JP3723911B2 - フリンジフィールド駆動液晶表示装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリンジフィールド駆動液晶表示装置に関し、より詳しくはカウンタ電極と画素電極との間に発生するフリンジフィールドの垂直成分を低減できるフリンジフィールド駆動液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フリンジフィールド駆動液晶表示装置(以下、ＦＦＳ ＬＣＤ)は、ＩＰＳ(inplane switching)-ＬＣＤの低い開口率及び透過率を改善させるために提案されたもので、これに対する大韓民国特許出願第９８-９２４３号が出願された。
【０００３】
こうしたＦＦＳ-ＬＣＤは、所定セルギャップをおいて離れた上部及び下部基板、上部及び下部基板間に介在された液晶層、並びに下部基板の内側面に形成されたカウンタ電極及び画素電極を含む。カウンタ電極及び画素電極は透明電導体で形成され、カウンタ電極と画素電極との間隔はセルギャップより狭い。これにより、電極間及び電極上にフリンジフィールドが形成される。
【０００４】
図１はＦＦＳ-ＬＣＤの下部基板構造を示す平面図である。
図１を参照して、ゲートバスライン３及びデータバスライン７は、下部基板１上に交差配列されて単位画素Ｐｉｘが限定される。薄膜トランジスタＴＦＴはゲートバスライン３とデータバスライン７の交点近傍に配置される。カウンタ電極２は透明導電体で形成され、単位画素ｐｉｘ別にそれぞれ形成される。このとき、カウンタ電極２は四角板状あるいは櫛形状で形成できる。共通信号線３０はカウンタ電極２に持続的に共通信号を供給する為に、カウンタ電極２とコンタクトされるように配置される。このとき、共通信号線３０は信号伝達特性が優秀な金属膜で形成され、一般にはゲートバスライン用金属膜で形成される。しかも、共通信号線３０は、ゲートバスライン３と平行でカウンタ電極２の所定部分とコンタクトされる第１部分３０ａと、第１部分３０ａからデータバスライン７と平行に延長されながらカウンタ電極２とデータバスライン７との間に各々配置される第２部分３０ｂとを含む。画素電極９はカウンタ電極２とオーバーラップされるように単位画素ｐｉｘに形成される。このとき、画素電極９とカウンタ電極２は電気的に絶縁される。画素電極９は櫛形状で形成され、データバスライン７と平行で等間隔に形成された多数の櫛歯部９ａと、櫛歯部９ａの一端を連結しながら薄膜トランジスタＴＦＴの所定部分とコンタクトされるバー９ｂとを含む。一方、図には示さないが、下部基板１と対向する上部基板は画素電極９とカウンタ電極２との距離よりも大きく対向する。
【０００５】
こうしたフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次のように動作する。
カウンタ電極２と画素電極９との間に電界が形成されると、カウンタ電極２と画素電極９との間の距離、すなわちゲート絶縁膜の厚さより上部及び下部基板の距離が大きいので、両電極間及び電極上にフリンジフィールドが形成される。このフリンジフィールドはカウンタ電極２及び画素電極９上の全域に渡っているため、電極上にある液晶分子らを共に動作させる。これにより、高開口率及び高透過率を実現できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次の様な問題点を有する。
まず、フリンジフィールド駆動液晶表示装置は、画素電極の櫛歯９ａとカウンタ電極との間の距離が、セルギャップ(上部及び下部基板間の距離)より狭く配置されるので、フリンジフィールドに垂直成分が存在することになる。
【０００７】
こうしたフリンジフィールドの垂直成分は電極上の領域で発生し、基板と長軸が略平行に配列されるべき液晶分子らが、基板と長軸が略垂直に配列される。これにより、液晶分子らが非正常に配列されて画質欠陥を発生させる。
【０００８】
さらに、フリンジフィールドの垂直成分ＦＡは、図２及び図３に示すように、ＬＣＤの(+)フレームと(-)フレーム別に互いに異なる形態で形成される。これにより、(+)フレーム状態における液晶分子１０ａの配列と、(-)フレーム状態における液晶分子１０ａの配列とが互いに異なり、互いに輝度差が発生する。この輝度差の発生のため、液晶層に直流電圧(DC bias)が印加されて液晶分子を劣化させる。これにより、画質欠陥が発生する。
【０００９】
