JP5137086B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、ディスクリネーション（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ）の減少を実現する液晶表示装置に関する。

液晶表示装置の駆動原理は、液晶の光学的異方性と分極特性を利用する。液晶は、構造が細長いので、分子の配列に方向性を有しており、人為的に液晶に電場を印加して分子配列の方向を制御することができる。

したがって、液晶の分子配列方向を任意に調整すると、液晶の分子配列が変化し、光学的異方性により、液晶の分子配列方向に光が屈折して映像を表示することができる。

一般的に、液晶表示装置は、共通電極が形成されたカラーフィルタ基板と、画素電極が形成されたアレイ基板と、２つの基板の間に充填された液晶とからなる。この液晶表示装置では、共通電極と画素電極との間で上下に印加される電場により液晶が駆動される。

しかし、上下に印加される電場による液晶の駆動は、視野角特性に優れていないという欠点がある。この欠点を克服するために、横電界方式の液晶表示装置が提案された。横電界方式の液晶表示装置は、アレイ基板上に互いに離隔した画素電極と共通電極とが位置し、基板面に平行な横電界を形成するものである。しかし、この横電界方式の液晶表示装置では、輝度が低下するという欠点がある。

横電界方式の液晶表示装置のこのような欠点を克服するために、フリンジフィールドスイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、ＦＦＳ）方式の液晶表示装置が提案された。

前記フリンジフィールドスイッチング方式の液晶表示装置は、基板上にフラット（ｆｌａｔ）状の共通電極が形成されており、前記共通電極上には、画素毎に複数の画素電極が形成されている。このとき、前記画素電極を、各画素毎に各々の終端が接続部を介して１つとして接続される。

フリンジフィールドスイッチング方式の液晶表示装置は、下部の共通電極と上部の画素電極との間で発生する電界により液晶を駆動する。特に、共通電極と画素電極とが非常に近く位置することによって強力な電界が発生し、画素電極上の液晶も正常に動作する。これは、透過領域の拡張効果を奏し、これによって輝度が増加する。

ただし、このフリンジフィールドスイッチング方式の場合、前記画素電極のみならず、前記各画素電極の終端部を接続する接続部も、共通電極と電界を発生させ、これにより、前記画素電極と接続部とが接続する部分においてディスクリネーションが発生するという欠点がある。

すなわち、前記画素電極と共通電極との間に発生する電界のほか、前記接続部と共通電極との間にも電界が発生し、これは、互いに異なる方向を有する。

したがって、前記画素電極上の液晶と前記接続部上の液晶とは、互いに異なるように駆動され、これにより、前記画素電極と接続部との境界部分においては液晶の挙動が不明確になる。すなわち、前記境界部分における液晶の電界歪みによって暗部が発生するが、これをディスクリネーションという。

これは、歪んだ電界による液晶のねじれが光の透過を防止し、暗部として視認され、輝度及び画質を低下させる原因になる。

大韓民国特許公開第２００５−０１０８９０５Ａ 大韓民国特許公開第２００８−０００１２１３Ａ

本発明は、フリンジフィールドスイッチング方式の液晶表示装置において、各画素毎に区画されるフラット状の第１透明電極と、前記第１透明電極上に複数のストライプ状で実現される第２透明電極と、前記第２透明電極の終端を接続する接続部とが形成され、前記接続部は、各々の画素ではなく、隣接する複数の画素で構成されるユニット単位で前記第２透明電極の終端を接続するように構成することにより、暗部発生の原因になるディスクリネーションの発生回数を最小化し、輝度及び画質の向上を実現する液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の実施例による液晶表示装置は、基板上に互いに交差して画素領域を画定するように配列されるゲート配線及びデータ配線と、前記各画素領域に形成されるフラット状の第１透明電極と、前記第１透明電極上に複数のストライプ状に配列される第２透明電極と、前記第２透明電極の終端を接続する接続部とが備えられ、前記接続部は、隣接する複数の画素で構成されるユニット単位で前記第２透明電極の終端を接続するように構成されることを特徴とする。ここで、前記第１透明電極は画素電極であり、前記第２透明電極は共通電極であることを特徴とする。

