有し、
前記電極部材は前記第１コンタクトホールによって前記第３薄膜トランジスタのドレイン電極と接続する、請求項１５に記載の液晶表示装置。
前記第２副画素電極は前記第１副画素電極を取り囲む、請求項１１に記載の液晶表示装置。
前記第１副画素電極の面積は前記第２副画素電極の面積より小さい、請求項１８に記載の液晶表示装置。
前記画素電極と対向する共通電極をさらに含み、前記第１副画素電極及び第２副画素電極のうちの少なくとも１つは第１切開部を有し、前記共通電極は第２切開部を有する、請求項１８に記載の液晶表示装置。