マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイ
【課題】マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイを提供する。
【解決手段】本発明は、互いに隔てて位置され、それらの間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、前記第１基板と前記第２基板間の前記セルギャップ間に位置された液晶層、及び前記第１基板上で第１方向に配列された複数のスキャンラインと、前記第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、前記複数のスキャンラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを含み、各画素は、第１誘電体層、第１画素電極、第２誘電体層、第２画素電極、及び補助共通電極を含む液晶ディスプレイ装置とした。
【解決手段】本発明は、互いに隔てて位置され、それらの間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、前記第１基板と前記第２基板間の前記セルギャップ間に位置された液晶層、及び前記第１基板上で第１方向に配列された複数のスキャンラインと、前記第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、前記複数のスキャンラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを含み、各画素は、第１誘電体層、第１画素電極、第２誘電体層、第２画素電極、及び補助共通電極を含む液晶ディスプレイ装置とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイパネルに関し、特に、パターン化された構造を用いてディスプレイの視野角、光線透過率、コントラスト比と、応答時間を向上する液晶ディスプレイ装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）は、小電力を用いながら良質の画像表示ができるため、表示装置として一般的に用いられている。液晶ディスプレイ装置は、液晶セルと対応する液晶セルとそれぞれ連結した画素素子から形成された液晶ディスプレイパネルを含み、液晶コンデンサと蓄積コンデンサを有し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が液晶コンデンサと蓄積コンデンサに接続される。これらの画素素子は、複数の画素列と複数の画素行を有するマトリクスの形式で実質的に配列される。一般的に、スキャン信号が複数の画素列に順次に供給され、一行づつ画素素子を順次にオンにする。スキャン信号が画素列の画素素子の対応するＴＦＴをオンにするため、画素列に供給された時、画素列のためのソース信号は、（画像信号）複数の画素列に同時に供給され、対応する画素列の液晶コンデンサと蓄積コンデンサを充電し、画素列と連結した対応する液晶セルの方向を配列して、その箇所の透過率を制御する。全ての画素列の手順を繰り返すことで、全ての画像素子は、画像信号の対応するソース信号が提供され、画像信号を表示する。
【０００３】
液晶分子は、液晶分子の長く薄い形状により、一定方向の配列を有する。液晶ディスプレイパネルの液晶セル内の液晶分子の方向は、光線の透過率に対して重要な役割を担う。例えば、ねじれ型ネマティック液晶（ＴＮ（Ｔｗｉｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶）ディスプレイでは、液晶分子が斜め方向にある時、入射方向からの光が各種の異なる反射率の影響を受け易い。液晶ディスプレイの機能性が複屈折効果に基づくものであることから、光の透過率は、異なる視野角に伴って変化する。このような光線の透過率の違いにより、液晶ディスプレイの最適な視野は、狭い視野角内に限定される。液晶ディスプレイの限られた視角は、液晶ディスプレイに関連した主な欠点の１つであり、液晶ディスプレイのアプリケーションを制限する主な原因である。
【０００４】
液晶ディスプレイの視角を増すためのいくつかの方法、例えば、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ：ｉｎ−ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）とマルチドメイン垂直配向（マルチドメインバーチカルアライメント／ＭＶＡ：Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）などが存在する。ＩＰＳモードは、櫛型インターデジタル電極を用い、基板の平面に電場を供給することで、液晶分子を基板に沿って配列し、広視野角モニターまたはその他のアプリケーションに用いる広視野角を提供する。しかしながら、ＩＰＳが広視野角を提供しても、高電圧を必要とし、低開口率を有する。また、平面電場構造により、ＩＰＳモードは、本質的にひどい画像残留を有する。
【０００５】
マルチドメイン垂直配向モードは、負の誘電異方性と垂直配向膜を有する液晶材料を用いている。垂直配向モードに電圧が供給されない時、液晶分子は、垂直方向に配列され、液晶分子に通過する光がないため、黒色表示が現れる。既定の電圧が供給された時、液晶分子は、水平方向に配列され、光が液晶分子に通過するため、白色表示が現れる。垂直配向モードは、ディスプレイの高コントラスト比と高速応答速度を提供する。また、マルチドメイン配向は、液晶分子を異なる角度で傾斜させる突出構造を導入することで達成されるため、白色表示と黒色表示の優れた視野角特性を提供する。図１４に表されるように、従来の垂直配向モード９００は、カラーフィルター基板９２０上に形成された突出構造９１２を有する層９１０を用いて液晶ドメインを分割する。その結果、垂直配向モードは、製造中に余分なフォトリソグラフィーステップを必要とし、よって、生産コストを増加する。また、突出構造９１２は、黒色表示の漏光により、ディスプレイのコントラスト比を低くさせる可能性がある。
【０００６】
よって、従来技術には、これまで取り組まれずにいた、前述の欠損と欠点があり、これの改善に取り組む必要がある。
【０００７】
上述した従来技術に関する先行技術文献については、以下の特許文献が存在する。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７０１６００１号明細書
【特許文献２】米国特許第６９５４２４８号明細書
【特許文献３】米国特許第６９２２４８３号明細書
【特許文献４】米国特許第６９００８６９号明細書
【特許文献５】米国特許第６８８８５９８号明細書
【特許文献６】米国特許第６８７３３８６号明細書
【特許文献７】米国特許第６８５３４２７号明細書
【特許文献８】米国特許第６８３６３０６号明細書
【特許文献９】米国特許第６７７４９６７号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００６／０１４５９８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイに関する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、互いに隔てて位置され、それらの間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、第１基板と第２基板間のセルギャップ間に位置された液晶層と、第１基板上で第１方向に配列された複数のスキャンラインと、第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、複数のスキャンラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。また、本発明の液晶ディスプレイ装置は、第２基板上に形成された共通電極も有する。
【００１１】
本発明における各画素は、第１基板上に形成された第１誘電体層、第１誘電体層上に形成された第１画素電極、第１画素電極の一部を露出した開口を有する第１画素電極上に少なくとも形成された第２誘電体層、開口が位置された領域の第２誘電体層上に形成されることで、開口によって第１画素電極に接続される第２画素電極と、第２誘電体層上に形成され、第２画素電極を間隔を隔てて囲む補助共通電極を含むものである。
【００１２】
本発明の液晶ディスプレイ装置における第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせにより形成されることが好ましい。第１画素電極は、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。第２画素電極は、円形、長方形、多辺形の幾何学形状を有することが好ましい。本発明の液晶ディスプレイ装置における第２画素電極と補助共通電極とは、その間にセルギャップより大きい距離を形成しておくことが好ましい。また、この第２画素電極と補助共通電極は、透明、または不透明の導電材料により形成されることが好ましい。
【００１３】
本発明の液晶ディスプレイ装置における各画素の第２誘電体層は、パターン化構造を有し、パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状であることが好ましい。この第２誘電体層は、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)より形成され、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有する好ましい。
【００１４】
本発明の液晶ディスプレイ装置における液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶を含む。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップとの積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にあるものを選択することが望ましい。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。液晶分子は、電場がかかっていない時に、第１基板と第２基板に垂直に配列される。
【００１５】
液晶ディスプレイ装置の操作においては、第１画素電極と共通電極の１つに電圧が供給された時、第１画素電極と共通電極間に対応した電圧差が作り出され、傾斜電界が液晶層内に生成されるようにすることが好ましい。生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶分子を駆動する。共通電極と補助共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有することが好ましい。
【００１６】
その他の形態としての本発明の液晶ディスプレイ装置は、第１基板と第１基板と離れて位置された第２基板、第１基板と第２基板間に位置された液晶層と、第１基板上に形成された複数の画素を含む。各画素は、第１基板上に形成された第１画素電極、誘電体層上に形成された第２画素電極と、誘電体層上に形成され、第２画素電極を、間隔を隔てて囲む補助共通電極を有する。誘電体層は、第１画素電極上に形成され、第１画素電極の一部を露出した開口を有するパターン化構造を有することで第２画素電極が１つの開口によって第１画素電極に接続される。このパターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を有することが好ましい。また、この他の形態の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、第２基板と液晶層間に形成された共通電極を含む。
【００１７】
この他の形態の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における液晶層は、電場がかかっていない時に、第１基板と第２基板に垂直に配列される複数の液晶を含むことが好ましい。
【００１８】
この他の形態の本発明に係る液晶ディスプレイ装置の操作では、共通電極と補助共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の液晶ディスプレイ装置の製造方法は、（ａ）第１基板を提供するステップ、（ｂ）第１基板上に複数のゲート電極を形成し、各一対の相隣するゲート電極がその間に、対応するゲート電極が形成された切り換え領域に隣接した画素領域を定義するステップ、（ｃ）第１基板と複数のゲート電極上に誘電体層を形成するステップ、（ｄ）各切り換え領域の誘電体層上に半導体層を形成するステップ、（ｅ）半導体層上に第１部分と、第１部分と隔てられた第２部分を有する接触層を形成するステップと、（ｆ）各画素領域の誘電体層上に第１画素電極を形成するステップ、（ｇ）各切り換え領域の半導体層と接触層上に、データラインに接続された第１部分と、第１部分と隔てられ、対応する画素領域内の第１画素電極に接続された第２部分を有する金属層を形成するステップ、（ｈ）各切り換え領域の金属層上と、各画素領域の第１画素電極上に、画素領域内に形成された少なくとも１つの開口を有し、第１画素電極の一部を露出する保護層を形成するステップと、（ｉ）各画素領域の保護層上に、第３画素電極と、対応する第１画素電極に接続され、且つ第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップを含む。
【００２０】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法は、第１基板と隔てて第２基板を位置付けるステップ、第１基板と第２基板間に液晶層を形成するステップと、第２基板と液晶層間に形成される共通電極を形成するステップを更に含むことが好ましい。
【００２１】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法における半導体層は、アモルファスシリコン、またはポリシリコンであることが好ましい。また、接触層は、ドープアモルファスシリコン、またはドープポリシリコンであることが好ましく、ドープアモルファスシリコンは、ｎ＋ドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉ）、またはp＋ドープアモルファスシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）であることが好ましく、ドープポリシリコンは、ｎ＋ドープポリシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ｐ−Ｓｉ）、またはp＋ドープポリシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ ｐ−Ｓｉ）であることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法における第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせであることが好ましい。この第１画素電極は、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。各第２画素電極と第３画素電極は、透明、または不透明の導電材料であることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法における保護層は、各画素領域に形成された少なくとも１つの開口を有し、第１画素電極の一部を露出することで、第２画素電極が少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続される。この各画素の保護層は、パターン化構造も有する。パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状であることが好ましい。また、各画素領域の保護層のパターン化構造は、エッチングプロセスにより形成されることが好ましい。この保護層は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または有機絶縁材料からなることが好ましく、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００２４】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の別の製造方法では、第１基板と第１基板と隔てて位置された第２基板を提供するステップ、第１基板上に複数の切り換え部材を形成し、各一対の隣接する切り換え部材間に画素領域を定義するステップ、各画素領域の第１基板上に、対応する切り換え部材に接続された第１画素電極を形成するステップ、複数の切り換え部材と各画素領域の第１画素電極上に保護絶縁層（ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を形成し、切り換え部材と第１画素電極を保護するステップ、各画素領域の保護絶縁層上に、第３画素電極と、第１画素電極に接続され、且つ第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップと、第１基板と第２基板間に液晶層を形成するステップを含む。
【００２５】
この別の製造方法における保護絶縁層は、各画素領域のパターン化構造を有する。パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状であることが好ましい。この保護絶縁層は、画素領域内に形成された少なくとも１つの開口を有し、第１画素電極の一部を露出する。この別の製造方法における第２画素電極は、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続される。
【００２６】
この別の製造方法における切り換え部材は、基板上に形成されたゲート電極と、データラインに接続されたソース電極と、第１画素電極に接続されたドレイン電極をそれぞれ有する。
【００２７】
この別の製造方法における第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせであることが好ましい。また、第２画素電極と第３画素電極は、導電材料であることが好ましい。
【００２８】
また、他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、（ｉ）第１基板と第１基板と隔てて位置され、セルギャップを定義する第２基板、（ｉｉ）第１基板と第２基板間のセルギャップに位置された液晶層と、（ｉｉｉ）第１基板上の第１方向で配列された複数のゲートラインと、第１基板上の第１方向に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。この場合の各画素は、第１部と第２部を有し、各画素は、（ａ）第１基板上に形成された第１誘電体層、（ｂ）第１誘電体層上に形成された第１画素電極、（ｃ）第１画素電極を少なくとも一部覆うように形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の第１画素電極を露出する第２誘電体層、（ｄ）第２誘電体層上に形成され、少なくとも１つの開口が形成された箇所に隣接することで、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続できる第２画素電極、（ｅ）第２誘電体層上に形成された共通電極を有する。
【００２９】
この他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における第２画素電極と共通電極とは、透明、または不透明の導電材料により形成されることが好ましい。また、第２画素電極は、約０.０１〜６.００μｍの範囲の厚さを有し、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせであることが好ましい。また、第２画素電極の幅は、第２誘電体層の厚みより小さいことが好ましい。
【００３０】
この他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における液晶層は、液晶を含む。この液晶層は、負の誘電異方性を有することが好ましく。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップとの積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にあるものを選択することが望ましい。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。
【００３１】
この他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における共通電極は、第２画素電極と同一面上にあり、第２画素電極を囲み、距離が第２画素電極と共通電極間に定義される。前記距離は、セルギャップより大きいことが好ましい。この共通電極は、第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極と第２画素電極と、共通電極の１つに電圧が供給された時、対応した電圧差が作り出され、傾斜電界が液晶層内に生成されることが好ましい。この生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動する。
【００３２】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、第１画素電極に形成された複数のスリットを含むことが好ましい。この複数のスリットは、第１画素電極内、または第１画素電極の端に沿って形成されるもので、十字形、二重の十字形状、対角の形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせの形状のパターンを有するように形成されることが好ましい。このスリットは、画素の第１部と第２部の中央に位置された第２画素電極の周囲に対称的に形成されることが好ましい。
【００３３】
