JP4733374B2 - フリンジフィールド駆動モード液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には、ブラックマトリックスと共通電極および画素電極に印加される電界を用いて液晶偏光効率を向上させるフリンジフィールド駆動モード（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ；以下、ＦＦＳという）液晶表示装置に関する。
図１は、従来のＦＦＳ液晶表示装置を示す平面図である。
図２は、図１のＡ領域を拡大図示した拡大図である。
図３は、図１に示すＦＦＳ液晶表示装置の断面図である。
従来のＦＦＳは、図１ないし図３に示すように、第１のＩＴＯ電極１０２と重なる第２のＩＴＯ電極１０４の形状を櫛型に製作し、液晶配向を０°に位置させることにより、電界による液晶の捩じれが上側と下側とが逆方向にし、液晶の誘電率異方性による青みがかった、または、黄味を帯びるカラーシフト（色の変化）を補償する。
このような方法によるＦＦＳは、電極間の重畳領域が非常に広いので、長時間の電気的動作による絶縁膜等の劣化により残像が良くないという短所がある。このような短所の改善のために、多様な電極形状と構造変更等が研究されて来た。
従来のＦＦＳ画素は実際の透過領域とブラックマトリックス１０６との関係領域において、画素の櫛の形状および位置がブラックマトリックス１０６でない実際の透過領域に位置している。このようなブラックマトリックス１０６との関係により透過率低減およびブラックマトリックス１０６と交互作用による輝度不均一等が製品の特性を低下させる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３３０８３号公報
本発明は、前記の従来技術の諸問題を解決するために案出したもので、ブラックマトリックスの抵抗が低くて導電性を有する材料を使用して画素と電界とを形成して、周辺部液晶が動作することになって、楔部の転傾線（Ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ）が生じないようにすることができ、ブラックマトリックス領域に共通電界を印加して画素電極と電界とを形成するようにし、データラインと画素電極との間の液晶を動作させて画素電極の液晶偏光効率を向上させることができるＦＦＳ液晶表示装置を提供することをその目的とする。
前記目的を達成するためになされた本発明によるフリンジフィールド駆動モード液晶表示装置は、相互所定距離を隔てて配置される上部および下部基板、所定領域を除いた前記上部基板の上部に形成される導電性ブラックマトリックス、前記下部基板の上部に形成される共通電極、前記共通電極の上部に形成されるゲート絶縁膜、および前記ゲート絶縁膜の上部に形成され、電圧印加により前記導電性ブラックマトリックスおよび前記共通電極と共に所定方向の角度を有する電界を形成して液晶を透過し、前記導電性ブラックマトリックスおよび前記共通電極との間に１−ドメインおよび２−ドメイン中の１つを形成する歯形の縁部を有する画素電極を含み、前記縁部は基板面を見下ろす前記導電性ブラックマトリックスの外側に配置され、前記共通電極は前記導電性ブラックマトリックスの内部に位置し、ｘ：ｙ：ｚの比率が１：１：１であり、ここで、ｘは前記歯形の縁部の前記歯形の先端と前記導電性ブラックマトリックスとの平面視における距離であり、ｙは前記画素電極の歯元から歯の先端までの歯丈であり、ｚは前記画素電極の前記歯元と櫛型の切り込み部の端との平面視における距離であることを特徴とする。
前記導電性ブラックマトリックスは、歯形の縁部を有することを特徴とする。
また、前記目的を達成するためになされた本発明によるフリンジフィールド駆動モード液晶表示装置は、相互所定距離を隔てて配置される上部および下部基板、所定領域を除いた前記上部基板の上部に形成される導電性ブラックマトリックス、前記下部基板の上部に形成される共通電極、前記共通電極の上部に形成されるゲート絶縁膜、および前記ゲート絶縁膜の上部に形成され、電圧印加により前記導電性ブラックマトリックスおよび前記共通電極と共に所定方向の角度を有する電界を形成して、前記導電性ブラックマトリックスおよび前記共通電極との間に１−ドメインおよび２−ドメイン中の１つを形成する歯形の縁部を有する画素電極を含み、前記縁部は基板面を見下ろす前記導電性ブラックマトリックスの外側に配置され、前記共通電極は前記導電性ブラックマトリックスの外部に位置し、ｘ：ｙ：ｚの比率が１：２：２であり、ここで、ｘは前記歯形の縁部の前記歯形の先端と前記導電性ブラックマトリックスとの平面視における距離であり、ｙは前記画素電極の歯元から歯の先端までの歯丈であり、ｚは前記画素電極の前記歯元と櫛型の切り込み部の端との平面視における距離であることを特徴とする。
