JP2002031812A - フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置 - Google Patents
フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置Info
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Abstract
るフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置
を提供する。 【解決手段】 所定の距離を置いて対向・配置され、透
明性を有する下部基板1及び上部基板11と、下部基板
1の内側面上にゲート絶縁膜3の介在下に配置され電界
印加時にフリンジフィールドを形成し、透明導電体で成
るカウンター電極2及び画素電極4と、上部基板11の
内側面上に形成されたブラックマトリックス12及びカ
ラーフィルター13と、ブラックマトリックス12及び
カラーフィルター13を含む上部基板11の内側面上に
配置されたITO層30と、下部基板1と上部基板11
の間に介在し、誘電率異方性が負である複数個の液晶分
子で構成された液晶層20を含む。
Description
スイッチングモード液晶表示装置に関し、より詳しく
は、高画質及び費用節減を得ることができるフリンジフ
ィールドスイッチングモード液晶表示装置に関するもの
である。
hing)モードLCDは、TNモードLCDの狭い視
野角の欠点を改善するために提案された。このようなI
PSモードLCDは、周知のように、液晶を駆動させる
ためのカウンター電極と画素電極が全てアレイ基板に配
置された構造を有し、画面を眺める方向に拘らず液晶分
子の長軸のみを見ることになることにより視野角が改善
される。
LCDより向上した視野角を有するが、カウンター電極
と画素電極が不透明金属で形成されることにより、開口
率及び透過率の改善は満足するほどのものではない。こ
れにより、IPSモードLCDの開口率及び透過率の改
善の限界を克服するため、液晶分子の駆動がフリンジフ
ィールドにより行われるフリンジフィールドスイッチン
グモードLCD(以下、FFSモードLCD)が提案さ
れた。
電極と画素電極はITOのような透明物質で形成され、
さらに、基板間の間隔より狭い間隔を有するように形成
され、その上に、電極上部に配置されている液晶分子が
全て駆動され得る程度の幅を有するように形成される。
ー電極と画素電極が透明物質で形成されることによりI
PSモードLCDより向上した開口率を有し、さらに、
電極部分で光透過が発生することによりIPSモードL
CDより向上した透過率を有する。
断面図である。図示されたように、下部基板1と上部基
板11が所定の距離(d:以下、セルギャップ)を置い
て対向・配置される。複数個の液晶分子20aを含む液
晶層20が基板1、11の間に介在する。液晶分子20
aは、誘電率異方性特性が負、又は正の液晶の両方を利
用することができる。
ター電極2と画素電極4が、下部基板1の内側面上にゲ
ート絶縁膜3の介在下に形成される。カウンター電極2
と画素電極4は、前述のように透明導電体で形成され、
それらの間の間隔はセルギャップ(d)より小さく設計
される。さらに、カウンター電極2はプレート状に形成
され、画素電極4はスリット(slit)状に形成され
る。図示されていないが、ゲートバスラインとデータバ
スラインが下部基板1の内側面上に単位画素を限定する
ように交差配列され、ゲートバスラインとデータバスラ
インの交差部には薄膜トランジスタが配置される。
の内側面上に形成される。R、G、Bのカラーフィルタ
ー13がブラックマトリックス12の間の領域、即ち、
画素領域に該当する上部基板領域に形成される。
るオーバーコーティング層14が、カラーフィルター1
3を保護すると共に平坦化を得るため、ブラックマトリ
ックス12及びカラーフィルター13上に形成される。
etilt)用配向膜5、15が下部基板1と上部基板
1、11の結果物上にそれぞれコーティングされ、そし
て、配向膜5、15はそれぞれのラビング軸が互いに非
並列(anti−parallel)にラビングされ
る。
が下部基板1と上部基板11の外側面にそれぞれ取り付