また、別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、（ｉ）互いに隔てて位置され、セルギャップを定義する第１基板と第２基板、（ｉｉ）第１基板と第２基板間のセルギャップ間に位置された液晶層と、（ｉｉｉ）第１基板上で第１方向に配列された複数のゲートラインと、第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。この各画素は、第１部と第２部を有する。前記画素は、（ａ）第１基板上に形成された第１誘電体層、（ｂ）第１誘電体層上に形成された第１画素電極、（ｃ）第１画素電極を少なくとも部分的に覆うように形成され、画素の内部、外部と、少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の第１画素電極を露出し、画素の各第１部と第２部が内部と外部を有する第２誘電体層、（ｄ）第２誘電体層の内部の中央に形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口に隣接することで、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続できる第２画素電極と、（ｅ）第２誘電体層上に形成された共通電極を有する。
【００３４】
この別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における第２誘電体層の内部は、四角、円形、楕円形、多辺形、十字形、対角形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有することが好ましい。
【００３５】
さらに別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、（ｉ）互いに隔てて位置され、セルギャップを定義する第１基板と第２基板、（ｉｉ）第１基板と第２基板間のセルギャップ間に位置された液晶層と、（ｉｉｉ）第１基板上で第１方向に配列された複数のゲートラインと、第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。この各画素は、第１部と第２部を有する。前記画素は、（ａ）第１基板上に形成された第１誘電体層、（ｂ）第１誘電体層上に形成された第１画素電極、（ｃ）第１画素電極を少なくとも部分的に覆うように形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の第１画素電極を露出する第２誘電体層、（ｄ）第２誘電体層の中央に形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口に隣接することで、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続できる第２画素電極と、（ｅ）第２画素電極の周囲に対称的に形成された複数のスリットと、（ｆ）第２誘電体層上に形成された共通電極を有する。
【００３６】
この、さらに別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置の複数のスリットは、円形、楕円形、長方形、多辺形、十字形、対角形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明のマルチドメイン垂直配向型の液晶ディスプレイ装置では、特に、保護層のパターン化構造によって間隔を隔てられた第１画素電極と第２画素電極と、第２画素電極と同じ層上に形成された補助共通電極を有するものを開示する。保護層のパターン化構造は、第２画素電極が開口によって第１画素電極に電気的接続される開口を有する。このような液晶ディスプレイ装置の操作では、補助共通電極と共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。よって、液晶ディスプレイ装置は、ディスプレイの広視野角、高透過率、高コントラストと、高速応答速度で操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００３９】
図１〜図１３を参照しながら本発明の実施例の説明を行う。本発明の目的に従って、ここで具体的に広く説明されるように、本発明は、ある一形態において保護パターン化構造（パッシベーション パターン ストラクチャ：ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いてディスプレイの視野角、光線透過率、コントラスト比と、応答時間を向上する液晶ディスプレイ装置に関するものである。
【００４０】
図１に示すように、本発明の１つの第一実施例に基づいた液晶ディスプレイ装置１００が概略的に表されている。この第一実施例では、液晶ディスプレイ装置１００は、第１基板１１０、ゲート絶縁膜（第１誘電体層）１４０、保護層（第２誘電体層）１７０、第１垂直配向層１９２、複数の第１画素電極１５２、複数の第２画素電極１５４、複数の補助共通電極１５６、複数のスキャンラインと複数のデータライン１６０を含む。
【００４１】
ゲート絶縁膜１４０は、第１基板１１０上で誘電材料により形成される。複数のスキャンライン（図示されていない）と複数のデータライン１６０は、ゲート絶縁膜１４０によって絶縁される。複数のスキャンラインは、第１方向で配列され、複数のデータライン１６０は、第１基板１１０上で第２方向に複数のスキャンラインと交差して配列され、複数の画素を定義する。１つの実施例では、複数の画素はマトリクス配列される。第２方向が画素マトリクスの行方向に対応する時、第１方向は画素マトリクスの列方向に対応する。各画素は、第１画素電極１５２、第２画素電極１５４と、補助共通電極１５６を含む。第１画素電極１５２は、ゲート絶縁膜１４０上に形成され、隣接するデータライン１６０とスキャンラインと間隔を隔てられる。保護層１７０は、複数の第１画素電極１５２、複数のデータライン１６０と、ゲート絶縁膜１４０の残り部分を被覆するように形成される。保護層１７０は、各画素領域に開口１７２が形成されたパターン化構造を有する。開口１７２は、第１画素電極１５２の中央部分を露出するのに形成される。パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を有する。各画素では、第２画素電極１５４は、開口が所在する領域の周囲で、保護層１７０上に形成される。図１に示されるように、第２画素電極１５４は、保護層１７０上に形成されたフランジ部１５４ａと、開口１７２を通して、フランジ部１５４ａから第１画素電極１５２に延伸した接続部１５４ｂを有する。第２画素電極１５４のフランジ部１５４ａは、円形、長方形、または多辺形の幾何学形状を有することができる。この他、補助共通電極１５６は、保護層１７０上に形成され、各画素領域の第２画素電極１５４を隔てて囲む。補助共通電極１５６と第２画素電極１５４は、その間に距離Ｄを定義する。
【００４２】
第１垂直配向層１９２は、第２画素電極１５４、補助共通電極１５６と、保護層１７０の残りの部分上に形成される。
【００４３】
この第一実施例では、第１画素電極１５２は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせにより形成され、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有する。第２画素電極１５４と補助共通電極１５６は、透明または不透明の導電材料により形成される。ゲート絶縁膜１４０は、絶縁材料、例えば、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、または酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、またはその他の類似材料により形成される。保護層１７０は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または例えば、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの有機絶縁材料により形成され、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有する。
【００４４】
この他、液晶ディスプレイ装置１００は、第２基板１２０、液晶層１３０、共通電極１８０、カラーフィルター１８２と、第２垂直配向層１９４も含む。
【００４５】
図１に示されるように、第２基板１２０は、第１基板１１０に面して対向設置される。カラーフィルター１８２は、第２基板１２０上に形成される。共通電極１８０は、カラーフィルター１８２上に形成される。続いて第２垂直配向層１９４が共通電極１８０上に形成される。液晶層１３０は、第１垂直配向層１９２と第２垂直配向層１９４間に形成される。液晶層１３０は、第１垂直配向層１９２と第２垂直配向層１９４間のセルギャップに対応する厚さＨを有する。
【００４６】
液晶層１３０は、液晶分子１３２で充填される。第一実施例では、液晶は、例えば、ねじれ型ネマティック液晶（ＴＮ（Ｔｗｉｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶、）などの負の誘電異方性を有する液晶材料からなる。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップＨ積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にある製品が選択される。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。液晶層１３０内の液晶は、電場がかかっていない時に、第１基板１１０と第２基板１２０に垂直に配列され、液晶ディスプレイ装置１００内の黒色表示に対応する。
【００４７】
第１垂直配向層１９２と第２垂直配向層１９４は、１つ、または複数の第１（または第２）画素電極１５２（または１５４）、補助共通電極１５６と、共通電極１８０に電圧が供給されない時に配列される。液晶分子は、光線が第２垂直配向層１９４を通過しないように配列される。電圧が供給された時、液晶分子は、第１垂直配向層１９２内に入射した光線が第２垂直配向層１９４を通過するように配列される。この第一実施例では、各第１と第２垂直配向層は、８０度のプレチルト角（電圧を与えたときの液晶分子の起きあがり角度）を有することができる。
【００４８】
また、第２基板１２０は、例えば、ブラックマトリクス層１０２を含み、第１基板１１０の画素領域外側の領域の漏光を防ぐことができる。偏光子と検光子も第１基板１１０と第２基板１２０の外表面上にそれぞれ配置されることができる。偏光子の偏光軸と検光子の吸収軸は好ましくは互いに直交する。
【００４９】
上記した第一実施例のような本発明によることで、従来技術において、共通電極上に形成される突出構造を有する層は必要でなくなる。
【００５０】
このような液晶ディスプレイ装置１００の構成は、第１（または第２）画素電極１５２（または１５４）、補助共通電極１５６と、共通電極１８０の１つに電圧が供給され、第１（または第２）画素電極１５２（または１５４）と補助共通電極１５６間に電圧差を作り出した時、傾斜電界が液晶層内で生じる。生成された傾斜電界は、共通電極上に形成された突出構造がある層の存在なしで、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動する。本実施例では、共通電極と補助共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。
【００５１】
図２には、本発明の第二実施例に関する液晶ディスプレイ装置２００が概略的に表されている。図２（ａ）は、液晶ディスプレイ装置２００の単一画素の平面図を示しており、図２（ｂ）は図２（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置２００の断面図である。
【００５２】
液晶ディスプレイ装置２００は、基板２１０、基板２１０上に形成されたゲート絶縁層２４０と、互いに交差して形成され、且つゲート絶縁膜２４０で絶縁された複数のスキャン（ゲート）ライン２２０とデータライン２３０をそれぞれ含み、それらが交差する複数の画素領域２０１を定義する。図２に示されたこの実施例では、画素領域２０１は、二つのサブピクセル領域２０２を含む。液晶ディスプレイ装置２００は、複数の第１画素電極２５２を更に含む。各画素電極２５２は、ゲート絶縁膜２４０上の対応するサブピクセル領域２０２内に形成される。
【００５３】
保護層２７０は、複数の第１画素電極２５２、複数のスキャンライン２２０とデータライン２３０と、ゲート絶縁膜２４０の残り部分上に形成される。図２に示されるように、保護層２７０は、各サブピクセル領域２０２でパターン化され、開口２７５を有するパターン化構造２７２と、パターン化構造２７２を囲むエッジ部２７４を有する。開口２７５は、第１画素電極２５２の一部が露出されるように形成される。パターン化構造２７２と周囲のエッジ部２７４は、互いに間隔を隔てられている。
【００５４】
この第二実施例では、パターン化構造２７２は各サブピクセル領域２０２の中央領域に位置された四角形状を有する。保護パターン化構造２７２は、傾斜電界を誘起することで液層層内の等電位線を斜めにするのに用いられる。このような傾斜した等電位線は、液晶層内の液晶を希望する方向に移動させて、液晶の伝送時間を減少することができる。よって、液晶の高速な応答時間を達成することができる。
【００５５】
また、液晶ディスプレイ装置２００は、各サブピクセル領域２０２の保護層２７０のパターン化構造２７２上に形成された第２画素電極２５４と、各サブピクセル領域２０２の保護層２７０の周囲のエッジ部２７４上に形成された補助共通電極２５６を含む。第２画素電極２５４は、開口２７５を通して第１画素電極２５２に電気的接続するために形成される。補助共通電極２５６は、第２画素電極２５４と間隔を隔てて、第２画素電極２５４を囲む。
【００５６】
薄膜トランジスタ２８０はスイッチング素子として用いられ、ゲートライン２２０とソースライン２３０の交差点上に形成される。例えば、薄膜トランジスタ２８０は、ゲートライン２２０から延伸したゲート電極、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜２４０、ゲート電極上方のゲート絶縁膜２４０上に形成されたチャネル層（図示しない）、ソースライン２３０から延伸し、選択された部分によりチャネル層の一方側と重畳されるソース電極と、選択された部分によりチャネル層の他方側と重畳され、第１画素電極２５２と第２画素電極２５４に接続されたドレイン電極を含む。薄膜トランジスタ２８０は、ゲートライン２２０に供給された信号に応じて、データライン２３０に供給された信号を第１（第２）画素電極２５２（２５４）に伝送することができる。
【００５７】
図３〜図５は、本発明に基づいた液晶ディスプレイ装置３００、４００、または５００の各種の実施例を表している。液晶ディスプレイ装置の各実施例は、独特の形状の保護パターン化構造を含む。例えば、図３に示された第三実施例では、液晶ディスプレイ３００は、第１画素電極３５２上に設置された十字のような形状を有する保護パターン化構造３７２を有する。第２画素電極３５４は、保護パターン化構造３７２上に形成されて第１画素電極３５２に接続される。このような配置では、保護パターン化構造３７２は、列（Ｘ）と行（Ｙ）の方向に沿って傾斜した等電位線を生成することができる。この傾斜した等電位線は、液晶をＸとＹ方向に沿って希望する方向に移動させることができる。尚、図３（ａ）は、液晶ディスプレイ装置３００の単一画素の平面図を示しており、図３（ｂ）は図３（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置３００の断面図である。
【００５８】
図４に示された第四実施例では、液晶ディスプレイ装置４００は、第１画素電極４５２上に形成された、文字Ｘのような形状を有する保護パターン化構造４７２を有する。このような保護パターン化構造４７２は、サブピクセル領域の二つの対角方向に沿った傾斜した等電位線を誘起することができる。尚、図４（ａ）は、液晶ディスプレイ装置４００の単一画素の平面図を示しており、図４（ｂ）は図４（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置４００の断面図である。
【００５９】
図５に示された第五実施例では、液晶ディスプレイ装置５００は、第１画素電極５５２上に形成された、星のような形状（放射状）の保護パターン化構造５７２を有しており、ＸとＹ方向と、対角方向に沿って形成されるように傾斜した等電位線を誘起することができる。尚、図５（ａ）は、液晶ディスプレイ装置５００の単一画素の平面図を示しており、図５（ｂ）は図５（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置５００の断面図である。
【００６０】
本発明に関する当業者でなら分かるように、本発明は、その他の形状の保護層のパターン化構造を用いて実施することもできる。
【００６１】
図６は、本発明の第六実施例に関する、液晶層６３０内に形成された傾斜した等電位線６３５を表す透光率曲線６９０（図６（ａ））と液晶ディスプレイ装置６００（図６（ｂ））の断面図を表している。液晶ディスプレイ装置６００は、保護パターン化構造６７２で間隔を隔てられた第１画素電極６５２と第２画素電極６５４と、第２画素電極６５４と同一層上に形成された補助共通電極６５６を有する。保護パターン化構造６７２は、第２画素電極６５４が開口によって第１画素電極６５２に電気的接続される開口を有する。また、保護パターン化構造６７２の特徴は、特定の幾何学的な形状と所定幅Ｒ１を有することである。液晶ディスプレイ装置６００は、共通電極（或いは、カラーフィルター）６８０上に形成される突出層がない。このような液晶ディスプレイ装置６００のために、操作では、補助共通電極６５６と共通電極６８０は、同一の第１電位を有し、第１画素電極６５２と第２画素電極６５４は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極６５２と第２画素電極６５４間の保護パターン化構造６７２は、保護パターン化構造６７２が形成された画素の中央領域の傾斜電界を誘起し、共通電極６８０と第１画素電極６５２間の電圧差は、画素の残りの領域（周囲領域）６７４の傾斜電界を誘起する。よって、液晶は、液晶層６３０内で誘起された傾斜電界により、希望する方向に配列されることができる。誘起された傾斜電界は、図６の傾斜した等電位線６３５に示される。液晶ディスプレイ装置６００の対応する透光率曲線６９０は、図６に示される。この第六実施例では、画素の中央領域６２５の透光率が得られず、画素の残りの領域の透光率が得られる。この他、透光率曲線６９０は、位置６２２と６２４でそれぞれ最小値６９２と６９４を有する。また、図６（ａ）の透光率曲線６９０は、黒色表示（状態）の液晶ディスプレイ装置６００の透光率に対応し、電圧が供給されず、よって、液晶ディスプレイ装置６００を穿過する光線がない。
【００６２】
図７は、本発明の第七実施例に関する、液晶層７３０に形成された傾斜した等電位線７３５を表す液晶ディスプレイ装置７００の透光率曲線７９０（図７（ａ））と断面図（図７（ｂ））を表している。液晶ディスプレイ装置７００は、保護パターン化構造７２２の所定幅Ｒ２が、図６で示す液晶ディスプレイ装置６００の保護パターン化構造６７２の所定幅Ｒ１より大きいこと以外は、図６に示された液晶ディスプレイ装置６００と同じ配置を有する。よって、位置７２２（７２４）の透光率７９２（７９４）は、図６に示された液晶ディスプレイ装置６００の透光率の最小値６９２（６９４）に比べ、大幅に増加する。
【００６３】
図８には、本発明の第八実施例に関する液晶ディスプレイ装置８００の製造方法（工程（ａ）〜（ｆ））が概略的に表されている。製造方法は、次のステップを含む。まず、第１基板８１０が提供される。第１基板はガラス、またはその他の類似材料により形成される。続いて、ゲートラインに接続された複数のゲート電極８２０がもう１つのゲートラインと間隔を隔てて第１基板８１０上に形成される（図８（ａ））。各一対の隣接するゲート電極８２０は、その間に画素領域８１４を定義し、画素領域８１４は、対応するゲート電極８２０が形成された切り換え領域８１２に隣接する。ゲート電極８２０は、例えば、アルミニウム、モリブデン、クロム、タンタル、または合金などの金属により形成される。
【００６４】
誘電体層（ゲート絶縁膜）８３０は、第１基板８１０と複数のゲート電極８２０上に形成される（図８（ｂ））。ゲート絶縁膜８３０は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、またはＳｉＯＮより形成される。例えば、１つの例として、ゲート絶縁膜８３０は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって、第１基板８１０と複数のゲート電極８２０上にＳｉＮＸまたはＳｉＯＸが堆積される方式で形成される。
【００６５】
続いて、半導体層８４０が各切り換え領域８１２のゲート絶縁膜８３０上に形成される（図８（ｃ））。続いて、接触層８４５が半導体層８４０上に形成され、パターン化されて第１接触部８４２と、第１接触部８４２と隔てられた第２接触部８４４を有する。半導体層８４０は、アモルファスシリコン、またはポリシリコン、またはその他の類似材料を含む。接触層８４５は、例えば、ｎ＋ドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉ）、またはp＋ドープアモルファスシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）などのドープアモルファスシリコンより形成される。１つの例では、半導体層８４０と接触層８４５は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）とドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉまたはｐ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）がＰＥＣＶＤによって堆積される方式で形成され、続いてパターン化されて形成される。
【００６６】
この他、ＳｉＮＸ、またはＳｉＯＸのゲート絶縁膜８３０、アモルファスシリコン層８４０と、ドープアモルファスシリコン層８４５が順次に堆積され、アモルファスシリコン層８４０とドープアモルファスシリコン層８４５は、パターン化されて半導体層８４０と接触層８４５を形成することができる。
【００６７】
続いて、例えば、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、または、前述の組み合わせの導電層がスパッタリングによって堆積され、ゲート絶縁膜８３０がパターン化されて各画素領域８１４内に画素電極８５０を形成する。第１画素電極８５０は、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有する。図８（ｃ）に示されるように、第１画素電極８５０は、半導体層８４０と間隔を隔てられる。
【００６８】
