DE19854875B4

DE19854875B4 - Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE19854875B4
Application number: DE19854875A
Authority: DE
Inventors: Jae Hak Shin; Seung Hee Lee
Original assignee: Boe Hydis Technology Co Ltd
Current assignee: Hydis Technologies Co Ltd
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: DE19854875A1; JPH11264996A; JP3467509B2; KR19990047254A; KR100265571B1; US6356328B1

Abstract

Flüssigkristallanzeige (LCD), mit den folgenden Merkmalen:
einem Substrat (11);
einer Gatebusleitung (12), die in einer ersten Richtung auf dem Substrat (11) angeordnet ist;
einer Datenbusleitung (13), die in einer zweiten Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung auf dem Substrat (11) angeordnet ist, wobei die Datenbusleitung (13) zusammen mit der Gatebusleitung (12) einen Platz für eine Einheitszelle der Flüssigkristallanzeige festlegt oder die Datenbusleitung (13) zusammen mit der Gatebusleitung (12) und einem zweiten Substrat, das dem ersten Substrat (11) gegenüberliegt, einen Raum für eine Einheitszelle der Flüssigkristallanzeige festlegt; einer Gegenelektrode (15), die einen ersten Teil (15b) aufweist, der mindestens einen Zweig aufweist, der in dem Raum für die Einheitszelle der LCD ausgebildet ist und der aus einem durchsichtigen, leitenden Material hergestellt ist und in der zweiten Richtung parallel zu der Datenbusleitung (13) angeordnet ist, wobei eine querschnittliche Ansicht des ersten Teils (15b) der Gegenelektrode (15) eine dreieckige...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik für eine Flüssigkristallanzeige (LCD) mit einer Gegenelektrode und einer Bildelementelektrode, die dazu in der Lage sind, eine Fläche bzw. einen Bereich zu minimieren, auf dem Flüssigkristallmoleküle nicht in Betrieb sind bzw. nicht funktionieren, wobei folglich ein Apertur- bzw. Öffnungsverhältnis und ein Transmissions- bzw. Durchlässigkeitsgrad der LCD verbessert werden, gemäss dem Patentanspruch 1.

Im allgemeinen hat eine IPS-LCD (In-Plane Switching Liquid Crystal Display: in der Ebene schaltende Flüssigkristallanzeige), die einen schmalen Sichtwinkel einer TN-LCD (Twisted Nematic Liquid Crystal Display: gewundene bzw. verdrehte nematische Flüssigkristallanzeige) verbessert, eine Gegenelektrode, die auf einem unteren Substrat angeordnet ist, auf dem eine Bildelementelektrode angeordnet ist. Das heisst, das elektrische Feld der IPS-LCD ist parallel zu dem oberen und dem unteren Substrat, während in dem herkömmlichen TN-LCD ein elektrisches Feld zwischen der Bildelementelektrode, die auf dem unteren Substrat und der Gegenelektrode, die auf dem oberen Substrat vorgesehen ist, senkrecht zu den oberen und unteren Substraten erzeugt.

Unter Bezug auf 1 wird die IPS-LCD beschrieben.

Die LCD enthält eine Gatebusleitung 1, die aus einem undurchsichtigen Metall gemacht ist, um eine entsprechende Einheitszelle auszuwählen, eine Datenbusleitung 3, die aus einem undurchsichtigen Metall gemacht ist, einen Dünnschichttransistor (TFT), eine Gegenelektrode 5 und eine Bildelementelektrode 6. Die Datenbusleitung 3 überschneidet sich vertikal mit der Gatebusleitung 2 in einem einheitlichen Abstand, wodurch ein Raum für eine LCD-Einheitszelle ausgebildet wird. Eine Kanalschicht 4 des TFT ist an der Überschneidung der Gatebusleitung 2 und der Datenbusleitung 3 ausgebildet. Die Datenbusleitung 3 überlappt mit der Kanalschicht 4 über der Kanalschicht 4 und die Gatebusleitung 2 überlappt mit der Kanalschicht 4 unter der Kanalschicht 4. In dem Raum für die LCD-Einheitszelle sind die Gegenelektrode 5 und die Bildelementelektrode 6 vorgesehen. Die Gegenelektrode 5 weist einen Verdrahtungsteil 5a auf, der parallel zu der Gatebusleitung 2 angeordnet ist und zumindest ein Ast 5b, der sich von dem Verdrahtungsteil 5a in Richtung der Gatebusleitung 2 parallel zu der Datenbusleitung 3 erstreckt. Die Anzahl der Äste bzw. der Verzweigungen 5b in der 1 beträgt drei und ein Abstand zwischen den Zweigen bzw. Ästen ist gleichmäßig. Der Verdrahtungsteil 5a der Gegenelektrode 5 ist an die Verdrahtungsteile von linken und rechten Einheiten angeschlossen und sämtliche der Gegenelektrode empfangen die gleiche Signalspannung. Die Bildelementelektrode 6 enthält einen ersten Teil 6a, der mit der Kanalschicht 4 überlappt ist und einer Drain des TFT dient, einen zweiten Teil 6b, der zwischen den Ästen 5b der Gegenelektrode 5 und parallel zu dem Ast 5b angeordnet ist, und einen dritten Teil 6c, der parallel zu der Gatebusleitung 2 ist, um den ersten Teil 6a und den zweiten Teil 6b anzuschließen. Das heißt, daß in dem Raum der Einheitszelle der Ast bzw. Zweig 5b der Gegenelektrode 5 und der zweite Teil 6b der Bildelementelektrode 6 alternativ bzw. abwechselnd über den gleichen Abstand getrennt und parallel zu der Datenbusleitung 3 sind. Zwischen der Gatebusleitung 1 und der Datenbusleitung 3 und zwischen der Gegenelektrode 5 und der Bildelementelektrode 6 ist eine Gateisolierschicht (nicht gezeigt) dazwischen gesetzt.

