JP2002055347A - 垂直配向形液晶表示装置 - Google Patents

垂直配向形液晶表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直配向型液晶表示装置の応答速度を向上さ
せることにある。 【解決手段】 画素電極１１及び共通電極２１にそれぞ
れ第１開口部Ｐ１及び第２開口部Ｐ２を形成し、第１開
口部Ｐ１の角部Ａと第２開口部Ｐ２の角部Ｂとの中間Ｃ
において、画素電極１１に段差を形成する。このように
すると、画素電極１１の段差の部分でもフィールドを生
じ、液晶が迅速に反応するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、垂直配向モード液
晶表示装置に関し、特に、電極に開口パターンを形成し
て広視野角を確保した垂直配向モード液晶表示装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、一般に共通電極及びカ
ラーフィルターなどが形成されている上部基板と薄膜ト
ランジスタ及び画素電極などが形成されている下部基板
との間に液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互い
に異なる電位を印加することによって電界を形成して液
晶分子の配列を変更させ、これによって光の透過率を調
節して画像を表現する装置である。
【０００３】その中でも電界が印加されない状態で液晶
分子の長軸を上下基板に対して垂直に配列した垂直配向
モード液晶表示装置は、コントラスト比が大きく広視野
角の実現も容易であるので脚光を浴びている。
【０００４】垂直配向モード液晶表示装置において広視
野角を実現するための手段として、電極に開口パターン
を形成する方法がある。この方法は、フリンジフィール
ド（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）を用いて液晶の傾く方
向を４方向に均一に分散させることによって広視野角を
確保する方法である。
【０００５】次に、電極に開口パターンを形成して広視
野角を確保する従来の垂直配向モード液晶表示装置につ
いて図面を参考にして説明する。
【０００６】図１は、従来の技術による電極に開口パタ
ーンを形成した垂直配向形液晶表示装置の断面図であ
る。
【０００７】下部の絶縁基板１００上に画素電極１１０
が形成されており、上部の絶縁基板２００上に共通電極
２１０が形成されている。ここで、画素電極１１０と共
通電極２１０とには開口パターンが形成されており、画
素電極１１０の開口パターンと共通電極２１０の開口パ
ターンとは互いに交互に配置されている。上下絶縁基板
１００、２００の間には液晶物質が注入されて液晶層３
００を構成している。
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】このような液晶表示装
置においては、図１に示したように、上下開口パターン
によって形成されるフリンジフィールドを用いて液晶分
子の傾く方向を一定に規制して広視野角を確保する。と
ころが、上下開口パターンの中間部分ではフリンジフィ
ールド成分が弱く、上下基板１００、２００に対して垂
直方向の電気場が主になるようになって、この部分に位
置する液晶分子は電気場を印加した時に速かに配列を変
えることができず、開口パターン付近の液晶分子が傾い
て影響を与えてはじめて傾く。このような要因のために
液晶表示装置の応答速度は遅い。
【０００９】本発明が目的とする技術的課題は、液晶表
示装置の応答速度を向上させることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明では、上下電極のうちの少なくとも一方
の側を上下開口パターンの中間部分で段差をなすように
形成する。
【００１１】具体的には、絶縁物からなる第１基板、第
１基板上に形成されていて第１開口パターンを有する画
素電極、第１基板と対向している第２基板、第２基板上
に形成されていて第２開口パターンを有する共通電極、
第１基板と前記第２基板との間に注入されている液晶層
を含む液晶表示装置において、画素電極と共通電極との
うちの少なくとも一方は第１開口パターンと第２開口パ
ターンとの間の領域で段差を設ける。
【００１２】この時、段差は画素電極にだけ形成した
り、共通電極にだけ形成したり、または、画素電極と共
通電極両者に形成することができる。ここで画素電極の
段差を第１段差、共通電極の段差を第２段差とすると、
第１段差と第２段差とは第１開口パターン、第２段差、
第１段差、第２開口パターンの順に配置されるのが好ま
しい。また、ゲート絶縁膜と保護膜とを一部除去し、そ
の上に画素電極を形成することにより、画素電極の段差
を形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参考として本発明の
実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の構
造について説明する。
【００１４】図２は本発明の実施例による電極に開口パ
ターンを形成した垂直配向形液晶表示装置の断面図であ
る。
【００１５】ガラスなどの絶縁物質からなる下部基板１
０上に画素電極１１が形成されており、やはり絶縁物質
からなる上部基板２０上に共通電極２１が形成されてい
る。画素電極１１と共通電極２１は各々第１開口パター
ンＰ1と第２開口パターンＰ2とを有し、これらは互いに
交互に位置する。この時、下部基板１０の画素電極１１
の下には突起部１４が形成されていて画素電極１１は突
起部１４を乗り越えるように形成された段差を有する。
突起部１４はゲート絶縁膜１２と保護膜１３とで形成さ
れている。ここで画素電極１１段差部は第１開口パター
ンＰ1の角部Ａと第２開口パターンＰ2の角部Ｂの中間部
分Ｃに位置する。
【００１６】このように画素電極１１に段差を形成する
と段差部でもフリンジフィールドが形成されるために、
第１及び第２開口パターンＰ1、Ｐ2の中間部分Ｃに位置
する液晶分子も電界印加に対して迅速に反応する。
【００１７】液晶表示装置には前記に説明された要素以
外にもさらに多くの要素が含まれる。例えば、下部基板
１０上にはゲート配線、データ配線及び薄膜トランジス
タなどが形成されており、上部基板２０にはカラーフィ
ルターとブラックマトリックスなどが形成されている。