次に、金属層８６０が各切り換え領域８１２の半導体層８４０と接触層８４５上に形成される（図８（ｄ））。金属層８６０は、パターン化されて、データラインに接続された第１部分８６２と、第１部分８６２と隔てられた第２部分８６４を有し、対応する画素領域８１４内の第１画素電極層８５０に接続される。
【００６９】
続いて、保護層（膜）８７０が、例えばＳｉＮＸ、またはＳｉＯＸの誘電材料により、各切り換え領域８１２の金属層８６０上と、各画素領域８１４の第１画素電極８５０上に形成される（図８（ｅ））。各画素領域８１４内の保護層８７０は、画素領域８１４内に形成された少なくとも１つの開口８８２を有するパターン化構造を有し、第１画素電極８５０の一部が露出される。パターン化構造の幾何学形状は、図２〜図５に示したように、円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはその他の類似形状を有する。１つの例では、各画素領域８１４の保護層８７０のパターン化構造は、エッチングプロセスにより形成され、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有する。
【００７０】
次のステップは、各画素領域８１４の保護層８７０上に第２画素電極８９２と補助共通電極８９６（外周の８９４と８９８を含む）を形成するものである（図８（ｆ））。第２画素電極８９２は、少なくとも１つの開口８８２を通して対応する第１画素電極８５０に接続され、補助共通電極８９６により間隔を隔てて囲まれる。第２画素電極８９２と補助共通電極８９６は、透明、または不透明の導電材料により形成される。
【００７１】
図９には、第１画素電極上にスリットを有する液晶ディスプレイ装置を示したもので、液晶ディスプレイ装置１１００が本発明の第九実施例として説明する。この第九実施例の液晶ディスプレイ装置１１００は、第１基板１１０２、第１誘電体層（ゲート絶縁膜）１１０８、第２誘電体層（保護層）１１１２、第１画素電極１１１０、複数の第２画素電極１１１４、共通電極１１１６、少なくとも１つのゲートライン１１０４、少なくとも１つのデータライン１１０６、複数の液晶１１１８と、第２基板１１２０を含む。
【００７２】
第１誘電体層１１０８は、第１基板上に誘電材料により形成される。図１０Ａに示す液晶ディスプレイ装置１１００の５００の単一画素の平面図における複数のゲートライン１１０４と複数のデータライン１１０６は、第１誘電体層１１０８上に形成される。複数のゲートライン１１０４は、第１方向に配列され、複数のデータライン１１０６は、第１基板１１０２上の第２方向で複数のゲートライン１１０４に交差配列され、複数の画素を定義する。図１０Ａに示されるように、１つの実施例では、複数の画素は、マトリクス配列される。第１方向は、画素マトリクスの列方向に対応し、第２方向は、画素マトリクスの行方向に対応する。
【００７３】
続いて、図９、１０Ａと、１０Ｂ（図１０ＡにおけるラインＡ−Ａ’とＢ−Ｂ‘とに沿った液晶ディスプレイ装置１１００の断面図）とを参照して説明する。各画素は、第１画素電極１１１０、第２画素電極１１１４と、共通電極１１１６を含む。第１画素電極１１１０は、第１誘電体層１１０８上に形成され、隣接するデータライン１１０６とゲートライン１１０４と間隔を隔てられる。第２誘電体層１１１２は、複数の第１画素電極１１１０、複数のゲートライン１１０４、複数のデータライン１１０６と、残りの部分の第１誘電体層１１０８を部分的に覆うのに形成される。第２誘電体層１１１２は、パターン化構造を有し、各画素領域の開口１１３０を定義する。開口１１３０は、第１画素電極１１１０の中央部分を露出するのに形成される。パターン化構造は、上述したように四角、円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状とすることができる。各画素では、第２画素電極１１１４は、開口１１３０が所在する領域の周囲で、第２誘電体層１１１２上に形成される。図９に示されるように、第２画素電極１１１４は、第２誘電体層１１１２上に形成されたフランジ部１１１４ａと、開口１１３０を通して、フランジ部１１１４ａから第１画素電極１１１０に延伸した接続部１１１４ｂを有する。第２画素電極１１１４のフランジ部１１１４ａは、円形、楕円形、長方形、または多辺形の幾何学形状を有することができる。この他、共通電極１１１６は、第２誘電体層１１１２上に形成され、各画素領域の第２画素電極１１１４を、間隔を隔てて囲む。
【００７４】
１つの例として、第１画素電極１１１０は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはこれらの組み合わせにより形成され、約０.０１〜３.００μｍの範囲の厚さを有する。第１画素電極１１１０は、長方形の形状を有し、円形、楕円形、四角形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせであることもできる。
【００７５】
１つの例として、第２画素電極１１１４と共通電極１１１６は、透明、または不透明の導電材料により形成される。第１誘電体層１１０８は、ゲート絶縁膜１４０は、絶縁材料、例えば、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、または酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、またはその他の類似材料により形成される。第２誘電体層１１１２は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または例えば、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの有機絶縁材料により形成され、約０.０１〜１００.００μｍの範囲の厚さを有する。各画素内の第２誘電体層１１１２は、パターン化構造を有する。パターン化構造は、円形、楕円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状、または前述の形状のいずれでもない幾何学形状とすることができる。
【００７６】
第２画素電極１１１４は、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせを有し、約０.０１〜６.００μｍの範囲の厚さを有する。第２画素電極１１１４の寸法は、第２誘電体層１１１２の寸法より小さい。
【００７７】
液晶層は、第１基板１１０２と第２基板１１２０間に位置され、液晶分子１３２で充填される。１つの例では、液晶は、例えば、ねじれ型ネマティック液晶などの負の誘電異方性を有する液晶材料を用いることができる。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップ積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にあるものが選択される。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。液晶層内の液晶は、電場がかかっていない時に、第１基板１１０２と第２基板１１２０に垂直に配列され、液晶ディスプレイ装置１１００内の黒色表示に対応する。
【００７８】
また、第２基板１１２０は、例えば、ブラックマトリクス層１１２２を含み、第１基板１１０の画素領域外側の領域の漏光を防ぐ。偏光子（表示されていない）と検光子（表示されていない）も第１基板１１０２と第２基板１１２０の外表面上にそれぞれ配置されることができる。偏光子の偏光軸と検光子の吸収軸は好ましくは互いに直交する。
【００７９】
１つの例として、共通電極１１１６は、第１電位を有し、第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４と、共通電極１１１６の１つに電圧が供給された時、対応する電圧差が少なくとも１つの第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４と共通電極１１１６間に作り出され、第２画素電極１１１４に隣接した凸状（ｃｏｎｖｅｘ）傾斜電界が液晶層内で生成される。生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動する。
【００８０】
図１０Ａには、本発明の第九実施例に関する、液晶ディスプレイ装置１１００の単一画素の平面図が概略的に表されている。この第九実施例では、各画素は、両部分とも類似の構造を有する（ｉ）第１部１１４０、（ｉｉ）第２部１１５０、（ｉｉｉ）ゲートライン１１０４、（ｉＶ）データライン１１０６と、（Ｖ）共通電極１１１６を含む。図１０Ａでは、図の下方の左角は、スイッチング素子として機能するＴＦＴの構造を表しており、ゲートライン１１０４とデータライン１１０６の交差点上に形成される。このＴＦＴ（薄膜トランジスタ）は、当業者には周知慣用のものであり、ここでは説明を省略する。液晶ディスプレイ装置１１００の各第１部１１４０と第２部１１５０は、（ｉ）第１画素電極１１１０、（ｉｉ）第２誘電体層１１１２、（ｉｉｉ）第２画素電極１１１４と、（ｉｖ）第１画素電極１１１０に形成された複数のスリット１１２４を有する。複数のスリット１１２４に隣接した、生成された凹状（コンケイブ：ｃｏｎｃａｖｅ）傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動し、表示視野角を向上させる。
【００８１】
図１０Ｂには、図１０ＡのラインＡ−Ａ’とＢ−Ｂ’に沿った液晶ディスプレイ装置１１００の断面図が表されている。第１誘電体層１１０８は、第１基板上に形成される。この画素のデータライン１１０６、隣接の画素のデータライン１１０６’、第１画素電極１１１０と、第１画素電極の複数のスリット１１２４は、第１誘電体層１１０８上に形成される。これらの層の上部に第２誘電体層１１１２が形成される。続いて共通電極１１１６と第２画素電極１１１４が第２誘電体層１１１２上に形成される。第２画素電極１１１４と第１画素電極１１１０は、接触穿通孔または開口１１３０に接続される。共通電極１１１６は、第２画素電極１１１４と同一面上にあり、少なくとも部分的に第２画素電極を囲み、距離ｄＣＳが共通電極１１１６と第２画素電極１１１４間に定義される。この距離は、図９に示されるセルギャップｄｇａｐより大きい。
【００８２】
図１０Ａと図１０Ｂに示した第１画素電極１１１０は、１つの例として、約０.０１〜３.００μｍの範囲の厚さを有する。各画素の第２誘電体層１１１２の各画素は、パターン化構造を有する。パターン化構造は、四角、円形、楕円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状、または上述の構造のいずれでもない構造とすることができる。このパターン化構造は、約０.０１〜１００.００μｍの範囲の厚さを有し、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または有機絶縁材料より形成される。
【００８３】
１つの例として、第２誘電体層１１１２は、各第１部１１４０と第２部１１５０の中央近くにそれぞれ開口１１３０を有する。第２画素電極１１１４が第２誘電体層１１１２上に形成され、第２画素電極１１１４が第１画素電極１１１０に届くことから、第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４は、同一電位を有する。よって、第２画素電極１１１４は、画素の各第１部１１４０または第２部１１５０の中央近くに位置され、四角、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有することができる。第２画素電極１１１４の寸法は、第２誘電体層１１１２の寸法より小さい。
【００８４】
図１０ＡのラインＢ−Ｂ’に沿った液晶ディスプレイ装置１１００の断面図は、ラインＢ−Ｂ’に沿った図が（ｉ）島状の第２誘電体層１１１２、（ｉｉ）第２画素電極１１１４と、（ｉｉｉ）複数の第１画素電極スリット１１２４を含まないことを除いて、図１０ＡのラインＡ−Ａ’に沿った断面図に類似している。
【００８５】
図１１Ａ〜図１１Ｊには、本発明の各種の実施例に基づいた第１画素電極上の複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の各種の概略平面図を表している。
【００８６】
図１１Ａは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上に十字形に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００８７】
図１１Ｂは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上に二重の十字形状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００８８】
図１１Ｃは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上に十字形状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００８９】
図１１Ｄは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上に二重の十字形状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の１つの実施例の概略平面図を表している。
【００９０】
図１１Ｅは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上の四隅に対角状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９１】
図１１Ｆは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上の四隅に対角状で二重に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９２】
図１１Ｇは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上の四隅近傍に対角状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９３】
図１１Ｈは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上の四隅近傍に対角状で二重に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９４】
図１１Ｉは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上に複合十字（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｒｏｓｓ）形状と対角状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９５】
図１１Ｊは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上に十字形と対角複合（ｄｉａｇｏｎａｌ ｃｒｏｓｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ）形に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９６】
次に、図１２Ａ〜１２Ｃを参照しながら、第１画素電極スリットを有する液晶ディスプレイ装置のその他の例として、異なる形状の第２画素電極を有するいくつかのものを説明する。液晶ディスプレイ装置１４００、１４０２と、１４０４は、図９、１０Ａと、１０Ｂに示された液晶ディスプレイ装置の実施例とほぼ同一の構造を有する。唯一異なるのは、図１２Ａ〜１２Ｃの第２画素電極１４６０が異なる形状にあることである。第２画素電極１４６０の分岐近くの傾斜電界で生じた第２画素電極１４６０の形状は、希望する方向で液晶層の液晶を駆動し、表示視野角を向上するようにされている。
【００９７】
図１２Ａは、表示画素１４００の各第１部１４４０と第２部１４５０の十字形第２画素電極１４６０を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１４００の概略平面図を表している。
【００９８】
図１２Ｂは、表示画素１４０２の各第１部１４４０と第２部１４５０の対角状の形状（文字Ｘの形状）にされた第２画素電極１４６０を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１４０２の概略平面図を表している。
【００９９】
図１２Ｃは、表示画素１４０４の各第１部１４４０と第２部１４５０の複合十字形と対角状の形状とが組み合わされた形状の第２画素電極１４６０を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１４０４の概略平面図を表している。
【０１００】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、第２誘電体層スリットを有する液晶ディスプレイ装置を示している。図１３Ａ〜図１３Ｃには、第２誘電体層上に複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置１６００、１６０２と、１６０４の各種の例が概略的にそれぞれ表されている。図１３Ａでは、液晶ディスプレイ装置１６００は、複数の表示画素より形成される。各表示画素は、第１部１６４０と第２部１６５０を有する。各第１部１６４０と第２部１６５０は、第１基板（図示されていない）、第１誘電体層（ｅ.ｇ．，ゲート絶縁膜）（図示されていない）、第２誘電体層（ｅ.ｇ．，保護層）１６１２、第１画素電極（図示されていない）、複数の第２画素電極１６１４、第２誘電体層１６１２、共通電極１６１６、ゲートライン１６０４、データライン１６０６、複数の液晶と、第２基板（図示されていない）を有する。ここでの開示した内容は、図９、１０Ａと、１０Ｂで説明した内容と関連して理解することができる。ここで表されていない全ての素子は、上述の開示で詳述された符号と同じ最後の二桁の数字を有するそれらの素子と類似しており、上述の開示内容を参照することにより同様な一部と見なすことができるので、ここでは繰り返して説明することを省略する。
【０１０１】
第１誘電体層は、第１基板上に誘電材料で形成される。複数のゲートライン１６０４と複数のデータライン１６０６は、第１誘電体層上に形成される。複数のゲートライン１６０４は、第１方向に配列され、複数のデータライン１６０６は、第２方向で複数のゲートライン１６０４に交差して配列され、複数の画素を定義する。１つの例としては、複数の画素は、マトリクス配列される。第１方向は、画素マトリクスの列方向に対応し、第２方向は、画素マトリクスの行方向に対応する。
【０１０２】
画素の各第１部１６４０と第２部１６５０は、第１画素電極１６１０、第２画素電極１６１４と、共通電極１６１６を含む。第１画素電極１６１０は、第１誘電体層１６０８上に形成され、第１誘電体層１６０８の隣接のデータライン１６０６とゲートライン１６０４と間隔を隔てられる。第２誘電体層１６１２は、複数の第１画素電極１６１０、複数のゲートライン１６０４、複数のデータライン１６０６と、第１誘電体層１６０８の残りの部分を覆うように形成される。第２誘電体層１６１２は、画素の各第１部１６４０と第２部１６５０内に複数のスリット１６２４を有する。各画素では、第２画素電極１５４は、開口が所在する領域の周囲で、保護層１７０上に形成される。また、共通電極１６１６は、第２誘電体層１６１２上に形成され、各画素領域の第２画素電極１６１４を隔て、少なくとも部分的に囲む。
【０１０３】
１つの例としては、第１画素電極１６１０は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはこれらの材料の組み合わせにより形成され、約０.０１〜３.００μｍの範囲の厚さを有する。
【０１０４】
１つ例としては、第２画素電極１６１４と共通電極１６１６は、透明、または不透明の導電材料により形成される。第１誘電体層１６０８は、ゲート絶縁膜１４０は、例えば、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、または酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、またはその他の類似材料などの絶縁材料により形成される。第２誘電体層１６１２は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または例えば、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの有機絶縁材料により形成され、約０.０１〜１００.００μｍの範囲の厚さを有する。
【０１０５】
第２画素電極１６１４は、四角形、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有し、約０.０１〜６.００μｍの範囲の厚さを有する。第２画素電極１６１４の寸法は、第２誘電体層１６１２の寸法より小さい。
【０１０６】
液晶層は、第１基板１６０２と第２基板１６２０間に位置され、液晶１６１８で充填される。１つの例としては、液晶は、例えば、ねじれ型ネマティック液晶などの負の誘電異方性を有する液晶材料を用いることができる。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップとの積が約０.０１〜１０.００μｍの範囲にある製品が選択される。液晶層内の液晶１６１８は、電場がかかっていない時に、第１基板１６０２と第２基板１６２０に垂直に配列され、液晶ディスプレイ装置の黒色表示に対応する。
【０１０７】
１つの例として、共通電極１６１６は、第１電位を有し、第１画素電極１６１０と第２画素電極１６１４は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極１６１０と第２画素電極１６１４と、共通電極１６１６の１つに電圧が供給され、第１画素電極１６１０と第２画素電極１６１４と、共通電極１６１６の１つ間に対応する電圧差が作り出された時、傾斜電界が液晶層内で生成される。
【０１０８】
また、１つの例として、第２誘電体層１６１２は、複数のスリット１６２４を有する。複数のスリット１６２４は、十字形状、二重の十字形状、対角形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせの幾何学形状に配列される。複数のスリット１６２４の近くに生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動し、表示視野角を向上させる。