Der Nachteil der IPS-LCD wird nun unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, die eine Schnittansicht zwischen II-II' nach 1 zeigt. Die Nr. 7 deutet ein Flüssigkristallmolekül an. Wenn ein Signal an den Zweig 5b der Gegenelektrode 5 und den zweiten Teil 6b der Bildelementelektrode 6 angelegt wird, wird dazwischen ein Potential angelegt und folglich werden die Flüssigkristallmoleküle betrieben. Da der Zweig bzw. Ast 5b der Gegenelektrode 5 und der zweite Teil 6b der Bildelementelektrode 6 eine gegebene Breite haben, gibt es darauf kein elektrisches Feld. Folglich wird, selbst wenn das Signal angelegt ist, ein Abfall erzeugt, wobei die Flüssigkristallmoleküle, die über den Zweig 5b und den zweiten Teil 6b angeordnet sind, nicht betrieben werden (in 2 stellt eine durchgezogene Linie ein Äqui-Potential dar). Herkömmlicherweise sind der Zweig 5b der Gegenelektrode und der zweite Teil 6b der Bildelementelektrode aus undurchsichtigem Metall hergestellt, um ein Licht von dem Bereich zu blockieren, in dem die Flüssigkristallmoleküle nicht betrieben werden.

Deshalb wird das Öffnungsverhältnis bzw. Aperturverhältnis um die Fläche bzw. den Bereich des Astes 5b und den zweiten Teil 6b verringert. Im einzelnen ausgeführt, weist die IPS-LCD ein Öffnungsverhältnis von 40% oder weniger auf, was niedriger ist als das von 50 bis 60% bei der TN-LCD. Die Verringerung des Öffnungs- bzw. Aperturverhältnisses führt zu der Verringerung der Transmission und folglich zu der Erniedrigung der Leuchtkraft der LCD.

Die JP-A-09-185038 beschreibt eine Flüssigkristall-Elektrooptische Vorrichtung. In der Flüssigkristall-Elektrooptischen Vorrichtung, die das Flüssigkristallmaterial zwischen einem Paar von lichtdurchlässigen Substraten hält, werden ein Schaltelement, eine Flüssigkristallmaterial-Treiber-Drainelektrode, eine gemeinsame Elektrode und eine Gateelektrode auf einem Substrat ausgebildet und ein elektrisches Feld wird parallel zu dem Substrat zwischen der Drainelektrode und der gemeinsamen Elektrode angelegt. Ein Schaltelement und die jeweiligen Elektroden werden ferner auf dem anderen Substrat ausgebildet und das Flüssigkristallmaterial wird getrieben, indem das elektrische Feld parallel zu den Substraten durch die Elektroden erzeugt wird, die auf einem Substratpaar ausgebildet sind.

