JPH11119239A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH11119239A
JPH11119239A JP10179325A JP17932598A JPH11119239A JP H11119239 A JPH11119239 A JP H11119239A JP 10179325 A JP10179325 A JP 10179325A JP 17932598 A JP17932598 A JP 17932598A JP H11119239 A JPH11119239 A JP H11119239A
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electrode
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crystal display
pixel electrode
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升 ▲ヒ▼ 李
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錫 烈 李
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示素子の透過率を増加させ、画素電極
とカウンタ電極とを同一平面に形成して液晶表示素子の
応答速度を増加させ、液晶表示素子の開口率を増加さ
せ、信号線による液晶配列の歪みを防止することを目的
とする。 【解決手段】 基板の上面に第1方向へ伸張する第1カ
ウンタ電極と、基板の上面に配置されたコンタクトホー
ルを含む絶縁層と、前記第1方向に対し垂直の第2方向
へ伸張するボディーと、ボディーから前記第1カウンタ
電極と平行に伸張する多数のブランチとを含む画素電極
が配置され、絶縁層の上面には一段が第1カウンタ電極
と重畳し画素電極のボディーと平行に伸張するボディー
と、前記ボディーから第1方向へ伸張し画素電極のブラ
ンチと所定間隔をおいて組む多数のブランチとを含む第
2カウンタ電極が配置される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に関
し、特に、同一基板に第1及び第2部分からなるカウン
タ電極と画素電極とが具備された液晶表示素子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は透明な一対の絶縁基板
と、前記一対の基板のいずれか一つに形成された薄膜ト
ランジスタ及び画素電極と、他の基板に形成されたカラ
ーフィルタとカウンタ電極とを具備する。一対の絶縁基
板間には液晶物質が封入される。液晶表示素子に電源が
印加されれば、画素電極とカウンタ電極との間に電界が
形成され、この電界にそって液晶分子が再配列される。
【0003】横電極駆動モードTFTは、TN(Twisted
Nematic) モード液晶表示素子の狭い視野角の問題及び
低いコントラスト比を改善するために提案されたもの
で、下部基板に画素電極とカウンタ電極とを形成する。
この画素電極とカウンタ電極との間に下部基板と平行な
電界が形成され、当該電界にそって液晶分子が再配列さ
れる。
【0004】かかる横電極駆動モード液晶表示素子の単
位セルを図1に示す。下部基板11上に走査線12がX
軸方向へ配列される。信号線13はY軸方向へ配列さ
れ、走査線12と垂直交差する。走査線12と信号線1
3との間には絶縁層17(図2等参照)が形成されてい
る。また、走査線12と信号線13との交差点にはチャ
ンネル層14aを含む薄膜トランジスタが形成されてい
る。走査線12と信号線13により限定された空間に
は、四角枠状のカウンタ電極15が配置される。カウン
タ電極15は、走査線12と平行し、信号線13と重畳
する第1及び第2部分15a,15bと、前記信号線1
3に平行な第3及び第4部分15c,15dとからな
る。画素電極16は走査線12と平行しカウンタ電極の
第1及び第2部分と重畳する第1及び第2部分16a,
16cと、これらの中央部分を連結して前記空間を2等
分する第3部分16cとからなる。一方、薄膜トランジ
スタ14のソース電極は画素電極16の第2部分16c
と一体である。画素電極は不透明金属を使用する。
【0005】図2(a)は、図1の矢視I−I線に沿う
断面図であって、下部基板11の上面にカウンタ電極の
第3部分15c及び第4部分15dが位置し、カウンタ
電極が形成された基板11の上面に絶縁層17が配置さ
れる。カウンタ電極の第3部分15cと第4部分15d
間の中央には画素電極の第3部分16bが配置され、カ
ウンタ電極の第4部分15dの左側には信号線13が隣
接するように配置される。すなわち、絶縁層17を挟ん
で画素電極とカウンタ電極とが形成されているので、画
素電極とカウンタ電極との間には段差が形成される。
【0006】図2(b)は図1のII-II に沿う断面図で
あって、カウンタ電極の第1部分15aが下部基板11
上に形成され、カウンタ電極の第1部分の上面には絶縁
層と画素電極の第1部分16aが順次的に積層される。
【0007】電圧印加時、カウンタ電極15と画素電極
16間に下部基板11に平行な電界が形成され、この電
界にそって液晶分子が再配列される。横電極駆動モード
液晶表示素子は基板に平行な電界を利用するので、視野