【０１０９】
図１３Ａは、表示画素１６００の各第１部１６４０と第２部１６５０のために十字形に配列された複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１６００の概略平面図を表している。
【０１１０】
図１３Ｂは、表示画素１６０２の各第１部１６４０と第２部１６５０のために対角状に配列された複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１６０２の概略平面図を表している。
【０１１１】
図１３Ｃは、表示画素１６０４の各第１部１６４０と第２部１６５０のために複合十字形と対角状に配列された複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１６０４の概略平面図を表している。
【０１１２】
また、上述した液晶ディスプレイ装置の製造方法は、第１基板に面する第２基板を提供するステップ、第１基板と第２基板の間に液晶層を形成するステップと、液晶層に面する突出構造の存在なしに、第２基板と液晶層の間に形成される共通電極を形成するステップを更に含む。この液晶は液晶層内に充填される。液晶は、負の誘電異方性を有する。
【０１１３】
本発明では、特に、保護パターン化構造によって間隔を隔てられた第１画素電極と第２画素電極と、第２画素電極と同じ層上に形成された補助共通電極を有する液晶ディスプレイ装置を開示する。保護パターン化構造は、第２画素電極が開口によって第１画素電極に電気的接続される開口を有する。このような液晶ディスプレイ装置のため、操作では、補助共通電極と共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。よって、液晶ディスプレイ装置は、ディスプレイの広視野角、高透過率、高コントラストと、高速応答速度で操作することができる。
【０１１４】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】第一実施例に関する液晶ディスプレイ装置の概略断面図。
【図２】第二実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図３】第三実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図４】第四実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図５】第五実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図６】第六実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図７】第七実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図８】第八実施例に関する液晶ディスプレイ装置の製造工程（ａ）〜（ｆ）の概略図。
【図９】第九実施例に関する液晶ディスプレイ装置の表示画素の断面図。
【図１０Ａ】第九実施例に関する液晶ディスプレイ装置の表示画素の平面図。
【図１０Ｂ】図１０ＡのラインＡ−Ａ’とＢ−Ｂ’とに沿った液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略断面図。
【図１１Ａ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｂ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｃ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｄ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｅ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｆ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｇ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｈ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｉ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｊ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１２Ａ】複数の第２画素電極パターンを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１２Ｂ】複数の第２画素電極パターンを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１２Ｃ】複数の第２画素電極パターンを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１３Ａ】第２誘電体層上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１３Ｂ】第２誘電体層上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１３Ｃ】第２誘電体層上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１４】従来の液晶ディスプレイ装置の概略断面図。
【符号の説明】
【０１１６】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、１１００、１４００、１４０２、１４０４、１６００、１６０２、１６０４ 液晶ディスプレイ装置
１０２ ブラックマトリクス層
１１０、８１０、１１０２ 第１基板
１２０、１１２０ 第２基板
１３０、６３０、７３０ 液晶層
１３２ 液晶分子
１４０ ゲート絶縁膜（第１誘電体層）
１５２、２５２、３５２、４５２、５５２、６５２、８５０、１１１０ 第１画素電極
１５４、２５４、３５４、６５４、８９２、１１１４、１４６０、１６１４ 第２画素電極
１５４ａ フランジ部
１５４ｂ 接続部
１５６、６５６、８９６ 補助共通電極
１６０ データライン
１７０ 保護層（第２誘電体層）
１７２、２７５、８８２、１１３０ 開口
１８０、６８０、１１１６、１６１６ 共通電極
１８２ カラーフィルター
１９２ 第１垂直配向層
１９４ 第２垂直配向層
２０１ 画素領域
２０２ サブピクセル領域
２１０ 基板
２２０ スキャン（ゲート）ライン
２３０ データライン
２４０ ゲート絶縁層
２５６ 補助共通電極
２７０、８７０ 保護層
２７２、３７２、４７２、５７２、６７２、７７２ パターン化構造
２７４ エッジ部
２８０ 薄膜トランジスタ
６２２、６２４ 位置
６２５ 中央領域
６３５、７３５ 傾斜した等電位線
６７４ 画素の残りの領域（周囲領域）
６９０、７９０ 透光率曲線
６９２、６９４、７９２、７９４ 透光率の最小値
７２２、７２４ 保護パターン化構造
８１２ 切り換え領域
８１４ 画素領域
８２０ ゲート電極
８３０ 誘電体層（ゲート絶縁膜）
８４０ 半導体層（アモルファスシリコン層）
８４２ 第１接触部
８４４ 第２接触部
８４５ 接触層（ドープアモルファスシリコン層）
８６０ 金属層
８６２ 第１部分
８６４ 第２部分
９００ 垂直配向モード
９１０ 層
９１２ 突出構造
９２０ カラーフィルター基板
１１０４、１６０４’ ゲートライン
１１０６、１１０６’、１６０６ データライン
１１０８ 第１誘電体層（ゲート絶縁膜）
１１１２、１６１２ 第２誘電体層（保護層）
１１１４ａ フランジ部
１１１４ｂ 接続部
１１１８、１６１８ 液晶
１１２２ ブラックマトリクス層
１１２４、１６２４ スリット
１１４０、１４４０、１６４０ 第１部
１１５０、１４５０、１６５０ 第２部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイパネルに関し、特に、パターン化された構造を用いてディスプレイの視野角、光線透過率、コントラスト比と、応答時間を向上する液晶ディスプレイ装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）は、小電力を用いながら良質の画像表示ができるため、表示装置として一般的に用いられている。液晶ディスプレイ装置は、液晶セルと対応する液晶セルとそれぞれ連結した画素素子から形成された液晶ディスプレイパネルを含み、液晶コンデンサと蓄積コンデンサを有し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が液晶コンデンサと蓄積コンデンサに接続される。これらの画素素子は、複数の画素列と複数の画素行を有するマトリクスの形式で実質的に配列される。一般的に、スキャン信号が複数の画素列に順次に供給され、一行づつ画素素子を順次にオンにする。スキャン信号が画素列の画素素子の対応するＴＦＴをオンにするため、画素列に供給された時、画素列のためのソース信号は、（画像信号）複数の画素列に同時に供給され、対応する画素列の液晶コンデンサと蓄積コンデンサを充電し、画素列と連結した対応する液晶セルの方向を配列して、その箇所の透過率を制御する。全ての画素列の手順を繰り返すことで、全ての画像素子は、画像信号の対応するソース信号が提供され、画像信号を表示する。
【０００３】
液晶分子は、液晶分子の長く薄い形状により、一定方向の配列を有する。液晶ディスプレイパネルの液晶セル内の液晶分子の方向は、光線の透過率に対して重要な役割を担う。例えば、ねじれ型ネマティック液晶（ＴＮ（Ｔｗｉｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶）ディスプレイでは、液晶分子が斜め方向にある時、入射方向からの光が各種の異なる反射率の影響を受け易い。液晶ディスプレイの機能性が複屈折効果に基づくものであることから、光の透過率は、異なる視野角に伴って変化する。このような光線の透過率の違いにより、液晶ディスプレイの最適な視野は、狭い視野角内に限定される。液晶ディスプレイの限られた視角は、液晶ディスプレイに関連した主な欠点の１つであり、液晶ディスプレイのアプリケーションを制限する主な原因である。
【０００４】
液晶ディスプレイの視角を増すためのいくつかの方法、例えば、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ：ｉｎ−ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）とマルチドメイン垂直配向（マルチドメインバーチカルアライメント／ＭＶＡ：Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）などが存在する。ＩＰＳモードは、櫛型インターデジタル電極を用い、基板の平面に電場を供給することで、液晶分子を基板に沿って配列し、広視野角モニターまたはその他のアプリケーションに用いる広視野角を提供する。しかしながら、ＩＰＳが広視野角を提供しても、高電圧を必要とし、低開口率を有する。また、平面電場構造により、ＩＰＳモードは、本質的にひどい画像残留を有する。
【０００５】
マルチドメイン垂直配向モードは、負の誘電異方性と垂直配向膜を有する液晶材料を用いている。垂直配向モードに電圧が供給されない時、液晶分子は、垂直方向に配列され、液晶分子に通過する光がないため、黒色表示が現れる。既定の電圧が供給された時、液晶分子は、水平方向に配列され、光が液晶分子に通過するため、白色表示が現れる。垂直配向モードは、ディスプレイの高コントラスト比と高速応答速度を提供する。また、マルチドメイン配向は、液晶分子を異なる角度で傾斜させる突出構造を導入することで達成されるため、白色表示と黒色表示の優れた視野角特性を提供する。図１４に表されるように、従来の垂直配向モード９００は、カラーフィルター基板９２０上に形成された突出構造９１２を有する層９１０を用いて液晶ドメインを分割する。その結果、垂直配向モードは、製造中に余分なフォトリソグラフィーステップを必要とし、よって、生産コストを増加する。また、突出構造９１２は、黒色表示の漏光により、ディスプレイのコントラスト比を低くさせる可能性がある。
【０００６】
よって、従来技術には、これまで取り組まれずにいた、前述の欠損と欠点があり、これの改善に取り組む必要がある。
【０００７】
上述した従来技術に関する先行技術文献については、以下の特許文献が存在する。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７０１６００１号明細書
【特許文献２】米国特許第６９５４２４８号明細書
【特許文献３】米国特許第６９２２４８３号明細書
【特許文献４】米国特許第６９００８６９号明細書
【特許文献５】米国特許第６８８８５９８号明細書
【特許文献６】米国特許第６８７３３８６号明細書
【特許文献７】米国特許第６８５３４２７号明細書
【特許文献８】米国特許第６８３６３０６号明細書
【特許文献９】米国特許第６７７４９６７号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００６／０１４５９８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、マルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイに関する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、互いに隔てて位置され、それらの間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、第１基板と第２基板間のセルギャップ間に位置された液晶層と、第１基板上で第１方向に配列された複数のスキャンラインと、第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、複数のスキャンラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。また、本発明の液晶ディスプレイ装置は、第２基板上に形成された共通電極も有する。
【００１１】
本発明における各画素は、第１基板上に形成された第１誘電体層、第１誘電体層上に形成された第１画素電極、第１画素電極の一部を露出した開口を有する第１画素電極上に少なくとも形成された第２誘電体層、開口が位置された領域の第２誘電体層上に形成されることで、開口によって第１画素電極に接続される第２画素電極と、第２誘電体層上に形成され、第２画素電極を間隔を隔てて囲む補助共通電極を含むものである。
【００１２】
本発明の液晶ディスプレイ装置における第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせにより形成されることが好ましい。第１画素電極は、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。第２画素電極は、円形、長方形、多辺形の幾何学形状を有することが好ましい。本発明の液晶ディスプレイ装置における第２画素電極と補助共通電極とは、その間にセルギャップより大きい距離を形成しておくことが好ましい。また、この第２画素電極と補助共通電極は、透明、または不透明の導電材料により形成されることが好ましい。
【００１３】
本発明の液晶ディスプレイ装置における各画素の第２誘電体層は、パターン化構造を有し、パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状であることが好ましい。この第２誘電体層は、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)より形成され、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有する好ましい。
【００１４】
本発明の液晶ディスプレイ装置における液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶を含む。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップとの積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にあるものを選択することが望ましい。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。液晶分子は、電場がかかっていない時に、第１基板と第２基板に垂直に配列される。
【００１５】
液晶ディスプレイ装置の操作においては、第１画素電極と共通電極の１つに電圧が供給された時、第１画素電極と共通電極間に対応した電圧差が作り出され、傾斜電界が液晶層内に生成されるようにすることが好ましい。生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶分子を駆動する。共通電極と補助共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有することが好ましい。
【００１６】
その他の形態としての本発明の液晶ディスプレイ装置は、第１基板と第１基板と離れて位置された第２基板、第１基板と第２基板間に位置された液晶層と、第１基板上に形成された複数の画素を含む。各画素は、第１基板上に形成された第１画素電極、誘電体層上に形成された第２画素電極と、誘電体層上に形成され、第２画素電極を、間隔を隔てて囲む補助共通電極を有する。誘電体層は、第１画素電極上に形成され、第１画素電極の一部を露出した開口を有するパターン化構造を有することで第２画素電極が１つの開口によって第１画素電極に接続される。このパターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を有することが好ましい。また、この他の形態の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、第２基板と液晶層間に形成された共通電極を含む。
【００１７】
この他の形態の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における液晶層は、電場がかかっていない時に、第１基板と第２基板に垂直に配列される複数の液晶を含むことが好ましい。
【００１８】
この他の形態の本発明に係る液晶ディスプレイ装置の操作では、共通電極と補助共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の液晶ディスプレイ装置の製造方法は、（ａ）第１基板を提供するステップ、（ｂ）第１基板上に複数のゲート電極を形成し、各一対の相隣するゲート電極がその間に、対応するゲート電極が形成された切り換え領域に隣接した画素領域を定義するステップ、（ｃ）第１基板と複数のゲート電極上に誘電体層を形成するステップ、（ｄ）各切り換え領域の誘電体層上に半導体層を形成するステップ、（ｅ）半導体層上に第１部分と、第１部分と隔てられた第２部分を有する接触層を形成するステップと、（ｆ）各画素領域の誘電体層上に第１画素電極を形成するステップ、（ｇ）各切り換え領域の半導体層と接触層上に、データラインに接続された第１部分と、第１部分と隔てられ、対応する画素領域内の第１画素電極に接続された第２部分を有する金属層を形成するステップ、（ｈ）各切り換え領域の金属層上と、各画素領域の第１画素電極上に、画素領域内に形成された少なくとも１つの開口を有し、第１画素電極の一部を露出する保護層を形成するステップと、（ｉ）各画素領域の保護層上に、第３画素電極と、対応する第１画素電極に接続され、且つ第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップを含む。
【００２０】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法は、第１基板と隔てて第２基板を位置付けるステップ、第１基板と第２基板間に液晶層を形成するステップと、第２基板と液晶層間に形成される共通電極を形成するステップを更に含むことが好ましい。
【００２１】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法における半導体層は、アモルファスシリコン、またはポリシリコンであることが好ましい。また、接触層は、ドープアモルファスシリコン、またはドープポリシリコンであることが好ましく、ドープアモルファスシリコンは、ｎ＋ドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉ）、またはp＋ドープアモルファスシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）であることが好ましく、ドープポリシリコンは、ｎ＋ドープポリシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ｐ−Ｓｉ）、またはp＋ドープポリシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ ｐ−Ｓｉ）であることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法における第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせであることが好ましい。この第１画素電極は、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。各第２画素電極と第３画素電極は、透明、または不透明の導電材料であることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の製造方法における保護層は、各画素領域に形成された少なくとも１つの開口を有し、第１画素電極の一部を露出することで、第２画素電極が少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続される。この各画素の保護層は、パターン化構造も有する。パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状であることが好ましい。また、各画素領域の保護層のパターン化構造は、エッチングプロセスにより形成されることが好ましい。この保護層は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または有機絶縁材料からなることが好ましく、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００２４】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置の別の製造方法では、第１基板と第１基板と隔てて位置された第２基板を提供するステップ、第１基板上に複数の切り換え部材を形成し、各一対の隣接する切り換え部材間に画素領域を定義するステップ、各画素領域の第１基板上に、対応する切り換え部材に接続された第１画素電極を形成するステップ、複数の切り換え部材と各画素領域の第１画素電極上に保護絶縁層（ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を形成し、切り換え部材と第１画素電極を保護するステップ、各画素領域の保護絶縁層上に、第３画素電極と、第１画素電極に接続され、且つ第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップと、第１基板と第２基板間に液晶層を形成するステップを含む。