Die JP-A-08-286211 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wobei diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung Bildelementelektroden und Gegenelektroden aufweist, die in einer derartigen Art und Weise angeordnet sind, dass fast parallele elektrische Felder auf den Substratoberflächen angelegt werden. Die Schnittformen der Bildelementelektroden und/oder der Gegenelektroden werden zu der Form ausgebildet, bei der das einfallende Licht auf die Bildelementelektroden und Gegenelektroden zumindest teilweise zu den Aperturen zwischen den Bildelementelektroden und Gegenelektroden verdichtet wird, und zwar durch die Reflektion auf den Elektrodenoberflächen. Die Lichtreflexionsoberflächen mit der Form, die fähig ist zumindest teilweise das einfallende Licht auf die Bildelementelektroden und Gegenelektroden zu den Aperturen zwischen den Bildelementelektroden und den Gegenelektroden zu verdichten werden zwischen den Bildelementelektroden und/oder den Gegenelektrode ausgebildet.

Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine LCD zur Verfügung zu stellen, die eine Gegenelektrode und eine Bildelementelektrode hat, die dazu in der Lage sind, einen Bereich zu minimieren, in dem die Flüssigkristallmoleküle nicht betrieben werden.

Die vorliegende Aufgabe wird durch eine LCD mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteilhaft wird eine LCD zur Verfügung gestellt, das ein verbessertes Öffnungs- bzw. Aperturverhältnis, eine verbesserte Transmission und eine verbesserte Leuchtkraft hat.

Vorteilhaft wird eine LCD bereitgestellt, die eine Gatebusleitung, die in einer ersten Richtung auf einem Substrat angeordnet ist, eine Datenbusleitung, die in einer zweiten Richtung auf dem Substrat angeordnet ist, und die zusammen mit den Gatebusleitungen einen Einheitszellenraum bzw. -platz festlegt, und eine Gegenelektrode hat, die einen ersten Teil aufweist, der in dem Einheitszellenraum ausgebildet ist, der aus einem transparenten Material hergestellt ist, die in der zweiten Richtung angeordnet ist und eine querschnittliche Ansicht bzw. Schnittansicht von einer im wesentlichen dreieckigen Form hat. Auch weist eine Bildelementelektrode einen zweiten Teil auf, der in dem Einheitszellenraum ausgebildet ist, der aus transparentem Material hergestellt ist, der in der zweiten Richtung angeordnet ist und der eine querschnittliche Ansicht bzw. Schnittansicht von einer im wesentlichen dreieckigen Form hat. Es wird ein elektrisches Feld parallel zu der ersten Richtung durch das erste Teil und das zweite Teil ausgebildet.