けられる。このとき、下部偏光板は、下部配向膜5のラ
ビング軸と平行した偏光軸を有し、上部偏光板は、下部
偏光板の偏光軸と垂直の偏光軸を有する。
LCDにおいて、カウンター電極2と画素電極4の間に
電圧差が発生すれば、カウンター電極2と画素電極4の
間の間隔がセルギャップ(d)より狭いことからフリン
ジフィールドが発生し、このフリンジフィールドはカウ
ンター電極2と画素電極4の幅が微細なことに基づき、
電極2、4の上部に配置された液晶分子等にも影響を及
ぼすことになる。
る液晶分子が殆ど全て動作されることにより、IPSモ
ードLCDより向上した透過率及び開口率を有する。
る電圧に対する透過率をシミュレーションしたグラフで
ある。ここで、グラフは誘電率異方性(△ε)が−4、
屈折率異方性(△n)が0.077、そして位相遅延
(△n・d)が0.3μmの液晶分子を適用した場合の
結果である。
msのとき、透過率がおおよそ45.6%程度の特性を
示すことが分かる。
基板に形成されるオーバーコーティング層14により製
造費用が増加するという問題点があり、さらに、カウン
ター電極及び画素電極が下部基板に全て配置されること
により、静電気又は残像に非常に弱い構造を有し、よっ
て、高画質を実現するのが難しいという問題点があっ
た。
ぐため図1に示したように、500Å以下厚さのITO
で成る静電気防止層16が上部基板11の外側面に形成
されることもあるが、このような構造の場合、静電気防
止層16を形成するための追加工程が求められるため製
造費用の増加を避けることができない。
従来のフリンジフィールドスイッチング(FFS)モー
ド液晶表示装置(LCD)における問題点に鑑みてなさ
れたものであって、本発明の目的は、静電気及び残像の
効果的な除去を介して高画質のFFSモードLCDを提
供することである。
節減することができるFFSモードLCDを提供するこ
とである。
になされた本発明によるFFSモードLCDは、所定の
距離を置いて対向・配置され、透明性を有する下部基板
及び上部基板と、前記下部基板の内側面上にゲート絶縁
膜の介在下に配置され、電界印加時にフリンジフィール
ドを形成して透明導電体で成るカウンター電極及び画素
電極と、前記上部基板の内側面上に形成されたブラック
マトリックス及びカラーフィルターと、前記ブラックマ
トリックス、及びカラーフィルターを含む前記上部基板
の内側面上に配置されたITO層と、前記下部基板と上
部基板の間に介在し、誘電率異方性が負である複数個の
液晶分子で構成された液晶層とを含むことを特徴とす
る。
れ、任意のラビング軸(rubbing axis)を
有する第1水平配向膜と、前記上部基板のITO層上に
配置され、前記第1水平配向膜のラビング軸と非並列
(anti−parallel)のラビング軸を有する
第2水平配向膜と、前記下部基板の外側面に配置され、
前記第1水平配向膜のラビング軸と平行な偏光軸を有す
る下部偏光板と、前記上部基板の外側面に配置され、前
記下部偏光板の偏光軸と垂直の偏光軸を有する上部偏光
板とをさらに含むことを特徴とする。
状で、前記画素電極は、スリット状であることが好まし
い。また、前記カウンター電極は、少なくとも一つ以上
の溝が備えられることが好ましい。また、前記溝の幅
は、前記画素電極のスリット幅より小さいことが好まし
い。また、前記溝の幅は、2〜3μmであることが好ま
しい。さらに、前記ITO層は、ウィンドー領域を含む
ことが好ましい。
ドLCDの実施の形態の具体例を図面を参照しながら説
明する。
LCDの断面図である。ここで、図1と同一部分は同一
の図面符号で示す。下部基板1と上部基板11が所定の
距離(d)を置いて対向・配置される。下部及び上部基
板1、11は透明性絶縁基板、例えばガラス基板であ
る。誘電率異方性特性が負である複数個の液晶分子20
aで成る液晶層20が基板1、11の間に介在する。
イン(図示されていない)が下部基板1の内側面上に交
差配列される。TFT(図示されていない)がゲートバ
スラインとデータバスラインの交差部に配置される。I
TOのような透明導電体で成るカウンター電極2と画素
電極4が、ゲートバスラインとデータバスラインにより
限定された画素領域にゲート絶縁膜3の介在下に配置さ
れる。
画素電極4は複数個のブランチを有するスリット状に備