【００２５】
この別の製造方法における保護絶縁層は、各画素領域のパターン化構造を有する。パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状であることが好ましい。この保護絶縁層は、画素領域内に形成された少なくとも１つの開口を有し、第１画素電極の一部を露出する。この別の製造方法における第２画素電極は、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続される。
【００２６】
この別の製造方法における切り換え部材は、基板上に形成されたゲート電極と、データラインに接続されたソース電極と、第１画素電極に接続されたドレイン電極をそれぞれ有する。
【００２７】
この別の製造方法における第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせであることが好ましい。また、第２画素電極と第３画素電極は、導電材料であることが好ましい。
【００２８】
また、他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、（ｉ）第１基板と第１基板と隔てて位置され、セルギャップを定義する第２基板、（ｉｉ）第１基板と第２基板間のセルギャップに位置された液晶層と、（ｉｉｉ）第１基板上の第１方向で配列された複数のゲートラインと、第１基板上の第１方向に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。この場合の各画素は、第１部と第２部を有し、各画素は、（ａ）第１基板上に形成された第１誘電体層、（ｂ）第１誘電体層上に形成された第１画素電極、（ｃ）第１画素電極を少なくとも一部覆うように形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の第１画素電極を露出する第２誘電体層、（ｄ）第２誘電体層上に形成され、少なくとも１つの開口が形成された箇所に隣接することで、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続できる第２画素電極、（ｅ）第２誘電体層上に形成された共通電極を有する。
【００２９】
この他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における第２画素電極と共通電極とは、透明、または不透明の導電材料により形成されることが好ましい。また、第２画素電極は、約０.０１〜６.００μｍの範囲の厚さを有し、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせであることが好ましい。また、第２画素電極の幅は、第２誘電体層の厚みより小さいことが好ましい。
【００３０】
この他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における液晶層は、液晶を含む。この液晶層は、負の誘電異方性を有することが好ましく。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップとの積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にあるものを選択することが望ましい。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。
【００３１】
この他の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における共通電極は、第２画素電極と同一面上にあり、第２画素電極を囲み、距離が第２画素電極と共通電極間に定義される。前記距離は、セルギャップより大きいことが好ましい。この共通電極は、第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極と第２画素電極と、共通電極の１つに電圧が供給された時、対応した電圧差が作り出され、傾斜電界が液晶層内に生成されることが好ましい。この生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動する。
【００３２】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、第１画素電極に形成された複数のスリットを含むことが好ましい。この複数のスリットは、第１画素電極内、または第１画素電極の端に沿って形成されるもので、十字形、二重の十字形状、対角の形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせの形状のパターンを有するように形成されることが好ましい。このスリットは、画素の第１部と第２部の中央に位置された第２画素電極の周囲に対称的に形成されることが好ましい。
【００３３】
また、別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、（ｉ）互いに隔てて位置され、セルギャップを定義する第１基板と第２基板、（ｉｉ）第１基板と第２基板間のセルギャップ間に位置された液晶層と、（ｉｉｉ）第１基板上で第１方向に配列された複数のゲートラインと、第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。この各画素は、第１部と第２部を有する。前記画素は、（ａ）第１基板上に形成された第１誘電体層、（ｂ）第１誘電体層上に形成された第１画素電極、（ｃ）第１画素電極を少なくとも部分的に覆うように形成され、画素の内部、外部と、少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の第１画素電極を露出し、画素の各第１部と第２部が内部と外部を有する第２誘電体層、（ｄ）第２誘電体層の内部の中央に形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口に隣接することで、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続できる第２画素電極と、（ｅ）第２誘電体層上に形成された共通電極を有する。
【００３４】
この別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置における第２誘電体層の内部は、四角、円形、楕円形、多辺形、十字形、対角形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有することが好ましい。
【００３５】
さらに別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、（ｉ）互いに隔てて位置され、セルギャップを定義する第１基板と第２基板、（ｉｉ）第１基板と第２基板間のセルギャップ間に位置された液晶層と、（ｉｉｉ）第１基板上で第１方向に配列された複数のゲートラインと、第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを有する。この各画素は、第１部と第２部を有する。前記画素は、（ａ）第１基板上に形成された第１誘電体層、（ｂ）第１誘電体層上に形成された第１画素電極、（ｃ）第１画素電極を少なくとも部分的に覆うように形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の第１画素電極を露出する第２誘電体層、（ｄ）第２誘電体層の中央に形成され、画素の少なくとも１つの第１部と第２部の少なくとも１つの開口に隣接することで、少なくとも１つの開口によって第１画素電極に接続できる第２画素電極と、（ｅ）第２画素電極の周囲に対称的に形成された複数のスリットと、（ｆ）第２誘電体層上に形成された共通電極を有する。
【００３６】
この、さらに別の本発明に係る液晶ディスプレイ装置の複数のスリットは、円形、楕円形、長方形、多辺形、十字形、対角形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００３７】
本発明のマルチドメイン垂直配向型の液晶ディスプレイ装置では、特に、保護層のパターン化構造によって間隔を隔てられた第１画素電極と第２画素電極と、第２画素電極と同じ層上に形成された補助共通電極を有するものを開示する。保護層のパターン化構造は、第２画素電極が開口によって第１画素電極に電気的接続される開口を有する。このような液晶ディスプレイ装置の操作では、補助共通電極と共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。よって、液晶ディスプレイ装置は、ディスプレイの広視野角、高透過率、高コントラストと、高速応答速度で操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００３９】
図１〜図１３を参照しながら本発明の実施例の説明を行う。本発明の目的に従って、ここで具体的に広く説明されるように、本発明は、ある一形態において保護パターン化構造（パッシベーション パターン ストラクチャ：ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いてディスプレイの視野角、光線透過率、コントラスト比と、応答時間を向上する液晶ディスプレイ装置に関するものである。
【００４０】
図１に示すように、本発明の１つの第一実施例に基づいた液晶ディスプレイ装置１００が概略的に表されている。この第一実施例では、液晶ディスプレイ装置１００は、第１基板１１０、ゲート絶縁膜（第１誘電体層）１４０、保護層（第２誘電体層）１７０、第１垂直配向層１９２、複数の第１画素電極１５２、複数の第２画素電極１５４、複数の補助共通電極１５６、複数のスキャンラインと複数のデータライン１６０を含む。
【００４１】
ゲート絶縁膜１４０は、第１基板１１０上で誘電材料により形成される。複数のスキャンライン（図示されていない）と複数のデータライン１６０は、ゲート絶縁膜１４０によって絶縁される。複数のスキャンラインは、第１方向で配列され、複数のデータライン１６０は、第１基板１１０上で第２方向に複数のスキャンラインと交差して配列され、複数の画素を定義する。１つの実施例では、複数の画素はマトリクス配列される。第２方向が画素マトリクスの行方向に対応する時、第１方向は画素マトリクスの列方向に対応する。各画素は、第１画素電極１５２、第２画素電極１５４と、補助共通電極１５６を含む。第１画素電極１５２は、ゲート絶縁膜１４０上に形成され、隣接するデータライン１６０とスキャンラインと間隔を隔てられる。保護層１７０は、複数の第１画素電極１５２、複数のデータライン１６０と、ゲート絶縁膜１４０の残り部分を被覆するように形成される。保護層１７０は、各画素領域に開口１７２が形成されたパターン化構造を有する。開口１７２は、第１画素電極１５２の中央部分を露出するのに形成される。パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を有する。各画素では、第２画素電極１５４は、開口が所在する領域の周囲で、保護層１７０上に形成される。図１に示されるように、第２画素電極１５４は、保護層１７０上に形成されたフランジ部１５４ａと、開口１７２を通して、フランジ部１５４ａから第１画素電極１５２に延伸した接続部１５４ｂを有する。第２画素電極１５４のフランジ部１５４ａは、円形、長方形、または多辺形の幾何学形状を有することができる。この他、補助共通電極１５６は、保護層１７０上に形成され、各画素領域の第２画素電極１５４を隔てて囲む。補助共通電極１５６と第２画素電極１５４は、その間に距離Ｄを定義する。
【００４２】
第１垂直配向層１９２は、第２画素電極１５４、補助共通電極１５６と、保護層１７０の残りの部分上に形成される。
【００４３】
この第一実施例では、第１画素電極１５２は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせにより形成され、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有する。第２画素電極１５４と補助共通電極１５６は、透明または不透明の導電材料により形成される。ゲート絶縁膜１４０は、絶縁材料、例えば、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、または酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、またはその他の類似材料により形成される。保護層１７０は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または例えば、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの有機絶縁材料により形成され、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有する。
【００４４】
この他、液晶ディスプレイ装置１００は、第２基板１２０、液晶層１３０、共通電極１８０、カラーフィルター１８２と、第２垂直配向層１９４も含む。
【００４５】
図１に示されるように、第２基板１２０は、第１基板１１０に面して対向設置される。カラーフィルター１８２は、第２基板１２０上に形成される。共通電極１８０は、カラーフィルター１８２上に形成される。続いて第２垂直配向層１９４が共通電極１８０上に形成される。液晶層１３０は、第１垂直配向層１９２と第２垂直配向層１９４間に形成される。液晶層１３０は、第１垂直配向層１９２と第２垂直配向層１９４間のセルギャップに対応する厚さＨを有する。
【００４６】
液晶層１３０は、液晶分子１３２で充填される。第一実施例では、液晶は、例えば、ねじれ型ネマティック液晶（ＴＮ（Ｔｗｉｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶、）などの負の誘電異方性を有する液晶材料からなる。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップＨ積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にある製品が選択される。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。液晶層１３０内の液晶は、電場がかかっていない時に、第１基板１１０と第２基板１２０に垂直に配列され、液晶ディスプレイ装置１００内の黒色表示に対応する。
【００４７】
第１垂直配向層１９２と第２垂直配向層１９４は、１つ、または複数の第１（または第２）画素電極１５２（または１５４）、補助共通電極１５６と、共通電極１８０に電圧が供給されない時に配列される。液晶分子は、光線が第２垂直配向層１９４を通過しないように配列される。電圧が供給された時、液晶分子は、第１垂直配向層１９２内に入射した光線が第２垂直配向層１９４を通過するように配列される。この第一実施例では、各第１と第２垂直配向層は、８０度のプレチルト角（電圧を与えたときの液晶分子の起きあがり角度）を有することができる。
【００４８】
また、第２基板１２０は、例えば、ブラックマトリクス層１０２を含み、第１基板１１０の画素領域外側の領域の漏光を防ぐことができる。偏光子と検光子も第１基板１１０と第２基板１２０の外表面上にそれぞれ配置されることができる。偏光子の偏光軸と検光子の吸収軸は好ましくは互いに直交する。
【００４９】
上記した第一実施例のような本発明によることで、従来技術において、共通電極上に形成される突出構造を有する層は必要でなくなる。
【００５０】
このような液晶ディスプレイ装置１００の構成は、第１（または第２）画素電極１５２（または１５４）、補助共通電極１５６と、共通電極１８０の１つに電圧が供給され、第１（または第２）画素電極１５２（または１５４）と補助共通電極１５６間に電圧差を作り出した時、傾斜電界が液晶層内で生じる。生成された傾斜電界は、共通電極上に形成された突出構造がある層の存在なしで、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動する。本実施例では、共通電極と補助共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。
【００５１】
図２には、本発明の第二実施例に関する液晶ディスプレイ装置２００が概略的に表されている。図２（ａ）は、液晶ディスプレイ装置２００の単一画素の平面図を示しており、図２（ｂ）は図２（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置２００の断面図である。
【００５２】
液晶ディスプレイ装置２００は、基板２１０、基板２１０上に形成されたゲート絶縁層２４０と、互いに交差して形成され、且つゲート絶縁膜２４０で絶縁された複数のスキャン（ゲート）ライン２２０とデータライン２３０をそれぞれ含み、それらが交差する複数の画素領域２０１を定義する。図２に示されたこの実施例では、画素領域２０１は、二つのサブピクセル領域２０２を含む。液晶ディスプレイ装置２００は、複数の第１画素電極２５２を更に含む。各画素電極２５２は、ゲート絶縁膜２４０上の対応するサブピクセル領域２０２内に形成される。
【００５３】
保護層２７０は、複数の第１画素電極２５２、複数のスキャンライン２２０とデータライン２３０と、ゲート絶縁膜２４０の残り部分上に形成される。図２に示されるように、保護層２７０は、各サブピクセル領域２０２でパターン化され、開口２７５を有するパターン化構造２７２と、パターン化構造２７２を囲むエッジ部２７４を有する。開口２７５は、第１画素電極２５２の一部が露出されるように形成される。パターン化構造２７２と周囲のエッジ部２７４は、互いに間隔を隔てられている。
【００５４】
この第二実施例では、パターン化構造２７２は各サブピクセル領域２０２の中央領域に位置された四角形状を有する。保護パターン化構造２７２は、傾斜電界を誘起することで液層層内の等電位線を斜めにするのに用いられる。このような傾斜した等電位線は、液晶層内の液晶を希望する方向に移動させて、液晶の伝送時間を減少することができる。よって、液晶の高速な応答時間を達成することができる。
【００５５】
また、液晶ディスプレイ装置２００は、各サブピクセル領域２０２の保護層２７０のパターン化構造２７２上に形成された第２画素電極２５４と、各サブピクセル領域２０２の保護層２７０の周囲のエッジ部２７４上に形成された補助共通電極２５６を含む。第２画素電極２５４は、開口２７５を通して第１画素電極２５２に電気的接続するために形成される。補助共通電極２５６は、第２画素電極２５４と間隔を隔てて、第２画素電極２５４を囲む。
【００５６】
薄膜トランジスタ２８０はスイッチング素子として用いられ、ゲートライン２２０とソースライン２３０の交差点上に形成される。例えば、薄膜トランジスタ２８０は、ゲートライン２２０から延伸したゲート電極、ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜２４０、ゲート電極上方のゲート絶縁膜２４０上に形成されたチャネル層（図示しない）、ソースライン２３０から延伸し、選択された部分によりチャネル層の一方側と重畳されるソース電極と、選択された部分によりチャネル層の他方側と重畳され、第１画素電極２５２と第２画素電極２５４に接続されたドレイン電極を含む。薄膜トランジスタ２８０は、ゲートライン２２０に供給された信号に応じて、データライン２３０に供給された信号を第１（第２）画素電極２５２（２５４）に伝送することができる。
【００５７】
図３〜図５は、本発明に基づいた液晶ディスプレイ装置３００、４００、または５００の各種の実施例を表している。液晶ディスプレイ装置の各実施例は、独特の形状の保護パターン化構造を含む。例えば、図３に示された第三実施例では、液晶ディスプレイ３００は、第１画素電極３５２上に設置された十字のような形状を有する保護パターン化構造３７２を有する。第２画素電極３５４は、保護パターン化構造３７２上に形成されて第１画素電極３５２に接続される。このような配置では、保護パターン化構造３７２は、列（Ｘ）と行（Ｙ）の方向に沿って傾斜した等電位線を生成することができる。この傾斜した等電位線は、液晶をＸとＹ方向に沿って希望する方向に移動させることができる。尚、図３（ａ）は、液晶ディスプレイ装置３００の単一画素の平面図を示しており、図３（ｂ）は図３（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置３００の断面図である。
【００５８】
図４に示された第四実施例では、液晶ディスプレイ装置４００は、第１画素電極４５２上に形成された、文字Ｘのような形状を有する保護パターン化構造４７２を有する。このような保護パターン化構造４７２は、サブピクセル領域の二つの対角方向に沿った傾斜した等電位線を誘起することができる。尚、図４（ａ）は、液晶ディスプレイ装置４００の単一画素の平面図を示しており、図４（ｂ）は図４（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置４００の断面図である。
【００５９】
図５に示された第五実施例では、液晶ディスプレイ装置５００は、第１画素電極５５２上に形成された、星のような形状（放射状）の保護パターン化構造５７２を有しており、ＸとＹ方向と、対角方向に沿って形成されるように傾斜した等電位線を誘起することができる。尚、図５（ａ）は、液晶ディスプレイ装置５００の単一画素の平面図を示しており、図５（ｂ）は図５（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置５００の断面図である。
【００６０】
本発明に関する当業者でなら分かるように、本発明は、その他の形状の保護層のパターン化構造を用いて実施することもできる。
【００６１】