Das erste Teil und das zweite Teil sind aus ITO hergestellt. Die Gegenelektrode weist ferner ein Verdrahtungsteil auf, das in der ersten Richtung beabstandet von der Gatebusleitung angeordnet ist. Das Verdrahtungsteil und das erste Teil sind elektrisch angeschlossen. Die Bildelementelektrode weist ferner ein drittes Teil, das mit einer Kanalschicht überlappt, die auf der Gatebusleitung ausgebildet ist, und ein viertes Teil auf, um das zweite Teil an das dritte Teil anzuschließen. Hier sind das Verdrahtungsteil, das dritte Teil und das vierte Teil aus einem undurchsichtigen Metall hergestellt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Darstellungen näher erörtert, in welchen:
1 eine Draufsicht auf die IPS-LCD gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik zeigt;
2 eine querschnittliche Ansicht bzw. Schnittansicht entlang der Linie II-II' nach 1 zeigt;
3 eine Draufsicht auf die IPS-LCD gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 eine querschnittliche Ansicht bzw. Schnittansicht entlang der Linie IV-IV' nach 3 zeigt.
Aus den Figuren und der Figurenbeschreibung gehen weitere Merkmale, Zielsetzungen und Vorteile hervor, die gemäß der Erfindung wesentlich sein können.
Die LCD nach 3 enthält eine Gatebusleitung 12, eine Datenbusleitung 13, einen TFT, eine Gegenelektrode 15 und eine Bildelementelektrode 16. Die Gatebusleitung 12, die Datenbusleitung 13 und eine Kanalschicht 14 des TFT sind identisch zu der Gatebusleitung 2, der Datenbusleitung 3 und der Kanalschicht 4 nach 1, so daß deren Erläuterung weggelassen werden kann.
In einem LCD-Einheitszellenraum, der durch die Gatebusleitung 12 und die Datenbusleitung 13 festgelegt ist, sind die Gegenelektrode 15 und die Bildelementelektrode bzw. Pixelelektrode 16 vorgesehen. Die Gegenelektrode 15 weist einen Verdrahtungsteil 15a auf, der aus undurchsichtigem Metall hergestellt ist, der von der Gatebusleitung 12 und parallel dazu beabstandet ist. Das Verdrahtungsteil 15a ist auf dem isolierenden Substrat 11 angeordnet ist und ist an das Verdrahtungsteil von benachbarten Einheitszellen, wie der Gatebusleitung 12 angeschlossen. Die Datenbusleitung 13 ist elektrisch von dem Verdrahtungsteil 15a durch eine Gateisolierschicht getrennt. Zusätzlich weist die Gegenelektrode 15 zumindest einen Ast bzw. Zweig 15b auf, der an das Verdrahtungsteil 15a über eine Isolierschicht angeschlossen ist. Der Zweig bzw. Ast 15b ist parallel zu der Datenbusleitung 13 und erstreckt sich von dem Verdrahtungsteil in Richtung der Gatebusleitung 12. In 3 beträgt die Anzahl der Zweige drei und dasselbe Signal wird an das Verdrahtungsteil und den Zweig 15b angelegt. Der Zweig ist einheitlich beabstandet und ist aus transparentem Material hergestellt, z.B. ITO, so daß das Öffnungs- bzw. Aperturverhältnis der LCD verbessert ist. Um auch einen Äqui-Potentialbereich zu minimieren, auf dem die Flüssigkristallmoleküle nicht arbeiten, weist die querschnittliche Ansicht des Zweiges bzw. Astes 15b entlang IV-IV' eine im wesentlichen dreieckige Form auf.
Die Bildelementelektrode 16 hat ein erstes Teil 16a, das mit einer Seite der Kanalschicht 14 überlappt bzw. sich mit dieser überschneidet, das als eine Drain des TFT dient. Das erste Teil 16a ist parallel zu der Datenbusleitung 13 und aus einem undurchsichtigen Metall hergestellt, das eine gute Leitfähigkeit hat. Zusätzlich weist die Bildelementelektrode 16 ferner ein zweites Teil 16b, das zwischen den Zweigen 15b der Gegenelektrode und parallel zu dem Zweig bzw. Ast angeordnet ist, und ein drittes Teil 16c auf, um das erste Teil 16a und das zweite Teil 16b elektrisch anzuschließen. Der zweite Teil 16b der Bildelementelektrode 16 ist aus einem transparenten leitfähigen Material, z.B. ITO, hergestellt, um das Öffnungs- bzw. Aperturverhältnis der LCD zu steigern. Wie der Zweig der Gegenelektrode hat das zweite Teil 16b eine querschnittliche Ansicht mit einer im wesentlichen dreieckigen Form gemäß der Schnittlinie IV-IV', um so den Äqui-Potentialbereich darauf zu minimieren. Das erste Teil bis zu dem dritten Teil sind auf der Gateisolierschicht ausgebildet.
Die 4 stellt eine querschnittliche Ansicht der Dreiecksform des Astes bzw. Zweiges 15b und des zweiten Teils 16b dar. Verglichen mit der querschnittlichen Ansicht nach 2 ist der Äqui-Potentialbereich über der Gegenelektrode und der Bildelementelektrode in 4 wesentlich verringert. Da der Zweig 15b der Gegenelektrode 15 und der zweite Teil 16b der Bildelementelektrode 16 aus transparentem ITO hergestellt sind, sind verglichen mit der herkömmlichen IPS-LCD das Öffnungsverhältnis bzw. Aperturverhältnis, die Transmission und die Helligkeit verbessert bzw. verstärkt. Der Verdrahtungsteil 15a der Gegenelektrode, der erste Teil 16a der Bildelementelektrode und der dritte Teil 16c der Bildelementelektrode 16 sind allesamt aus undurchsichtigem Metall mit guter Leitfähigkeit, so dass die Verschlechterung der LCD nicht auftritt. Die Nr. 17 bezeichnet die Flüssigkristallmoleküle.
Wie oben beschrieben, haben der Zweig 15b der Gegenelektrode 15 und der zweite Teil 16b der Bildelementelektrode, die in dem Öffnungsbereich AP der LCD angeordnet sind, eine querschnittliche Ansicht mit einer im wesentlichen dreieckigen Form und sind aus einem transparenten leitfähigen Material hergestellt. Folglich ist der Äqui-Potentialbereich, auf dem die Flüssigkristallmoleküle nicht arbeiten bzw. nicht funktionieren, minimiert und das Öffnungsverhältnis, die Transmission und die Helligkeit der LCD sind verbessert.
Vorteilhaft wird eine Flüssigkristallanzeige bereitgestellt, die ein oberes Substrat und demgegenüber ein unteres Substrat, wobei Flüssigkristallmoleküle dazwischen gesetzt sind, eine Gatebusleitung und eine Datenbusleitung, die in einer ersten Richtung bzw. der zweiten Richtung auf dem unteren Substrat angeordnet sind, wobei folglich ein Raum für eine Einheitszelle der Flüssigkristallanzeige definiert wird, eine Kanalschicht an dem Überschneidungsbereich der Gatebusleitung und der Datenbusleitung, eine Gegenelektrode und eine Bildelementelektrode, zum Betreiben der Flüssigkristallmoleküle, die an der Einheitszelle angeordnet sind, und eine Isolierschicht hat, um die Gatebusleitung von der Datenbusleitung zu trennen, wobei der Teil der Gegenelektrode und der Teil der Bildelementelektrode, durch welche das elektrische Feld parallel zu der Gatebusleitung in dem Raum für die Einheitszelle lokalisiert wird, eine querschnittliche Form bzw. Schnittansicht von im wesentlichen dreieckiger Gestalt haben. Folglich wird ein Äqui- Potentialbereich, in dem die Flüssigkristallmoleküle über der Gegenelektrode und der Bildelementelektrode nicht funktionieren, minimiert, wobei folglich ein Apertur- bzw. Öffnungsverhältnis und eine Transmission der LCD verbessert werden.