本発明によれば、ブラックマトリックス形状の調整または画素の楔部分の調整等により、より高い透過率を達成することができる構造および方法を提供する。即ち、ブラックマトリックス部の幅を低減させて透過率を向上させることができる。ブラックマトリックス部の透過効率を増大させることにより、消費電力を低減させることができる。ブラックマトリックス−共通電極−画素電極間の２−ドメイン効果により視野角およびカラーシフト（色の変化）を改善することができる。
このようなブラックマトリックスの外郭部の効果により周辺の視野角に対する新たな改善がなされ、共通電極、画素、ブラックマトリックス等の組合によりブラックマトリックス領域を最小化することができる。本発明は、従来問題となっていた周辺部における液晶の不均一を改善することができる。
尚、ブラックマトリックスに印加される電界の調整のために、ブラックマトリックスを外部共通電極に接続させて信号を印加させ、ブラックマトリックス側の転傾を低減するために、信号線に印加される電界の大きさを制限することができる。
以下、添付の図面に基づいて、本発明の望ましい実施の形態をより詳細に説明する。
図４は、本発明の第１実施の形態に係るＦＦＳ液晶表示装置を示す平面図である。
図５は、図４のＢ領域を拡大図示した拡大図である。
図６は、図４に示すＦＦＳ液晶表示装置の断面図である。
本発明の第１実施の形態に係るＦＦＳ液晶表示装置は、上部および下部基板４０２および４０４、導電性ブラックマトリックス４０６、共通電極４０８、ゲート絶縁膜４１０および画素電極４１２を含む。
上部および下部基板４０２および４０４は、相互所定距離を隔てて配置される。導電性ブラックマトリックス４０６は、所定の領域を除いた前記上部基板４０２の上部に形成される。共通電極４０８は、前記下部基板４０４の上部に形成される。ゲート絶縁膜４１０は、前記共通電極４０８の上部に形成される。
画素電極４１２は、前記ゲート絶縁膜４１０の上部に形成され、電圧印加により前記導電性ブラックマトリックス４０６および前記共通電極４０８と共に所定方向の角度を有する電界を形成して液晶を透過し、前記導電性ブラックマトリックス４０６および前記共通電極４０８との間に１−ドメインおよび２−ドメイン中の１つを形成する歯形の縁部４１４を有する。
図４および図５を参照すると、ｘ、ｙおよびｚの比率を１：１：１とすることが望ましい。ｘは導電性ブラックマトリックス４０６と前記画素電極４１２との間の距離、ｙは前記画素電極４１２の歯形の縁部４１４の長さ、ｚは前記画素電極４１２の縁部４１４を除いた領域の長さを示す。
本発明の第１実施の形態に係るＦＦＳ液晶表示装置の動作を図４ないし図６を参照して以下に説明する。
電源オフの時、液晶５０２は水平（０°）方向に固定されており、光線の漏洩がないように設定される。
電源オンの時、液晶５０２は共通電極４０８および画素電極４１２の垂直方向に生じる電界により透過されるが、従来対比導電性ブラックマトリックス４０６、共通電極４０８と前記画素電極４１２との間にドメインを形成するように、図５に示すように、電極を形成して視野角およびカラーシフト（色の変化）を改善することができる。
図７は、本発明の第２実施の形態に係るブラックマトリックス７０２、共通電極７０４および画素電極７０６を示す図面である。前記画素電極７０６は、歯形の縁部７０８を有する。
前記共通電極７０４が前記ブラックマトリックス７０２内に位置する場合、ｘ、ｙおよびｚの比率を１：１：１とすることが望ましい。ｘはブラックマトリックス７０２と前記画素電極７０６との間の距離、ｙは前記画素電極７０６の歯形の縁部７０８の長さ、ｚは前記画素電極７０６の縁部７０８を除いた領域の長さを示す。
図８は、本発明の第３実施の形態に係るブラックマトリックス８０２、共通電極８０４および画素電極８０６を示す図面である。ブラックマトリックス８０２は、歯形の縁部８０８を有する。前記画素電極８０６は、歯形の縁部８１０を有する。