図６は、本発明の第六実施例に関する、液晶層６３０内に形成された傾斜した等電位線６３５を表す透光率曲線６９０（図６（ａ））と液晶ディスプレイ装置６００（図６（ｂ））の断面図を表している。液晶ディスプレイ装置６００は、保護パターン化構造６７２で間隔を隔てられた第１画素電極６５２と第２画素電極６５４と、第２画素電極６５４と同一層上に形成された補助共通電極６５６を有する。保護パターン化構造６７２は、第２画素電極６５４が開口によって第１画素電極６５２に電気的接続される開口を有する。また、保護パターン化構造６７２の特徴は、特定の幾何学的な形状と所定幅Ｒ１を有することである。液晶ディスプレイ装置６００は、共通電極（或いは、カラーフィルター）６８０上に形成される突出層がない。このような液晶ディスプレイ装置６００のために、操作では、補助共通電極６５６と共通電極６８０は、同一の第１電位を有し、第１画素電極６５２と第２画素電極６５４は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極６５２と第２画素電極６５４間の保護パターン化構造６７２は、保護パターン化構造６７２が形成された画素の中央領域の傾斜電界を誘起し、共通電極６８０と第１画素電極６５２間の電圧差は、画素の残りの領域（周囲領域）６７４の傾斜電界を誘起する。よって、液晶は、液晶層６３０内で誘起された傾斜電界により、希望する方向に配列されることができる。誘起された傾斜電界は、図６の傾斜した等電位線６３５に示される。液晶ディスプレイ装置６００の対応する透光率曲線６９０は、図６に示される。この第六実施例では、画素の中央領域６２５の透光率が得られず、画素の残りの領域の透光率が得られる。この他、透光率曲線６９０は、位置６２２と６２４でそれぞれ最小値６９２と６９４を有する。また、図６（ａ）の透光率曲線６９０は、黒色表示（状態）の液晶ディスプレイ装置６００の透光率に対応し、電圧が供給されず、よって、液晶ディスプレイ装置６００を穿過する光線がない。
【００６２】
図７は、本発明の第七実施例に関する、液晶層７３０に形成された傾斜した等電位線７３５を表す液晶ディスプレイ装置７００の透光率曲線７９０（図７（ａ））と断面図（図７（ｂ））を表している。液晶ディスプレイ装置７００は、保護パターン化構造７２２の所定幅Ｒ２が、図６で示す液晶ディスプレイ装置６００の保護パターン化構造６７２の所定幅Ｒ１より大きいこと以外は、図６に示された液晶ディスプレイ装置６００と同じ配置を有する。よって、位置７２２（７２４）の透光率７９２（７９４）は、図６に示された液晶ディスプレイ装置６００の透光率の最小値６９２（６９４）に比べ、大幅に増加する。
【００６３】
図８には、本発明の第八実施例に関する液晶ディスプレイ装置８００の製造方法（工程（ａ）〜（ｆ））が概略的に表されている。製造方法は、次のステップを含む。まず、第１基板８１０が提供される。第１基板はガラス、またはその他の類似材料により形成される。続いて、ゲートラインに接続された複数のゲート電極８２０がもう１つのゲートラインと間隔を隔てて第１基板８１０上に形成される（図８（ａ））。各一対の隣接するゲート電極８２０は、その間に画素領域８１４を定義し、画素領域８１４は、対応するゲート電極８２０が形成された切り換え領域８１２に隣接する。ゲート電極８２０は、例えば、アルミニウム、モリブデン、クロム、タンタル、または合金などの金属により形成される。
【００６４】
誘電体層（ゲート絶縁膜）８３０は、第１基板８１０と複数のゲート電極８２０上に形成される（図８（ｂ））。ゲート絶縁膜８３０は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、またはＳｉＯＮより形成される。例えば、１つの例として、ゲート絶縁膜８３０は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって、第１基板８１０と複数のゲート電極８２０上にＳｉＮＸまたはＳｉＯＸが堆積される方式で形成される。
【００６５】
続いて、半導体層８４０が各切り換え領域８１２のゲート絶縁膜８３０上に形成される（図８（ｃ））。続いて、接触層８４５が半導体層８４０上に形成され、パターン化されて第１接触部８４２と、第１接触部８４２と隔てられた第２接触部８４４を有する。半導体層８４０は、アモルファスシリコン、またはポリシリコン、またはその他の類似材料を含む。接触層８４５は、例えば、ｎ＋ドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉ）、またはp＋ドープアモルファスシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）などのドープアモルファスシリコンより形成される。１つの例では、半導体層８４０と接触層８４５は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）とドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉまたはｐ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）がＰＥＣＶＤによって堆積される方式で形成され、続いてパターン化されて形成される。
【００６６】
この他、ＳｉＮＸ、またはＳｉＯＸのゲート絶縁膜８３０、アモルファスシリコン層８４０と、ドープアモルファスシリコン層８４５が順次に堆積され、アモルファスシリコン層８４０とドープアモルファスシリコン層８４５は、パターン化されて半導体層８４０と接触層８４５を形成することができる。
【００６７】
続いて、例えば、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、または、前述の組み合わせの導電層がスパッタリングによって堆積され、ゲート絶縁膜８３０がパターン化されて各画素領域８１４内に画素電極８５０を形成する。第１画素電極８５０は、約０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有する。図８（ｃ）に示されるように、第１画素電極８５０は、半導体層８４０と間隔を隔てられる。
【００６８】
次に、金属層８６０が各切り換え領域８１２の半導体層８４０と接触層８４５上に形成される（図８（ｄ））。金属層８６０は、パターン化されて、データラインに接続された第１部分８６２と、第１部分８６２と隔てられた第２部分８６４を有し、対応する画素領域８１４内の第１画素電極層８５０に接続される。
【００６９】
続いて、保護層（膜）８７０が、例えばＳｉＮＸ、またはＳｉＯＸの誘電材料により、各切り換え領域８１２の金属層８６０上と、各画素領域８１４の第１画素電極８５０上に形成される（図８（ｅ））。各画素領域８１４内の保護層８７０は、画素領域８１４内に形成された少なくとも１つの開口８８２を有するパターン化構造を有し、第１画素電極８５０の一部が露出される。パターン化構造の幾何学形状は、図２〜図５に示したように、円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはその他の類似形状を有する。１つの例では、各画素領域８１４の保護層８７０のパターン化構造は、エッチングプロセスにより形成され、約０.１〜１０.０μｍの範囲の厚さを有する。
【００７０】
次のステップは、各画素領域８１４の保護層８７０上に第２画素電極８９２と補助共通電極８９６（外周の８９４と８９８を含む）を形成するものである（図８（ｆ））。第２画素電極８９２は、少なくとも１つの開口８８２を通して対応する第１画素電極８５０に接続され、補助共通電極８９６により間隔を隔てて囲まれる。第２画素電極８９２と補助共通電極８９６は、透明、または不透明の導電材料により形成される。
【００７１】
図９には、第１画素電極上にスリットを有する液晶ディスプレイ装置を示したもので、液晶ディスプレイ装置１１００が本発明の第九実施例として説明する。この第九実施例の液晶ディスプレイ装置１１００は、第１基板１１０２、第１誘電体層（ゲート絶縁膜）１１０８、第２誘電体層（保護層）１１１２、第１画素電極１１１０、複数の第２画素電極１１１４、共通電極１１１６、少なくとも１つのゲートライン１１０４、少なくとも１つのデータライン１１０６、複数の液晶１１１８と、第２基板１１２０を含む。
【００７２】
第１誘電体層１１０８は、第１基板上に誘電材料により形成される。図１０Ａに示す液晶ディスプレイ装置１１００の５００の単一画素の平面図における複数のゲートライン１１０４と複数のデータライン１１０６は、第１誘電体層１１０８上に形成される。複数のゲートライン１１０４は、第１方向に配列され、複数のデータライン１１０６は、第１基板１１０２上の第２方向で複数のゲートライン１１０４に交差配列され、複数の画素を定義する。図１０Ａに示されるように、１つの実施例では、複数の画素は、マトリクス配列される。第１方向は、画素マトリクスの列方向に対応し、第２方向は、画素マトリクスの行方向に対応する。
【００７３】
続いて、図９、１０Ａと、１０Ｂ（図１０ＡにおけるラインＡ−Ａ’とＢ−Ｂ‘とに沿った液晶ディスプレイ装置１１００の断面図）とを参照して説明する。各画素は、第１画素電極１１１０、第２画素電極１１１４と、共通電極１１１６を含む。第１画素電極１１１０は、第１誘電体層１１０８上に形成され、隣接するデータライン１１０６とゲートライン１１０４と間隔を隔てられる。第２誘電体層１１１２は、複数の第１画素電極１１１０、複数のゲートライン１１０４、複数のデータライン１１０６と、残りの部分の第１誘電体層１１０８を部分的に覆うのに形成される。第２誘電体層１１１２は、パターン化構造を有し、各画素領域の開口１１３０を定義する。開口１１３０は、第１画素電極１１１０の中央部分を露出するのに形成される。パターン化構造は、上述したように四角、円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状とすることができる。各画素では、第２画素電極１１１４は、開口１１３０が所在する領域の周囲で、第２誘電体層１１１２上に形成される。図９に示されるように、第２画素電極１１１４は、第２誘電体層１１１２上に形成されたフランジ部１１１４ａと、開口１１３０を通して、フランジ部１１１４ａから第１画素電極１１１０に延伸した接続部１１１４ｂを有する。第２画素電極１１１４のフランジ部１１１４ａは、円形、楕円形、長方形、または多辺形の幾何学形状を有することができる。この他、共通電極１１１６は、第２誘電体層１１１２上に形成され、各画素領域の第２画素電極１１１４を、間隔を隔てて囲む。
【００７４】
１つの例として、第１画素電極１１１０は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはこれらの組み合わせにより形成され、約０.０１〜３.００μｍの範囲の厚さを有する。第１画素電極１１１０は、長方形の形状を有し、円形、楕円形、四角形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせであることもできる。
【００７５】
１つの例として、第２画素電極１１１４と共通電極１１１６は、透明、または不透明の導電材料により形成される。第１誘電体層１１０８は、ゲート絶縁膜１４０は、絶縁材料、例えば、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、または酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、またはその他の類似材料により形成される。第２誘電体層１１１２は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または例えば、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの有機絶縁材料により形成され、約０.０１〜１００.００μｍの範囲の厚さを有する。各画素内の第２誘電体層１１１２は、パターン化構造を有する。パターン化構造は、円形、楕円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状、または前述の形状のいずれでもない幾何学形状とすることができる。
【００７６】
第２画素電極１１１４は、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせを有し、約０.０１〜６.００μｍの範囲の厚さを有する。第２画素電極１１１４の寸法は、第２誘電体層１１１２の寸法より小さい。
【００７７】
液晶層は、第１基板１１０２と第２基板１１２０間に位置され、液晶分子１３２で充填される。１つの例では、液晶は、例えば、ねじれ型ネマティック液晶などの負の誘電異方性を有する液晶材料を用いることができる。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップ積が０.０１〜１０.００μｍの範囲にあるものが選択される。例えば、セルギャップが５μｍの場合、屈折率δｎが０．００２〜２の範囲の液晶を用いることができる。液晶層内の液晶は、電場がかかっていない時に、第１基板１１０２と第２基板１１２０に垂直に配列され、液晶ディスプレイ装置１１００内の黒色表示に対応する。
【００７８】
また、第２基板１１２０は、例えば、ブラックマトリクス層１１２２を含み、第１基板１１０の画素領域外側の領域の漏光を防ぐ。偏光子（表示されていない）と検光子（表示されていない）も第１基板１１０２と第２基板１１２０の外表面上にそれぞれ配置されることができる。偏光子の偏光軸と検光子の吸収軸は好ましくは互いに直交する。
【００７９】
１つの例として、共通電極１１１６は、第１電位を有し、第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４と、共通電極１１１６の１つに電圧が供給された時、対応する電圧差が少なくとも１つの第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４と共通電極１１１６間に作り出され、第２画素電極１１１４に隣接した凸状（ｃｏｎｖｅｘ）傾斜電界が液晶層内で生成される。生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動する。
【００８０】
図１０Ａには、本発明の第九実施例に関する、液晶ディスプレイ装置１１００の単一画素の平面図が概略的に表されている。この第九実施例では、各画素は、両部分とも類似の構造を有する（ｉ）第１部１１４０、（ｉｉ）第２部１１５０、（ｉｉｉ）ゲートライン１１０４、（ｉＶ）データライン１１０６と、（Ｖ）共通電極１１１６を含む。図１０Ａでは、図の下方の左角は、スイッチング素子として機能するＴＦＴの構造を表しており、ゲートライン１１０４とデータライン１１０６の交差点上に形成される。このＴＦＴ（薄膜トランジスタ）は、当業者には周知慣用のものであり、ここでは説明を省略する。液晶ディスプレイ装置１１００の各第１部１１４０と第２部１１５０は、（ｉ）第１画素電極１１１０、（ｉｉ）第２誘電体層１１１２、（ｉｉｉ）第２画素電極１１１４と、（ｉｖ）第１画素電極１１１０に形成された複数のスリット１１２４を有する。複数のスリット１１２４に隣接した、生成された凹状（コンケイブ：ｃｏｎｃａｖｅ）傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動し、表示視野角を向上させる。
【００８１】
図１０Ｂには、図１０ＡのラインＡ−Ａ’とＢ−Ｂ’に沿った液晶ディスプレイ装置１１００の断面図が表されている。第１誘電体層１１０８は、第１基板上に形成される。この画素のデータライン１１０６、隣接の画素のデータライン１１０６’、第１画素電極１１１０と、第１画素電極の複数のスリット１１２４は、第１誘電体層１１０８上に形成される。これらの層の上部に第２誘電体層１１１２が形成される。続いて共通電極１１１６と第２画素電極１１１４が第２誘電体層１１１２上に形成される。第２画素電極１１１４と第１画素電極１１１０は、接触穿通孔または開口１１３０に接続される。共通電極１１１６は、第２画素電極１１１４と同一面上にあり、少なくとも部分的に第２画素電極を囲み、距離ｄＣＳが共通電極１１１６と第２画素電極１１１４間に定義される。この距離は、図９に示されるセルギャップｄｇａｐより大きい。
【００８２】
図１０Ａと図１０Ｂに示した第１画素電極１１１０は、１つの例として、約０.０１〜３.００μｍの範囲の厚さを有する。各画素の第２誘電体層１１１２の各画素は、パターン化構造を有する。パターン化構造は、四角、円形、楕円形、長方形、多辺形、星形、十字形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状、または上述の構造のいずれでもない構造とすることができる。このパターン化構造は、約０.０１〜１００.００μｍの範囲の厚さを有し、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または有機絶縁材料より形成される。
【００８３】
１つの例として、第２誘電体層１１１２は、各第１部１１４０と第２部１１５０の中央近くにそれぞれ開口１１３０を有する。第２画素電極１１１４が第２誘電体層１１１２上に形成され、第２画素電極１１１４が第１画素電極１１１０に届くことから、第１画素電極１１１０と第２画素電極１１１４は、同一電位を有する。よって、第２画素電極１１１４は、画素の各第１部１１４０または第２部１１５０の中央近くに位置され、四角、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有することができる。第２画素電極１１１４の寸法は、第２誘電体層１１１２の寸法より小さい。
【００８４】
図１０ＡのラインＢ−Ｂ’に沿った液晶ディスプレイ装置１１００の断面図は、ラインＢ−Ｂ’に沿った図が（ｉ）島状の第２誘電体層１１１２、（ｉｉ）第２画素電極１１１４と、（ｉｉｉ）複数の第１画素電極スリット１１２４を含まないことを除いて、図１０ＡのラインＡ−Ａ’に沿った断面図に類似している。
【００８５】
図１１Ａ〜図１１Ｊには、本発明の各種の実施例に基づいた第１画素電極上の複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の各種の概略平面図を表している。
【００８６】
図１１Ａは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上に十字形に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００８７】
図１１Ｂは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上に二重の十字形状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００８８】
図１１Ｃは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上に十字形状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００８９】
図１１Ｄは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上に二重の十字形状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の１つの実施例の概略平面図を表している。
【００９０】
図１１Ｅは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上の四隅に対角状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９１】
図１１Ｆは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上の四隅に対角状で二重に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９２】
図１１Ｇは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上の四隅近傍に対角状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９３】
図１１Ｈは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上の四隅近傍に対角状で二重に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９４】
図１１Ｉは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０の端上に複合十字（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｒｏｓｓ）形状と対角状に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９５】
図１１Ｊは、表示画素の各第１部１１４０と第２部１１５０の第１画素電極１１１０上に十字形と対角複合（ｄｉａｇｏｎａｌ ｃｒｏｓｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ）形に配列された複数のスリット１１２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図を表している。
【００９６】
次に、図１２Ａ〜１２Ｃを参照しながら、第１画素電極スリットを有する液晶ディスプレイ装置のその他の例として、異なる形状の第２画素電極を有するいくつかのものを説明する。液晶ディスプレイ装置１４００、１４０２と、１４０４は、図９、１０Ａと、１０Ｂに示された液晶ディスプレイ装置の実施例とほぼ同一の構造を有する。唯一異なるのは、図１２Ａ〜１２Ｃの第２画素電極１４６０が異なる形状にあることである。第２画素電極１４６０の分岐近くの傾斜電界で生じた第２画素電極１４６０の形状は、希望する方向で液晶層の液晶を駆動し、表示視野角を向上するようにされている。
【００９７】
図１２Ａは、表示画素１４００の各第１部１４４０と第２部１４５０の十字形第２画素電極１４６０を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１４００の概略平面図を表している。
【００９８】
図１２Ｂは、表示画素１４０２の各第１部１４４０と第２部１４５０の対角状の形状（文字Ｘの形状）にされた第２画素電極１４６０を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１４０２の概略平面図を表している。
【００９９】
図１２Ｃは、表示画素１４０４の各第１部１４４０と第２部１４５０の複合十字形と対角状の形状とが組み合わされた形状の第２画素電極１４６０を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１４０４の概略平面図を表している。