Claims

Flüssigkristallanzeige (LCD), mit den folgenden Merkmalen: einem Substrat (11); einer Gatebusleitung (12), die in einer ersten Richtung auf dem Substrat (11) angeordnet ist; einer Datenbusleitung (13), die in einer zweiten Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung auf dem Substrat (11) angeordnet ist, wobei die Datenbusleitung (13) zusammen mit der Gatebusleitung (12) einen Platz für eine Einheitszelle der Flüssigkristallanzeige festlegt oder die Datenbusleitung (13) zusammen mit der Gatebusleitung (12) und einem zweiten Substrat, das dem ersten Substrat (11) gegenüberliegt, einen Raum für eine Einheitszelle der Flüssigkristallanzeige festlegt; einer Gegenelektrode (15), die einen ersten Teil (15b) aufweist, der mindestens einen Zweig aufweist, der in dem Raum für die Einheitszelle der LCD ausgebildet ist und der aus einem durchsichtigen, leitenden Material hergestellt ist und in der zweiten Richtung parallel zu der Datenbusleitung (13) angeordnet ist, wobei eine querschnittliche Ansicht des ersten Teils (15b) der Gegenelektrode (15) eine dreieckige Form hat; und einer Bildelementelektrode (16), die einen zweiten Teil (16b) aufweist, der mindestens einen Zweig aufweist, der in dem Raum für die Einheitszelle ausgebildet ist und der aus einem durchsichtigen leitfähigen Material hergestellt ist und in der zweiten Richtung parallel zu der Datenleitung (13) angeordnet ist, wobei eine Schnittansicht des zweiten Teils (16b) der Bildelementelektrode (16) eine dreieckige Form hat und wobei die Anordnung der Gegenelektrode (15) und der Bildelementelektrode (16) derartig ist, dass ein elektrisches Feld parallel zu der ersten Richtung zwischen dem ersten Teil (15b) der Gegenelektrode (15) und dem zweiten Teil (16b) der Bildelementelektrode (16) erzeugt wird.
LCD nach Anspruch 1, wobei der erste Teil (15b) der Gegenelektrode (15) und der zweite Teil (16b) der Bildelementelektrode (16) aus ITO hergestellt ist.
LCD nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gegenelektrode (15) ferner einen Verdrahtungsteil (15a) aufweist, der von der Gatebusleitung (12) beabstandet ist und in der ersten Richtung angeordnet ist, und wobei der Verdrahtungsteil (15a) und der erste Teil (15b) der Gegenelektrode (15) elektrisch miteinander verbunden sind.
LCD nach Anspruch 3, wobei der Verdrahtungsteil (15a) aus einem undurchsichtigen Metall hergestellt ist.
LCD nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bildelementelektrode (16) ferner einen ersten Teil (16a), der mit einer Kanalschicht (14) eines Dünnschichttransistors, die auf der Gatebusleitung (12) ausgebildet ist, überlappt, und einen dritten Teil (16c) aufweist, welcher elektrisch den ersten Teil (16a) und den zweiten Teil (16b) miteinander verbindet.
LCD nach Anspruch 5, wobei der erste Teil (16a) und der dritte Teil (16c) der Bildelementelektrode (16) aus undurchsichtigem Metall hergestellt sind.
LCD nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil (15b) der Gegenelektrode (15) drei Zweige aufweist und der zweite Teil (16b) der Bildelementelektrode (16) drei Zweige aufweist.