前記共通電極８０４が前記ブラックマトリックス８０２の外部に位置し、ｘ、ｙおよびｚの比率を１：２：２とすることが望ましい。ｘはブラックマトリックス８０２と前記画素電極８０６との間の距離、ｙは前記画素電極８０６の歯形の縁部８１０の長さ、ｚは前記画素電極８０６の縁部８１０を除いた領域の長さを示す。
以上で本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明に係る実施の形態は、当業者であれば本発明の特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で多様な変更実施が可能である。
従来のＦＦＳ液晶表示装置を示す平面図である。 図１のＡ領域を拡大図示した拡大図である。 図１に示すＦＦＳ液晶表示装置の断面図である。 本発明の第１実施の形態に係るＦＦＳ液晶表示装置を示す平面図である。 図４のＢ領域を拡大図示した拡大図である。 図４に示すＦＦＳ液晶表示装置の断面図である。 本発明の第２実施の形態に係るブラックマトリックス、共通電極および画素電極を示す図面である。 本発明の第３実施の形態に係るブラックマトリックス、共通電極および画素電極を示す図面である。
符号の説明
４０２ 上部基板
４０４ 下部基板
４０６ 導電性ブラックマトリックス
４０８ 共通電極
４１０ ゲート絶縁膜
４１２ 画素電極
４１４ 縁部
５０２ 液晶
７０２ ブラックマトリックス
７０４ 共通電極
７０６ 画素電極
８０２ ブラックマトリックス
８０４ 共通電極
８０６ 画素電極

Claims (3)

  1. 相互所定距離を隔てて配置される上部および下部基板、
    所定領域を除いた前記上部基板の上部に形成される導電性ブラックマトリックス、
    前記下部基板の上部に形成される共通電極、
    前記共通電極の上部に形成されるゲート絶縁膜、および
    前記ゲート絶縁膜の上部に形成され、電圧印加により前記導電性ブラックマトリックス
    および前記共通電極と共に所定方向の角度を有する電界を形成して、前記導電性ブラックマトリックスおよび前記共通電極との間に１−ドメインおよび２−ドメイン中の１つを形成する歯形の縁部を有する画素電極を含み、前記縁部は基板面を見下ろす前記導電性ブラックマトリックスの外側に配置され、
    前記共通電極は前記導電性ブラックマトリックスの内部に位置し、
    ｘ：ｙ：ｚの比率が１：１：１であり、
    ここで、ｘは前記歯形の縁部の前記歯形の先端と前記導電性ブラックマトリックスとの平面視における距離であり、ｙは前記画素電極の歯元から歯の先端までの歯丈であり、ｚは前記画素電極の前記歯元と櫛型の切り込み部の端との平面視における距離であることを特徴とするフリンジフィールド駆動モード液晶表示装置。
  2. 前記導電性ブラックマトリックスは、歯形の縁部を有す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モード液晶表示装置。
  3. 相互所定距離を隔てて配置される上部および下部基板、
    所定領域を除いた前記上部基板の上部に形成される導電性ブラックマトリックス、
    前記下部基板の上部に形成される共通電極、
    前記共通電極の上部に形成されるゲート絶縁膜、および
    前記ゲート絶縁膜の上部に形成され、電圧印加により前記導電性ブラックマトリックス
    および前記共通電極と共に所定方向の角度を有する電界を形成して、前記導電性ブラックマトリックスおよび前記共通電極との間に１−ドメインおよび２−ドメイン中の１つを形成する歯形の縁部を有する画素電極を含み、前記縁部は基板面を見下ろす前記導電性ブラックマトリックスの外側に配置され、
    前記共通電極は前記導電性ブラックマトリックスの外部に位置し、
    ｘ：ｙ：ｚの比率が１：２：２であり、
    ここで、ｘは前記歯形の縁部の前記歯形の先端と前記導電性ブラックマトリックスとの平面視における距離であり、ｙは前記画素電極の歯元から歯の先端までの歯丈であり、ｚは前記画素電極の前記歯元と櫛型の切り込み部の端との平面視における距離であることを特徴とするフリンジフィールド駆動モード液晶表示装置。
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