従って、本発明の目的は、フリンジフィールドの垂直成分を最小化して、画質特性を改善できるフリンジフィールド駆動液晶表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、下部基板；前記下部基板上に所定方向に延長されたゲートバスライン；前記ゲートバスラインと交差するように配置されて単位画素を限定するデータバスライン；前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；前記単位画素空間に各々形成され、共通信号を印加し続ける四角板状のカウンタ電極；及び、前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成するように前記カウンタ電極上にオーバーラップされる多数の櫛歯部を含む画素電極を含み、前記カウンタ電極は多数のスリットを含み、前記スリットは画素電極の櫛歯部間に各々備えられ、前記カウンタ電極及び画素電極は透明導電体で形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、下部基板；前記下部基板上に所定方向に延長されたゲートバスライン；前記ゲートバスラインと交差するように配置されて単位画素を限定するデータバスライン；前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；前記単位画素空間に各々形成され、共通信号を印加し続ける四角板状のカウンタ電極；及び、前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成するように、前記カウンタ電極上にオーバーラップされながら前記データバスラインと平行な多数の櫛歯部を含む画素電極を含み、前記カウンタ電極は前記櫛歯部と平行な多数のスリットを含み、前記スリットは画素電極の櫛歯部間に各々備えられ、前記カウンタ電極及び画素電極は透明導電体で形成されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適実施例を詳細に説明する。
まず、図４を参照して、ゲートバスライン１３は図のｘ方向に下部基板１１上に延長され、データバスライン１７はゲートバスライン１３と実質的に垂直なｙ方向に延長され、下部基板１１に矩形の単位画素ｐｉｘが限定される。ここで、ゲートバスライン１３とデータバスライン１７は、公知のように、ゲート絶縁膜(不図示)によって絶縁される。ゲートバスライン１３とデータバスライン１７の交点近傍には薄膜トランジスタＴＦＴが各々配置される。カウンタ電極１２はそれぞれの単位画素に形成される。カウンタ電極１２は透明導電層例えばＩＴＯ物質で形成され、板状望ましくは四角板状で形成される。また、カウンタ電極１２は多数のスリット１２ａを含む。このとき、スリット１２ａの長軸がデータバスライン１７と平行で、各スリット１２ａは等間隔に平行に配置される。この様なカウンタ電極１２だけの形状を図５に示している。一方、共通信号線１３０はカウンタ電極１２の所定部分とコンタクトされてカウンタ電極１２に共通信号を伝達する。共通信号線１３０はゲートバスライン１３と平行でカウンタ電極１２の所定部分とコンタクトされる第１部分１３０ａと、第１部分１３０ａからデータバスライン１７と平行に延長され、カウンタ電極１２とデータバスライン１７との間に各々配置される第２部分１３０ｂとを含む。このとき、共通信号線１３０はゲートバスライン１３及びデータバスライン１７共に絶縁される。画素電極１９はカウンタ電極１２とオーバーラップされるように、単位画素ｐｉｘに各々形成される。画素電極１９はデータバスライン１７と平行でスリット１２ａ間に各々配列される多数の櫛歯部１９ａと、櫛歯部１９ａの一端を連結しながら薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極とコンタクトされるバー１９ｂとを含む。このとき、櫛歯部１９ａ間の間隔はスリット１２ａの線幅より大きい。これにより、櫛歯部１９ａ間の空間を介してスリット１２ａが露出する。しかも、画素電極１９はカウンタ電極１２と同様に透明導電体、例えばＩＴＯ物質で形成される。また、画素電極１９の櫛歯部１９ａとカウンタ電極１２との間の間隔は上部及び下部基板１１間の距離より小さい。さらに、画素電極１９の櫛歯部１９ａの幅及び露出したカウンタ電極１２の幅は、フリンジフィールドが電極上部まで及ぼす程度である。
【００１３】
この本発明のフリンジフィールド駆動液晶表示装置は、次の通り動作する。
カウンタ電極１２と画素電極１９との間に電圧差が発生すれば、カウンタ電極１２と画素電極１９の櫛歯部１９ａとの間にフリンジフィールドＦが形成される。このとき、フリンジフィールドＦはスリット１２ａ両側の露出したカウンタ電極１２と画素電極１９の櫛歯部１９ａとの間で形成されるので、垂直成分が存在しなくなる。すなわち、垂直形態のフリンジフィールド部分がスリット１２ａによってスリット１２ａ外側に曲がる。よって、誘電率異方性が正の液晶物質を使用するとき、露出したカウンタ電極１２の上部で液晶分子らがほぼ基板と平行な形態に配列される。よって、画質欠陥が減少される。尚、未説明の図面符号１４はゲート絶縁膜を示す。
【００１４】
さらに、本発明のように、露出したカウンタ電極１２にスリット１２ａが形成されると、図６及び図７に示すように、(+)フレームと(-)フレームの各々の電界がほぼ同様に形成されて輝度差が発生しない。しかも、輝度差が発生しないので、液晶分子に直流電圧が印加される現象も減少され、液晶分子の劣化を防止する。これにより、画質欠陥を防止する。