また、前記ユニット単位の複数の画素は、上下に隣接する３つのラインの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画素で構成され、前記第２透明電極は、前記ユニット単位に含まれる上下に隣接した画素に対してこれを横切る垂直のストライプ状に配列されることを特徴とする。

また、前記接続部は、前記ユニット単位の最上端と最下端とに備えられ、前記第２透明電極の終端を互いに接続するように形成され、前記第２透明電極は、前記ユニット単位内に位置するデータ配線に対して前記データ配線と完全に重なるように配列されることを特徴とする。

このような本発明によれば、暗部発生の原因になるディスクリネーションの発生回数を最小化し、パネル全体の透過率が向上するため、これにより、輝度及び画質の向上を実現することができるという利点がある。

本発明の実施例による液晶表示装置のアレイ基板の一領域を示す平面図である。 図１の薄膜トランジスタ領域の断面図である。 図１の特定部分（Ａ−Ａ’）の断面図である。 図１の特定部分（Ｂ−Ｂ’）の断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例をより詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例による液晶表示装置のアレイ基板の一領域を示す平面図であり、図２は、図１の薄膜トランジスタ領域の断面図である。

また、図３、図４は、それぞれ図１の特定部分（Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’）の断面図である。

ただし、図１の場合、３×３画素を１つのユニットとして実現する実施例について説明しているが、本発明の実施例は必ずしもこれに限定されない。

図１に示すように、本発明の実施例による液晶表示装置は、フリンジフィールドスイッチング方式の液晶表示装置であって、基板１００上において、第１方向に延びるゲート配線１０２と、第２方向に延び、ゲート配線１０２と交差して画素領域Ｐを画定するデータ配線１０４とが位置する。

また、前記ゲート配線１０２とデータ配線１０４との交差する部分には薄膜トランジスタＴが位置し、前記薄膜トランジスタの具体的な構成は、図２に示すとおりである。

すなわち、前記薄膜トランジスタＴは、基板１００上に形成されたゲート配線１０２に接続されたゲート電極１０８と、ゲート電極１０８上の半導体層１１４と、半導体層１１４上に位置し、データ配線１０４と接触するソース電極１０５と、ソース電極１０５から離隔したドレイン電極１０６とを備えて構成される。

ここで、前記ゲート電極１０８と半導体層１１４との間にはゲート絶縁膜１３０が形成され、第１透明電極１２０と第２透明電極１１０との間には保護膜１４０が形成される。

また、図１及び図２に示すように、前記ドレイン電極１０６と電気的に接触するように、前記各画素領域Ｐにはフラット状の第１透明電極１２０が形成される。このとき、前記第１透明電極１２０は、画素電極として動作する。

前記第１透明電極１２０上には、第２方向に延び、互いに離隔した複数のストライプ状で実現される第２透明電極１１０が形成される。ここで、前記第２透明電極１１０は、共通電極として動作し、このため、前記第２透明電極１１０の終端は接続部１１２を介して互いに接続され、前記第２透明電極１１０には共通電圧が印加される。

図３は、図１の特定部分（Ａ−Ａ’）の断面図であり、各画素に備えられる第１透明電極１２０と、第２透明電極１１０との位置関係を示す。

図３に示すように、基板１００上に形成された、隣接するデータ配線１０４間の画素領域Ｐ内に、画素電極としての第１透明電極１２０がフラット状に形成される。

このとき、前記基板１００とデータ配線１０４及び第１透明電極１２０との間には、ゲート絶縁膜１３０などを含む絶縁膜が形成され、前記絶縁膜は、一般的に、窒化シリコン（ＳｉＮ_Ｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含む無機絶縁物質からなる。

また、前記第１透明電極１２０上には保護膜１４０が形成され、前記保護膜１４０上に共通電極としての第２透明電極１１０が形成される。

このとき、前記保護膜１４０は、窒化シリコン（ＳｉＮ_Ｘ）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を含む無機絶縁物質や、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）とアクリル系樹脂を含む有機絶縁物質からなり得る。

また、前記第１透明電極１２０及び第２透明電極１１０は、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）とインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）を含むことができる。