えられる。カウンター電極2はスリット状に形成するこ
とができ、この場合、カウンター電極2のブランチと画
素電極4のブランチは交互に配置される。
ス12が上部基板1の内側面上に配置される。R、G、
Bのカラーフィルター13がブラックマトリックス12
により限定された画素領域に配置される。静電気防止及
び速やかな残像の除去のため、ITO層30がブラック
マトリックス12及びカラーフィルター13上に配置さ
れる。ITO層30は平坦な表面を有するように形成さ
れ、よって、オーバーコーティング層の機能も同時に行
う。
領域を含むことができる。ウィンドー領域はITO層3
0とゲートバスライン、又はデータバスラインの間での
キャパシタンス発生を防ぐために備えられるのであり、
好ましくは、ゲートバスライン又はデータバスラインの
上部に配置される。
ある下部配向膜5と上部配向膜15が、下部及び上部基
板1、11の内側面上にそれぞれ配置される。下部配向
膜5と上部配向膜15はそれらのラビング軸が非並列
(anti−parallel)するように、即ち所定
の角度を有するようにラビング(rubbing)され
る。
光板が下部基板1と上部基板11の外側面にそれぞれ取
り付けられる。下部偏光板は下部配向膜5のラビング軸
と平行する偏光軸を有し、上部偏光板は下部偏光板の偏
光軸と垂直をなす偏光軸を有する。
モードLCDにおいて、液晶層20は上述のように、誘
電率異方性特性が負である負の液晶分子20aで構成さ
れる。これは次のような理由に基づき、透過率側面で誘
電率異方性が正の液晶より有利であるためである。
はITO層30と画素電極4の間で発生する電界方向に
その長軸が整列され、これに従いフリンジフィールド又
はイン−プレーン電界による液晶制御が難しくなる。従
って、正の液晶分子が適用されたFFSモードLCDは
正常の透過率特性を得ることができない。その反面、負
の液晶分子が適用される場合、適当な位相遅延(△n・
d)補正を介し、ITO層30がない時と同じ透過率特
性を得ることができる。ここで、誘電率異方性が負であ
る液晶分子20aの位相遅延(△n・d)特性は0.2
0〜0.50μm程度である。
下部及び上部配向膜5、15はゲートバスライン、又は
データバスラインに対し+45°又は−45°以下、好
ましくは視野角を考慮して+12°又は−12°にラビ
ングされる。
と比べ、ITO層が静電気防止層としての機能はもちろ
んオーバーコーティング層の機能を共に行うため、オー
バーコーティング層の形成は省略され、よって、オーバ
ーコーティング層の形成による製造費用の上昇が防止さ
れる。
来のそれと比べ、ITO層30が上部基板11の内側面
に配置されることにより電場に反応した不純物イオンが
下部基板1に配置された電極はもちろん、ITO層30
に分散吸着し、よって残像の消滅時間が短縮される。
従来のそれと比べ、静電気及び残像に弱い構造の改善に
より高画質を得ることができ、さらに、オーバーコーテ
ィング層の省略により製造費用を節減することができ
る。
モードLCDの断面図であり、図5は図4でのカウンタ
ー電極の平面図である。図示されたように、この実施例
に係るFFSモードLCDは前の実施例のそれと比べ、
ただ、カウンター電極の形状のみ相違する。カウンター
電極2は全体的にはプレート状であるが、内部に少なく
とも一つ以上の溝2aを有する。このとき、溝2aは好
ましくは画素電極4のブランチ下部に配置され、ブラン
チより小さい幅、例えば2〜3μm幅を有するように備
えられる。
でキャパシタンスが発生することにより充電容量が不足
することがあるため、このような問題を解決するために
備えられるのである。
ドLCDにおける電圧に対する透過率をシミュレーショ
ンしたグラフである。ここで、グラフは誘電率異方性
(△ε)が−4、屈折率異方性(△n)が0.077、
そして位相遅延(△n・d)が0.3μmの液晶分子を
適用した場合の結果である。見られるように、本発明の
FFSモードLCDは上部基板にITO層が備えられる
にも拘らず、従来と類似して、応答速度が100.00
msのとき、42%程度の透過率特性が得られる。
ドLCDにおける電圧に対する透過率をシミュレーショ
ンしたもう一つのグラフであり、ここで、グラフは誘電
率異方性(△ε)が−4、屈折率異方性(△n)が0.