【００１５】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではない。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。
【００１６】
【発明の効果】
以上から説明した様に、本発明によれば、フリンジフィールド駆動液晶表示装置において、画素電極の櫛歯部によって露出するカウンタ電極部分に櫛歯部間の間隔より狭幅を持つスリットを形成する。これにより、画素電極の櫛歯部とカウンタ電極間に垂直成分のフリンジフィールドを除去して、液晶分子らが非定常に配列されるのを防止する。しかも、(+)フレームと(-)フレーム間のフリンジフィールドが同様な形態で形成され、液晶分子配列の差を低減できる。これにより、液晶表示装置の画質特性が大きく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般のフリンジフィールド駆動液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１のII-II′線に沿う断面図であって、(+)フレーム時のフィールド及び液晶分子の配列を示す断面図である。
【図３】図１のII-II′線に沿う断面図であって、(-)フレーム時のフィールド及び液晶分子の配列を示す断面図である。
【図４】本発明によるフリンジフィールド駆動液晶表示装置の平面図である。
【図５】本発明によるフリンジフィールド駆動液晶表示装置のカウンタ電極を示す平面図である。
【図６】図４のVI-VI′線に沿う断面図であって、(+)フレーム時のフィールド及び液晶分子の配列を示す断面図である。
【図７】図４のVI-VI′線に沿う断面図であって、(-)フレーム時のフィールド及び液晶分子の配列を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 下部基板
１２ カウンタ電極
１２ａ カウンタ電極のスリット
１３ ゲートバスライン
１４ ゲート絶縁膜
１９ 画素電極
１９ａ 画素電極の櫛歯部
１９ｂ 画素電極のバー
１３０ 共通電極線

Claims (6)

  1. 下部基板；
    前記下部基板上に所定方向に延長されたゲートバスライン；
    前記ゲートバスラインと交差するように配置されて単位画素を限定するデータバスライン；
    前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；
    前記単位画素空間に各々形成され、共通信号を印加し続ける四角板状のカウンタ電極；及び、
    前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成するように前記カウンタ電極上にオーバーラップされる多数の櫛歯部を含む画素電極を含み、
    前記カウンタ電極は多数のスリットを含み、前記スリットは画素電極の櫛歯部間に各々備えられ、
    前記カウンタ電極及び画素電極は透明導電体で形成されることを特徴とする、フリンジフィールド駆動液晶表示装置。
  2. 前記スリットの長軸が前記櫛歯部と平行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駆動液晶表示装置。
  3. 前記スリットの長軸及び前記櫛歯部の長軸はデータバスラインと平行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駆動液晶表示装置。
  4. 前記カウンタ電極のスリットの短縮幅は前記画素電極の櫛歯部間の間隔より小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駆動液晶表示装置。
  5. 下部基板；
    前記下部基板上に所定方向に延長されたゲートバスライン；
    前記ゲートバスラインと交差するように配置されて単位画素を限定するデータバスライン；
    前記ゲートバスラインとデータバスラインの交差部に各々配置された薄膜トランジスタ；
    前記単位画素空間に各々形成され、共通信号を印加し続ける四角板状のカウンタ電極；及び、
    前記薄膜トランジスタと電気的に連結して、前記カウンタ電極と共にフリンジフィールドを形成するように、前記カウンタ電極上にオーバーラップされながら
    前記データバスラインと平行な多数の櫛歯部を含む画素電極を含み、
    前記カウンタ電極は前記櫛歯部と平行な多数のスリットを含み、前記スリットは画素電極の櫛歯部間に各々備えられ、
    前記カウンタ電極及び画素電極は透明導電体で形成されることを特徴とする、フリンジフィールド駆動液晶表示装置。
  6. 前記カウンタ電極のスリットの短縮幅は前記画素電極の櫛歯部間の間隔より小であることを特徴とする、請求項５記載のフリンジフィールド駆動液晶表示装置。
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