この時、ゲート配線は走査信号を伝達するための配線で
あり、データ配線は画像信号を伝達するための配線であ
り、薄膜トランジスタは走査信号によって画像信号を画
素電極１１に伝達または遮断するスイッチング素子であ
る。このような要素は図面の単純化と理解の便利のため
に図示を省略した。
【００１８】図３は本発明の第１実施例による垂直配向
形液晶表示装置と従来の技術による垂直配向形液晶表示
装置との応答速度を比較する断面図と透過率グラフであ
る。
【００１９】図３のグラフはしきい電圧を１．７Ｖに仮
定してこの電圧を約１５０ｍｓｅｃ程度印加した後、駆
動電圧を印加した。図３で下側は等電位腺の模様と液晶
の配向を示し、上側曲線は時間による透過率曲線を示
す。
【００２０】図３の矢印で表示されたＡ、Ｂ部分を注目
して見ると、従来の段差のない構造（右側）の場合、上
下開口パターンの中間部分では光透過度が時間によって
徐々に増加することをを見ることができる。反面、段差
のある本発明の場合には、段差によって形成された変形
した電気場によって電気場が印加された時点から開口部
周辺の液晶分子と同時に動きはじめて光透過度が開口部
周辺と殆ど同一に速い速度で増加することが分かる。こ
れに関する実験結果は下表１のようである。
【００２１】
【表１】
【００２２】前記の表は本発明による液晶表示装置と従
来の技術による液晶表示装置との各階調別応答速度を比
較したものである。
【００２３】全ての階調で本発明による液晶表示装置の
応答速度が従来型より速いことが分かり、特に低い階調
では約２０〜２５ｍｓの応答速度の改善を示す程に向上
した。
【００２４】図４は、本発明の第２実施例による垂直配
向形液晶表示装置の断面図である。
【００２５】下部基板１０上に画素電極１１が形成され
ており、絶縁物質からなる上部基板２０上に共通電極２
１が形成されている。画素電極１１と共通電極２１とは
各々第１開口パターンＰ1と第２開口パターンＰ2とを有
し、これらは互いに交互に位置する。この時、下部基板
１０の画素電極１１の下と上部基板２０と共通電極２１
との間には突起部１４、２２が各々形成されていて画素
電極１１と共通電極２１とは突起部１４、２２を乗り越
えるように形成された段差を有する。下部基板１０の突
起部１４はゲート絶縁膜１２と保護膜１３とで形成され
ている。ここで画素電極１１と共通電極２１との段差部
は第１開口パターンＰ1の角部Ａと第２開口パターンＰ2
の角部Ｂの中間部分Ｃ、Ｄに位置する。この時、画素電
極１１の段差部と共通電極２１の段差部とは互いに外れ
ており、そのＡ、Ｄ、Ｃ、Ｂの順に配置されている。
【００２６】このように共通電極２１にも段差を形成す
ると、段差による電気場変形の効果が増大して応答速度
のさらに大きい向上を期待することができる。
【００２７】以上、画素電極にだけ段差を形成する場合
と、画素電極及び共通電極の全てに段差を形成する二つ
の場合を実施例で説明したが、共通電極にだけ突起を形
成することも可能であり、これは液晶表示装置に対して
通常の知識を有する者であれば容易に理解するできる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように上下部開口部の間に位置す
るように電極に段差を形成することによって、液晶表示
装置の応答速度を向上させることができる。つまり、段
差によって形成される変形した電気場によって、液晶分
子の傾く方向を予め決めて反応速度を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術による垂直配向形液晶表示装置の断
面図。
【図２】本発明の第１実施例による垂直配向形液晶表示
装置の断面図。
【図３】本発明の第１実施例による垂直配向形液晶表示
装置と従来の技術による垂直配向形液晶表示装置との応
答速度を比較する断面図と透過率グラフ。
【図４】本発明の第２実施例による垂直配向形液晶表示
装置の断面図。
【符号の説明】
１０ 下部基板 １１ 画素電極 １２ ゲート絶縁膜 １３ 保護膜 １４、２２ 突起部 ２０ 上部基板 ２１ 共通電極
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H090 HA15 KA18 LA01 LA04 MA01 MA14 2H092 GA13 GA17 GA26 JA24 JA34 JB14 5C094 AA13 BA43 CA19 DA13 DA14 DA15 EA04 EB02

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】絶縁物からなる第１基板、 前記第１基板上に形成されており、第１開口パターンを
    有する画素電極、 前記第１基板と対向して配置されている第２基板、 前記第２基板上に形成されており、第２開口パターンを
    有する共通電極、 前記第１基板と前記第２基板との間に注入されている液
    晶層、 を含み、 前記画素電極と前記共通電極とのうちの少なくとも一つ
    は、前記第１開口パターンと前記第２開口パターンとの
    間の領域で段差を有する、 液晶表示装置。
  2. 【請求項２】前記画素電極が段差を有する、請求項１に
    記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記段差は画素電極下部のゲート絶縁膜と
    保護膜とにより形成される、請求項２に記載の液晶表示
    装置。
  4. 【請求項４】前記共通電極が段差を有する、請求項１に
    記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】前記画素電極及び前記共通電極が各々第１
    段差及び第２段差を有する、請求項１に記載の液晶表示
    装置。
  6. 【請求項６】前記第１段差と前記第２段差とは、前記第
    １開口パターン、前記第２段差、前記第１段差、前記第
    ２開口パターンの順に配置されている、 請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】前記第１基板上に形成されており、前記画
    素電極に伝えられる画像信号をスイッチングする薄膜ト
    ランジスタをさらに含む、請求項１に記載の液晶表示装
    置。
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