【０１００】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、第２誘電体層スリットを有する液晶ディスプレイ装置を示している。図１３Ａ〜図１３Ｃには、第２誘電体層上に複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置１６００、１６０２と、１６０４の各種の例が概略的にそれぞれ表されている。図１３Ａでは、液晶ディスプレイ装置１６００は、複数の表示画素より形成される。各表示画素は、第１部１６４０と第２部１６５０を有する。各第１部１６４０と第２部１６５０は、第１基板（図示されていない）、第１誘電体層（ｅ.ｇ．，ゲート絶縁膜）（図示されていない）、第２誘電体層（ｅ.ｇ．，保護層）１６１２、第１画素電極（図示されていない）、複数の第２画素電極１６１４、第２誘電体層１６１２、共通電極１６１６、ゲートライン１６０４、データライン１６０６、複数の液晶と、第２基板（図示されていない）を有する。ここでの開示した内容は、図９、１０Ａと、１０Ｂで説明した内容と関連して理解することができる。ここで表されていない全ての素子は、上述の開示で詳述された符号と同じ最後の二桁の数字を有するそれらの素子と類似しており、上述の開示内容を参照することにより同様な一部と見なすことができるので、ここでは繰り返して説明することを省略する。
【０１０１】
第１誘電体層は、第１基板上に誘電材料で形成される。複数のゲートライン１６０４と複数のデータライン１６０６は、第１誘電体層上に形成される。複数のゲートライン１６０４は、第１方向に配列され、複数のデータライン１６０６は、第２方向で複数のゲートライン１６０４に交差して配列され、複数の画素を定義する。１つの例としては、複数の画素は、マトリクス配列される。第１方向は、画素マトリクスの列方向に対応し、第２方向は、画素マトリクスの行方向に対応する。
【０１０２】
画素の各第１部１６４０と第２部１６５０は、第１画素電極１６１０、第２画素電極１６１４と、共通電極１６１６を含む。第１画素電極１６１０は、第１誘電体層１６０８上に形成され、第１誘電体層１６０８の隣接のデータライン１６０６とゲートライン１６０４と間隔を隔てられる。第２誘電体層１６１２は、複数の第１画素電極１６１０、複数のゲートライン１６０４、複数のデータライン１６０６と、第１誘電体層１６０８の残りの部分を覆うように形成される。第２誘電体層１６１２は、画素の各第１部１６４０と第２部１６５０内に複数のスリット１６２４を有する。各画素では、第２画素電極１５４は、開口が所在する領域の周囲で、保護層１７０上に形成される。また、共通電極１６１６は、第２誘電体層１６１２上に形成され、各画素領域の第２画素電極１６１４を隔て、少なくとも部分的に囲む。
【０１０３】
１つの例としては、第１画素電極１６１０は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（非晶質ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはこれらの材料の組み合わせにより形成され、約０.０１〜３.００μｍの範囲の厚さを有する。
【０１０４】
１つ例としては、第２画素電極１６１４と共通電極１６１６は、透明、または不透明の導電材料により形成される。第１誘電体層１６０８は、ゲート絶縁膜１４０は、例えば、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、または酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、またはその他の類似材料などの絶縁材料により形成される。第２誘電体層１６１２は、ＳｉＮＸ、ＳｉＯＸ、ＳｉＯＮ、または例えば、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの有機絶縁材料により形成され、約０.０１〜１００.００μｍの範囲の厚さを有する。
【０１０５】
第２画素電極１６１４は、四角形、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはこれらの形状の組み合わせの幾何学形状を有し、約０.０１〜６.００μｍの範囲の厚さを有する。第２画素電極１６１４の寸法は、第２誘電体層１６１２の寸法より小さい。
【０１０６】
液晶層は、第１基板１６０２と第２基板１６２０間に位置され、液晶１６１８で充填される。１つの例としては、液晶は、例えば、ねじれ型ネマティック液晶などの負の誘電異方性を有する液晶材料を用いることができる。液晶は、液晶の屈折率δｎとセルギャップとの積が約０.０１〜１０.００μｍの範囲にある製品が選択される。液晶層内の液晶１６１８は、電場がかかっていない時に、第１基板１６０２と第２基板１６２０に垂直に配列され、液晶ディスプレイ装置の黒色表示に対応する。
【０１０７】
１つの例として、共通電極１６１６は、第１電位を有し、第１画素電極１６１０と第２画素電極１６１４は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。第１画素電極１６１０と第２画素電極１６１４と、共通電極１６１６の１つに電圧が供給され、第１画素電極１６１０と第２画素電極１６１４と、共通電極１６１６の１つ間に対応する電圧差が作り出された時、傾斜電界が液晶層内で生成される。
【０１０８】
また、１つの例として、第２誘電体層１６１２は、複数のスリット１６２４を有する。複数のスリット１６２４は、十字形状、二重の十字形状、対角形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせの幾何学形状に配列される。複数のスリット１６２４の近くに生成された傾斜電界は、希望する方向で液晶層内の液晶を駆動し、表示視野角を向上させる。
【０１０９】
図１３Ａは、表示画素１６００の各第１部１６４０と第２部１６５０のために十字形に配列された複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１６００の概略平面図を表している。
【０１１０】
図１３Ｂは、表示画素１６０２の各第１部１６４０と第２部１６５０のために対角状に配列された複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１６０２の概略平面図を表している。
【０１１１】
図１３Ｃは、表示画素１６０４の各第１部１６４０と第２部１６５０のために複合十字形と対角状に配列された複数のスリット１６２４を有する液晶ディスプレイ装置の表示画素１６０４の概略平面図を表している。
【０１１２】
また、上述した液晶ディスプレイ装置の製造方法は、第１基板に面する第２基板を提供するステップ、第１基板と第２基板の間に液晶層を形成するステップと、液晶層に面する突出構造の存在なしに、第２基板と液晶層の間に形成される共通電極を形成するステップを更に含む。この液晶は液晶層内に充填される。液晶は、負の誘電異方性を有する。
【０１１３】
本発明では、特に、保護パターン化構造によって間隔を隔てられた第１画素電極と第２画素電極と、第２画素電極と同じ層上に形成された補助共通電極を有する液晶ディスプレイ装置を開示する。保護パターン化構造は、第２画素電極が開口によって第１画素電極に電気的接続される開口を有する。このような液晶ディスプレイ装置のため、操作では、補助共通電極と共通電極は、同一の第１電位を有し、第１画素電極と第２画素電極は、第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する。よって、液晶ディスプレイ装置は、ディスプレイの広視野角、高透過率、高コントラストと、高速応答速度で操作することができる。
【０１１４】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】第一実施例に関する液晶ディスプレイ装置の概略断面図。
【図２】第二実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図３】第三実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図４】第四実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図５】第五実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図６】第六実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図７】第七実施例に関する液晶ディスプレイ装置の平面図（ａ）と、（ａ）のラインＡ−Ａ’に沿った液晶ディスプレイ装置の概略断面図（ｂ）。
【図８】第八実施例に関する液晶ディスプレイ装置の製造工程（ａ）〜（ｆ）の概略図。
【図９】第九実施例に関する液晶ディスプレイ装置の表示画素の断面図。
【図１０Ａ】第九実施例に関する液晶ディスプレイ装置の表示画素の平面図。
【図１０Ｂ】図１０ＡのラインＡ−Ａ’とＢ−Ｂ’とに沿った液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略断面図。
【図１１Ａ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｂ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｃ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｄ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｅ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｆ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｇ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｈ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｉ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１１Ｊ】第１画素電極上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１２Ａ】複数の第２画素電極パターンを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１２Ｂ】複数の第２画素電極パターンを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１２Ｃ】複数の第２画素電極パターンを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１３Ａ】第２誘電体層上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１３Ｂ】第２誘電体層上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１３Ｃ】第２誘電体層上の複数のスリットを有する液晶ディスプレイ装置の表示画素の概略平面図。
【図１４】従来の液晶ディスプレイ装置の概略断面図。
【符号の説明】
【０１１６】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、１１００、１４００、１４０２、１４０４、１６００、１６０２、１６０４ 液晶ディスプレイ装置
１０２ ブラックマトリクス層
１１０、８１０、１１０２ 第１基板
１２０、１１２０ 第２基板
１３０、６３０、７３０ 液晶層
１３２ 液晶分子
１４０ ゲート絶縁膜（第１誘電体層）
１５２、２５２、３５２、４５２、５５２、６５２、８５０、１１１０ 第１画素電極
１５４、２５４、３５４、６５４、８９２、１１１４、１４６０、１６１４ 第２画素電極
１５４ａ フランジ部
１５４ｂ 接続部
１５６、６５６、８９６ 補助共通電極
１６０ データライン
１７０ 保護層（第２誘電体層）
１７２、２７５、８８２、１１３０ 開口
１８０、６８０、１１１６、１６１６ 共通電極
１８２ カラーフィルター
１９２ 第１垂直配向層
１９４ 第２垂直配向層
２０１ 画素領域
２０２ サブピクセル領域
２１０ 基板
２２０ スキャン（ゲート）ライン
２３０ データライン
２４０ ゲート絶縁層
２５６ 補助共通電極
２７０、８７０ 保護層
２７２、３７２、４７２、５７２、６７２、７７２ パターン化構造
２７４ エッジ部
２８０ 薄膜トランジスタ
６２２、６２４ 位置
６２５ 中央領域
６３５、７３５ 傾斜した等電位線
６７４ 画素の残りの領域（周囲領域）
６９０、７９０ 透光率曲線
６９２、６９４、７９２、７９４ 透光率の最小値
７２２、７２４ 保護パターン化構造
８１２ 切り換え領域
８１４ 画素領域
８２０ ゲート電極
８３０ 誘電体層（ゲート絶縁膜）
８４０ 半導体層（アモルファスシリコン層）
８４２ 第１接触部
８４４ 第２接触部
８４５ 接触層（ドープアモルファスシリコン層）
８６０ 金属層
８６２ 第１部分
８６４ 第２部分
９００ 垂直配向モード
９１０ 層
９１２ 突出構造
９２０ カラーフィルター基板
１１０４、１６０４’ ゲートライン
１１０６、１１０６’、１６０６ データライン
１１０８ 第１誘電体層（ゲート絶縁膜）
１１１２、１６１２ 第２誘電体層（保護層）
１１１４ａ フランジ部
１１１４ｂ 接続部
１１１８、１６１８ 液晶
１１２２ ブラックマトリクス層
１１２４、１６２４ スリット
１１４０、１４４０、１６４０ 第１部
１１５０、１４５０、１６５０ 第２部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ装置であって、
互いに隔てて位置され、それらの間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、
前記第１基板と前記第２基板間の前記セルギャップ間に位置された液晶層、及び前記第１基板上で第１方向に配列された複数のスキャンラインと、前記第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、前記複数のスキャンラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを含み、
各画素は、前記第１基板上に形成された第１誘電体層、前記第１誘電体層上に形成された第１画素電極、前記第１画素電極の一部を露出した開口を有する前記第１画素電極上に少なくとも形成された第２誘電体層、
前記開口が位置された領域の前記第２誘電体層上に形成されることで、前記開口によって前記第１画素電極に接続される第２画素電極、及び前記第２誘電体層上に形成され、前記第２画素電極を間隔を隔てて囲む補助共通電極を含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物、非晶質インジウムスズ酸化物、多結晶インジウムスズ酸化物、またはそれらの組み合わせにより形成される請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１画素電極は、０．０４〜３．０μｍの範囲の厚さを有する請求項１または請求項２に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第２画素電極は、円形、長方形、多辺形の幾何学形状を有する請求項１〜請求項３いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第２画素電極と前記補助共通電極は、その間に前記セルギャップより大きい距離を定義する請求項１〜請求項４いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２画素電極と前記補助共通電極は、透明、または不透明の導電材料により形成される請求項１〜請求項５いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項７】
各画素の前記第２誘電体層は、前記開口を有するパターン化構造を有する請求項１〜請求項６いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を含む請求項７に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記第２誘電体層は、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)、酸化ケイ素(ＳｉＯｘ)、酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、または有機絶縁材料により形成される請求項１〜請求項８いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記第２誘電体層は、０．１〜１０．０μｍの範囲の厚さを有する請求項９に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶を含む請求項１〜請求項１０いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記液晶は、前記液晶の屈折率δｎと前記セルギャップの積が０．０１〜１０．００μｍの範囲にある製品が選択される請求項１１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記液晶は、電場がかかっていない時に、前記第１基板と前記第２基板に垂直に配列される請求項１１または請求項１２に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記第２基板上に形成された共通電極を更に含む請求項１１〜請求項１３いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記第１画素電極と前記共通電極の１つに電圧が供給された時、第１画素電極と共通電極間に対応した電圧差が作り出され、傾斜電界が液晶層内に生成される請求項１４に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記生成された傾斜電界は、希望する方向で前記液晶層内の前記液晶を駆動する請求項１５に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記共通電極と前記補助共通電極は、同一の第１電位を有し、前記第１画素電極と前記第２画素電極は、前記第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する請求項１５または請求項１６に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１８】
液晶ディスプレイ装置の製造方法であって、
第１基板を提供するステップ、
前記第１基板上に複数のゲート電極を形成し、各一対の相隣するゲート電極がその間に、対応するゲート電極が形成された切り換え領域に隣接した画素領域を定義するステップ、
前記第１基板と前記複数のゲート電極上に誘電体層を形成するステップ、
各切り換え領域の前記誘電体層上に半導体層を形成するステップ、
前記半導体層上に第１部分と、前記第１部分と隔てられた第２部分を有する接触層を形成するステップ、
各画素領域の前記誘電体層上に第１画素電極を形成するステップ、
各切り換え領域の前記半導体層と前記接触層上に、データラインに接続された第１部分と、前記第１部分と隔てられ、対応する画素領域内の前記第１画素電極に接続された第２部分を有する金属層を形成するステップ、
各切り換え領域の前記金属層上と、各画素領域の前記第１画素電極上に、前記画素領域内に形成された少なくとも１つの開口を有し、前記第１画素電極の一部を露出する保護層を形成するステップ、及び各画素領域の前記保護層上に、第３画素電極と、対応する第１画素電極に接続され、且つ前記第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップを含むことを特徴する液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１９】
前記半導体層は、アモルファスシリコンとポリシリコンを含む請求項１８に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２０】
前記接触層は、ドープアモルファスシリコン、またはドープポリシリコンを含む請求項１８または請求項１９に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２１】
前記ドープポリシリコンは、ｎ＋ドープポリシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ ｐ−Ｓｉ）、またはp＋ドープポリシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ
ｐ−Ｓｉ）を含む請求項２０に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２２】
前記ドープアモルファスシリコンは、ｎ＋ドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）、またはp＋ドープアモルファスシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉ）を含む請求項２０に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２３】
前記第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせを含む請求項１８〜請求項２２いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２４】
前記第１画素電極は、０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有する請求項２３に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２５】
前記保護層は、各画素領域に形成された少なくとも１つの開口を有し、その中の前記第１画素電極の一部を露出することで前記第２画素電極が前記少なくとも１つの開口によって前記第１画素電極に接続される請求項１８〜請求項２４いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２６】