09、そして位相遅延(△n・d)が0.33μmであ
る液晶分子を適用した場合の結果である。見られるよう
に、透過率は従来と殆ど類似して応答速度が100.0
0msのとき、45%程度が得られることが分かる。
相遅延(△n・d)の調節を介し、従来と類似する透過
率特性が得られることが分かる。
はない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変
更実施することが可能である。
CDはITO層を上部基板の内側面上に配置させたこと
により、静電気及び残像を効果的に除去することがで
き、よって高画質を実現することができる。
ーバーコーティング層の省略により、製造工程の単純化
及び費用節減の効果を得ることができる。
る。
率をシミュレーションしたグラフである。
す断面図である。
の断面図である。
圧に対する透過率をシミュレーションしたグラフであ
る。
圧に対する透過率をシミュレーションしたグラフであ
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 所定の距離を置いて対向・配置され、透
明性を有する下部基板及び上部基板と、 前記下部基板の内側面上にゲート絶縁膜の介在下に配置
され、電界印加時にフリンジフィールドを形成して透明
導電体で成るカウンター電極及び画素電極と、 前記上部基板の内側面上に形成されたブラックマトリッ
クス及びカラーフィルターと、 前記ブラックマトリックス、及びカラーフィルターを含
む前記上部基板の内側面上に配置されたITO層と、 前記下部基板と上部基板の間に介在し、誘電率異方性が
負である複数個の液晶分子で構成された液晶層とを含む
ことを特徴とするフリンジフィールドスイッチングモー
ド液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記下部基板の最上部に配置され、任意
のラビング軸(rubbing axis)を有する第
1水平配向膜と、 前記上部基板のITO層上に配置され、前記第1水平配
向膜のラビング軸と非並列(anti−paralle
l)のラビング軸を有する第2水平配向膜と、 前記下部基板の外側面に配置され、前記第1水平配向膜
のラビング軸と平行な偏光軸を有する下部偏光板と、 前記上部基板の外側面に配置され、前記下部偏光板の偏
光軸と垂直の偏光軸を有する上部偏光板とをさらに含む
ことを特徴とする請求項1記載のフリンジフィールドス
イッチングモード液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記カウンター電極は、プレート状で、
前記画素電極は、スリット状であることを特徴とする請
求項1記載のフリンジフィールドスイッチングモード液
晶表示装置。 - 【請求項4】 前記カウンター電極は、少なくとも一つ
以上の溝が備えられることを特徴とする請求項1記載の
フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記溝は、画素電極の下部に配置される
ことを特徴とする請求項4記載のフリンジフィールドス
イッチングモード液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記溝の幅は、前記画素電極のスリット
幅より小さいことを特徴とする請求項4記載のフリンジ
フィールドスイッチングモード液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記溝の幅は、2〜3μmであることを
特徴とする請求項6記載のフリンジフィールドスイッチ
ングモード液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記ITO層は、ウィンドー領域を含む
ことを特徴とする請求項1記載のフリンジフィールドス
イッチングモード液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記液晶分子は、位相遅延(△n・d)
が0.20〜0.50μmであることを特徴とする請求
項1記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶
表示装置。
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001165296A Expired - Lifetime JP3811811B2 (ja) | 2000-06-01 | 2001-05-31 | フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置 |
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JP (1) | JP3811811B2 (ja) |
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