前記第２透明電極１１０は、図示のように、前記画素領域Ｐ内において、前記第１透明電極１２０と重なる位置にストライプ状に所定の間隔離隔して配列され、本発明の実施例の場合、前記第２透明電極１１０は、前記データ配線１０４とも重なるように形成される。

この構成により、本発明の実施例による液晶表示装置は、下部に形成された画素電極としての第１透明電極１２０と、その上に形成された共通電極としての第２透明電極１１０との間で発生する電界により液晶が駆動される。

このとき、前記第１透明電極１２０と第２透明電極１１０とは、その間に保護膜１４０のみが形成されているため、非常に近く位置し、これによって強力な電界が発生し、前記ストライプ状に配列された第２透明電極１１０上に位置する液晶も正常に動作できるようになる。

ただし、第２透明電極１１０の終端を接続する接続部１１２にも前記第１透明電極１２０と電界が形成され、その境界部分にディスクリネーションが発生するという欠点がある。

特に、従来では、前記第２透明電極１１０の終端が各画素毎に接続されて実現されていたため、前記ディスクリネーションが各画素毎に発生し、これにより、全体的な輝度及び画質が低下するという問題があった。

そこで、本発明の実施例では、このディスクリネーションの発生を最小化するために、前記接続部１１２は、各々の画素ではなく、隣接する複数の画素で構成されるユニット２００単位で前記第２透明電極１１０の終端を接続するように構成することにより、暗部発生の原因になるディスクリネーションの発生回数を最小化し、輝度及び画質の向上を実現することを特徴とする。

図１に示すように、本発明の実施例の場合、３×３画素、すなわち、上下に隣接する３つのラインの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画素であって、合計９つの画素を１つのユニット２００として実現する。

そこで、前記ユニット単位の画素グループに対し、前記第２透明電極１１０が上下に隣接する画素に対してこれを横切る垂直のストライプ状に配列され、前記第２透明電極の終端を接続する接続部１１２は、前記ユニット単位の最上端と最下端とに備えられ、前記第２透明電極１１０を互いに接続するように形成される。

この構成により、従来では各画素毎に発生していたディスクリネーションの数を各ユニット２００単位で発生するように前記ディスクリネーションの発生回数を最小化することができ、これにより、液晶表示装置の輝度及び画質の改善を実現できるようになる。

また、図４に示すように、本発明の実施例の場合、前記第２透明電極１１０が隣接する複数の画素上に所定の間隔でストライプ状に配列されるにあたり、前記ユニット単位内に位置するデータ配線１０４に対しては、前記データ配線１０４と完全に重なるように前記第２透明電極１１０が配列されることを特徴とし、これにより、透過領域の拡張というフリンジフィールドスイッチング方式の利点を極大化できるようになる。

１００ 基板
１０２ ゲート配線
１０４ データ配線
１０５ ソース電極
１０６ ドレイン電極
１０８ ゲート電極
１１４ 半導体層
１１０ 第２透明電極
１１２ 接続部
１２０ 第１透明電極
１３０ ゲート絶縁膜
１４０ 保護膜
２００ 画素ユニット
Ｐ 画素領域
Ｔ 薄膜トランジスタ

Claims (2)

1. 基板上に互いに交差して画素領域を画定するように配列されるゲート配線及びデータ配線と、
   前記各画素領域に形成されるフラット状の第１透明電極と、
   前記第１透明電極上に複数のストライプ状に配列される第２透明電極と、
   前記第２透明電極の終端を接続する接続部とが備えられ、
   前記接続部は、隣接する複数の画素で構成されるユニット単位で前記第２透明電極の終端を接続するように構成され、
   前記第１透明電極は画素電極であり、前記第２透明電極は共通電極であり、
   前記第２透明電極は、前記ユニット単位に含まれる上下に隣接した画素に対して垂直のストライプ状に配列され、
   前記接続部は、前記ユニット単位の最上端と最下端とに備えられ、前記第２透明電極の終端を互いに接続するように形成され、
   前記ユニット単位の複数の各画素は、上下に隣接する３つのラインの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の画素で構成されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２透明電極は、前記ユニット単位内に位置するデータ配線に対して前記データ配線と完全に重なるように配列されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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