各画素の前記保護層は、前記開口を有するパターン化構造を有する請求項１８〜請求項２５いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２７】
前記パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を含む請求項２６に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２８】
各画素領域の前記保護層の前記パターン化構造は、エッチングプロセスにより形成される請求項２６または請求項２７に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２９】
前記保護層は、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)または有機絶縁材料を含み、０．１〜１０．０μｍの範囲の厚さを有する請求項１８〜請求項２８いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３０】
各第２画素電極と第３画素電極は、透明、または不透明の導電材料を含む請求項１８〜請求項２９いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３１】
前記第１基板と隔てて第２基板を位置付けるステップ、
前記第１基板と前記第２基板間に液晶層を形成するステップ、及び
前記第２基板と前記液晶層間に形成される共通電極を形成するステップを更に含む請求項１８〜請求項３０いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３２】
液晶ディスプレイ装置の製造方法であって、
第１基板と前記第１基板と隔てて位置された第２基板を提供するステップ、
前記第１基板上に複数の切り換え部材を形成し、各一対の隣接する切り換え部材間に画素領域を定義するステップ、
各画素領域の前記第１基板上に、対応する切り換え部材に接続された第１画素電極を形成するステップ、
前記複数の切り換え部材と各画素領域の前記第１画素電極上に保護絶縁層（ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を形成するステップ、
各画素領域の保護絶縁層上に第３画素電極と、前記第１画素電極に接続され、且つ前記第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップ、及び
前記第１基板と前記第２基板間に液晶層を形成するステップを含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３３】
前記切り換え部材は、それぞれ前記基板上に形成されたゲート電極と、データラインに接続されたソース電極と、前記第１画素電極に接続されたドレイン電極を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む請求項３２に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３４】
液晶ディスプレイ装置であって、
（ａ）互いに隔てて位置され、その間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、
（ｂ）前記第１基板と前記第２基板間のセルギャップに位置された液晶層、
（ｃ）第１基板上の第１方向で配列された複数のゲートラインと、前記第１基板上の前記第１方向に実質的に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを含み、各画素は、第１部と第２部を有し、
（ｉ）前記第１基板上に形成された第１誘電体層、
（ｉｉ）前記第１誘電体層上に形成された第１画素電極、
（ｉｉｉ）前記第１画素電極を少なくとも一部覆うように形成され、前記画素の少なくとも１つの前記第１部と前記第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の前記第１画素電極を露出する第２誘電体層、
（ｉｖ）前記第２誘電体層上に形成され、少なくとも１つの開口が形成された箇所に隣接することで、前記少なくとも１つの開口によって前記第１画素電極に接続できる第２画素電極、及び
（ｖ）前記第２誘電体層上に形成された共通電極を含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項３５】
前記第２誘電体層に形成された複数のスリットを更に含む請求項３４に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３６】
前記複数のスリットは、十字形、二重の十字形状、対角形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせの形状のパターンを有するように形成される請求項３５に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３７】
前記第２画素電極は、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはそれらの組み合わせの幾何学形状を有し、前記第２画素電極の幅は、前記第２誘電体層の厚みより小さい請求項３４に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３８】
前記第１画素電極に形成された複数のスリットを更に含む請求項３７に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３９】
前記複数のスリットは、前記第１画素電極内に、または前記第１画素電極の端に沿って位置される請求項３８に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項４０】
前記複数のスリットは、十字形、二重の十字形状、対角形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせのパターンを有するように形成され、前記画素の前記第１部と前記第２部の中央に位置された第２画素電極の周囲に対称的に形成される請求項３９に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１】
液晶ディスプレイ装置であって、
互いに隔てて位置され、それらの間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、
前記第１基板と前記第２基板間の前記セルギャップ間に位置された液晶層、及び前記第１基板上で第１方向に配列された複数のスキャンラインと、前記第１基板上で第１方向に垂直な第２方向で、前記複数のスキャンラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを含み、
各画素は、前記第１基板上に形成された第１誘電体層、前記第１誘電体層上に形成された第１画素電極、前記第１画素電極の一部を露出した開口を有する前記第１画素電極上に少なくとも形成された第２誘電体層、
前記開口が位置された領域の前記第２誘電体層上に形成されることで、前記開口によって前記第１画素電極に接続される第２画素電極、及び前記第２誘電体層上に形成され、前記第２画素電極を間隔を隔てて囲む補助共通電極を含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物、非晶質インジウムスズ酸化物、多結晶インジウムスズ酸化物、またはそれらの組み合わせにより形成される請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１画素電極は、０．０４〜３．０μｍの範囲の厚さを有する請求項１または請求項２に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第２画素電極は、円形、長方形、多辺形の幾何学形状を有する請求項１〜請求項３いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記第２画素電極と前記補助共通電極は、その間に前記セルギャップより大きい距離を定義する請求項１〜請求項４いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２画素電極と前記補助共通電極は、透明、または不透明の導電材料により形成される請求項１〜請求項５いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項７】
各画素の前記第２誘電体層は、前記開口を有するパターン化構造を有する請求項１〜請求項６いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を含む請求項７に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記第２誘電体層は、窒化ケイ素(ＳｉＮｘ)、酸化ケイ素(ＳｉＯｘ)、酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)、または有機絶縁材料により形成される請求項１〜請求項８いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記第２誘電体層は、０．１〜１０．０μｍの範囲の厚さを有する請求項９に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記液晶層は、負の誘電異方性を有する液晶を含む請求項１〜請求項１０いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記液晶は、前記液晶の屈折率δｎと前記セルギャップの積が０．０１〜１０．００μｍの範囲にある製品が選択される請求項１１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記液晶は、電場がかかっていない時に、前記第１基板と前記第２基板に垂直に配列される請求項１１または請求項１２に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記第２基板上に形成された共通電極を更に含む請求項１１〜請求項１３いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記第１画素電極と前記共通電極の１つに電圧が供給された時、第１画素電極と共通電極間に対応した電圧差が作り出され、傾斜電界が液晶層内に生成される請求項１４に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記生成された傾斜電界は、希望する方向で前記液晶層内の前記液晶を駆動する請求項１５に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記共通電極と前記補助共通電極は、同一の第１電位を有し、前記第１画素電極と前記第２画素電極は、前記第１電位と実質的に異なる同一の第２電位を有する請求項１５または請求項１６に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１８】
液晶ディスプレイ装置の製造方法であって、
第１基板を提供するステップ、
前記第１基板上に複数のゲート電極を形成し、各一対の相隣するゲート電極がその間に、対応するゲート電極が形成された切り換え領域に隣接した画素領域を定義するステップ、
前記第１基板と前記複数のゲート電極上に誘電体層を形成するステップ、
各切り換え領域の前記誘電体層上に半導体層を形成するステップ、
前記半導体層上に第１部分と、前記第１部分と隔てられた第２部分を有する接触層を形成するステップ、
各画素領域の前記誘電体層上に第１画素電極を形成するステップ、
各切り換え領域の前記半導体層と前記接触層上に、データラインに接続された第１部分と、前記第１部分と隔てられ、対応する画素領域内の前記第１画素電極に接続された第２部分を有する金属層を形成するステップ、
各切り換え領域の前記金属層上と、各画素領域の前記第１画素電極上に、前記画素領域内に形成された少なくとも１つの開口を有し、前記第１画素電極の一部を露出する保護層を形成するステップ、及び各画素領域の前記保護層上に、第３画素電極と、対応する第１画素電極に接続され、且つ前記第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップを含むことを特徴する液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項１９】
前記半導体層は、アモルファスシリコンとポリシリコンを含む請求項１８に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２０】
前記接触層は、ドープアモルファスシリコン、またはドープポリシリコンを含む請求項１８または請求項１９に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２１】
前記ドープポリシリコンは、ｎ＋ドープポリシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ ｐ−Ｓｉ）、またはp＋ドープポリシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ
ｐ−Ｓｉ）を含む請求項２０に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２２】
前記ドープアモルファスシリコンは、ｎ＋ドープアモルファスシリコン（ｎ＋ｄｏｐｅｄ ａ−Ｓｉ）、またはp＋ドープアモルファスシリコン（ｐ＋ｄｏｐｅｄ
ａ−Ｓｉ）を含む請求項２０に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２３】
前記第１画素電極は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、非晶質インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、多結晶ＩＴＯ、またはそれらの組み合わせを含む請求項１８〜請求項２２いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２４】
前記第１画素電極は、０.０４〜３.０μｍの範囲の厚さを有する請求項２３に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２５】
前記保護層は、各画素領域に形成された少なくとも１つの開口を有し、その中の前記第１画素電極の一部を露出することで前記第２画素電極が前記少なくとも１つの開口によって前記第１画素電極に接続される請求項１８〜請求項２４いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２６】
各画素の前記保護層は、前記開口を有するパターン化構造を有する請求項１８〜請求項２５いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２７】
前記パターン化構造は、円形、長方形、多辺形、星形、または十字形の幾何学形状を含む請求項２６に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２８】
各画素領域の前記保護層の前記パターン化構造は、エッチングプロセスにより形成される請求項２６または請求項２７に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項２９】
前記保護層は、窒化ケイ素(ＳｉＮＸ)、酸化ケイ素(ＳｉＯＸ)、酸窒化ケイ素(ＳｉＯＮ)または有機絶縁材料を含み、０．１〜１０．０μｍの範囲の厚さを有する請求項１８〜請求項２８いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３０】
各第２画素電極と第３画素電極は、透明、または不透明の導電材料を含む請求項１８〜請求項２９いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３１】
前記第１基板と隔てて第２基板を位置付けるステップ、
前記第１基板と前記第２基板間に液晶層を形成するステップ、及び
前記第２基板と前記液晶層間に形成される共通電極を形成するステップを更に含む請求項１８〜請求項３０いずれかに記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３２】
液晶ディスプレイ装置の製造方法であって、
第１基板と前記第１基板と隔てて位置された第２基板を提供するステップ、
前記第１基板上に複数の切り換え部材を形成し、各一対の隣接する切り換え部材間に画素領域を定義するステップ、
各画素領域の前記第１基板上に、対応する切り換え部材に接続された第１画素電極を形成するステップ、
前記複数の切り換え部材と各画素領域の前記第１画素電極上に保護絶縁層（ｐａｓｓｉｖａｔｅｄ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を形成するステップ、
各画素領域の保護絶縁層上に第３画素電極と、前記第１画素電極に接続され、且つ前記第３画素電極により間隔を隔てて囲まれた第２画素電極を形成するステップ、及び
前記第１基板と前記第２基板間に液晶層を形成するステップを含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３３】
前記切り換え部材は、それぞれ前記基板上に形成されたゲート電極と、データラインに接続されたソース電極と、前記第１画素電極に接続されたドレイン電極を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む請求項３２に記載の液晶ディスプレイ装置の製造方法。
【請求項３４】
液晶ディスプレイ装置であって、
（ａ）互いに隔てて位置され、その間にセルギャップを定義する第１基板と第２基板、
（ｂ）前記第１基板と前記第２基板間のセルギャップに位置された液晶層、
（ｃ）第１基板上の第１方向で配列された複数のゲートラインと、前記第１基板上の前記第１方向に実質的に垂直な第２方向で、複数のゲートラインと交差配列され、複数の画素を定義する複数のデータラインを含み、各画素は、第１部と第２部を有し、
（ｉ）前記第１基板上に形成された第１誘電体層、
（ｉｉ）前記第１誘電体層上に形成された第１画素電極、
（ｉｉｉ）前記第１画素電極を少なくとも一部覆うように形成され、前記画素の少なくとも１つの前記第１部と前記第２部の少なくとも１つの開口により形成され、少なくとも一部の前記第１画素電極を露出する第２誘電体層、
（ｉｖ）前記第２誘電体層上に形成され、少なくとも１つの開口が形成された箇所に隣接することで、前記少なくとも１つの開口によって前記第１画素電極に接続できる第２画素電極、及び
（ｖ）前記第２誘電体層上に形成された共通電極を含むことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項３５】
前記第２誘電体層に形成された複数のスリットを更に含む請求項３４に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３６】
前記複数のスリットは、十字形、二重の十字形状、対角形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせの形状のパターンを有するように形成される請求項３５に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３７】
前記第２画素電極は、円形、楕円形、長方形、多辺形、またはそれらの組み合わせの幾何学形状を有し、前記第２画素電極の幅は、前記第２誘電体層の厚みより小さい請求項３４に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３８】
前記第１画素電極に形成された複数のスリットを更に含む請求項３７に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３９】
前記複数のスリットは、前記第１画素電極内に、または前記第１画素電極の端に沿って位置される請求項３８に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項４０】
前記複数のスリットは、十字形、二重の十字形状、対角形状、二重の対角形状、またはそれらの組み合わせのパターンを有するように形成され、前記画素の前記第１部と前記第２部の中央に位置された第２画素電極の周囲に対称的に形成される請求項３９に記載の液晶ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１１Ｅ】
【図１１Ｆ】
【図１１Ｇ】
【図１１Ｈ】
【図１１Ｉ】
【図１１Ｊ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２９９３１９（Ｐ２００８−２９９３１９Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１４７５０（Ｐ２００８−１１４７５０）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（５０１３５８０７９）友達光電股▲ふん▼有限公司 (220)
【氏名又は名称原語表記】ＡＵ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１，Ｌｔ−Ｈｓｉｎ Ｒｄ，ＩＩ，Ｓｃｉｅｎｃｅ−Ｂａｓｅｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ，Ｈｓｉｎｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ，Ｒ．Ｏ．Ｃ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（５０１３５８０７９）友達光電股▲ふん▼有限公司 (220)
【氏名又は名称原語表記】ＡＵ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１，Ｌｔ−Ｈｓｉｎ Ｒｄ，ＩＩ，Ｓｃｉｅｎｃｅ−Ｂａｓｅｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ，Ｈｓｉｎｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ，Ｒ．Ｏ．Ｃ．
【Ｆターム（参考）】
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