角が改善されるという効果がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図1に示した
横電極駆動モード液晶表示素子は次のような問題点があ
る。第一に、図2(b)に示したように、走査線12と
平行な部分、即ちカウンタ電極15と画素電極16とが
重畳する部分15a; 16a、15b;16cではこれ
ら間に絶縁層17が形成されているので、電界は形成さ
れない。従って、この部分の液晶の再配列は行われない
ことから液晶表示素子の透過率が低下するという短所が
ある。
【0009】第二に、図2(a)及び図2(b)に示し
たように、カウンタ電極と画素電極が同じ平面に形成さ
れず絶縁層を挟んで形成されるので、カウンタ電極と画
素電極が同一基板に形成される場合に比し、下部基板1
1に平行な電界の大きさが弱く、上部基板( 図示せず)
へ行く程フリンジ(fringe)フィールドが大きくなるの
で、液晶表示素子の応答速度が低下( 遅い) するという
問題がある。
【0010】第三に、画素電極は不透明金属を使用する
ので、LCDの開口率が低くなり、所望の輝度を得るた
めに強いバックライトを使用しなければならないので、
消費電力が増加するという問題がある。
【0011】第四に、図2(a)に示したように、信号
線13がカウンタ電極15dに隣接するように配置され
るので、液晶表示素子の駆動時において、信号線13を
通過する信号により、画素電極とカウンタ電極との間に
形成された電界が影響され、画素電極とカウンタ電極間
の液晶分子配列が歪んで視野角特性を低下させるという
問題がある。
【0012】従って本発明の目的は、第1に、液晶表示
素子の透過率を増加させることを目的とし、第2に画素
電極とカウンタ電極とを同一平面に形成して液晶表示素
子の応答速度を増加させることを目的とし、第3に、液
晶表示素子の開口率を増加させることを目的とし、第4
に液晶表示素子において、信号線による液晶表示素子の
液晶配列の歪みを防止することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、信号線に隣接した部分の第1カウンタ電極は絶縁層
を介して画素電極と共にキャパシタを形成する。液晶分
子配列を誘導する電界を実質的に形成する第2カウンタ
電極は信号線から遠く離隔される。走査線に平行なカウ
ンタ電極(第1カウンタ電極及び第2カウンタ電極)は
画素電極と重畳しない代わりに、不透明金属からなる第
1カウンタ電極と透明金属からなる第2カウンタ電極と
がコンタクトホールにより連結する。画素電極と第2カ
ウンタ電極は走査線と平行な多数のブランチ(banch) を
持つ櫛状であり、これらブランチは相与合わさる構造で
ある。一方、画素電極と第2カウンタ電極とは透明金属
からなる。
【0014】具体的な実施の形態において、本発明に係
る液晶表示素子の基板の上面に第1方向へ伸張する第1
カウンタ電極が配置される。第1カウンタ電極が形成さ
れた基板の対面にコンタクトホールを含む絶縁層が配置
される。絶縁層の上面には前記第1カウンタ電極から所
定距離をおいて離隔され前記第1方向に対し垂直の第2
方向へ伸張するボディーと、前記ボディーから前記第1
カウンタ電極と平行に伸張する多数のブランチとを含む
画素電極が配置される。また、絶縁層の上面には一段が
第1カウンタ電極と重複して画素電極のボディーと平行
に伸張するボディーと、ボディーから第1方向へ伸張し
て画素電極のブランチと所定間隔をおいて相組み合わさ
れる多数のブランチを含む第2カウンタ電極が配置され
る。第2カウンタ電極はコンタクトホールを通じて第1
カウンタ電極と連結する。蓄積電極が画素電極のボディ
ーと絶縁層を挟んで重複されるように第1カウンタ電極
から第2方向へ伸張する。信号線は画素電極のボディー
に隣接して第2方向へ伸張する。走査線は、第1方向へ
伸張して前記第2カウンタ電極の最外のブランチのいず
れか一つから離隔配置される。ここで、画素電極と前記
第2カウンタ電極は透明金属からなり、特にITO(ind
ium tin oxide)からなる。第1カウンタ電極は、MoW 、
Mo/Al またはAlNdのような不透明金属からなる。画素電
極および前記第2カウンタ電極のブランチの幅は約8μ
m以下、望ましくは約6μmであり、画素電極のブラン
チと第2カウンタ電極のブランチ間の間隔は約10μm
以下、望ましくは約5μmである。
【0015】図4を参照しながら本発明に係る横電極駆
動モード液晶表示素子の構造を説明する。走査線2はX
軸方向へ伸張配列される。信号線5はY軸方向へ伸張配
列され走査線2と垂直交差する。第1カウンタ電極3は
不透明金属からなり、走査線2と平行に伸張する。蓄積
電極3aは前記第1カウンタ電極と連結して前記信号線
5に平行に隣接配置される。L/d>1 である状態で、単
位画素の横が280.5μmで、縦が210.5μmで
ある18.1”パネルを用いる場合、蓄積電極3aは信
号線5から約2μm以上離隔される。ここで、L は画素
電極とカウンタ電極間の距離で、dはセルギャップであ
る。第2カウンタ電極は透明金属からなり走査線2と平
行する。
【0016】画素電極7は蓄積電極3aと重畳し、信号
線5と平行に伸張する第1部分71と、前記第1部分7
1から走査線2と平行に伸張する多数のブランチ72,
73,74からなる第2部分とを含む櫛状を有する。画
素電極7の第1部分71の一段は第1カウンタ電極3か
ら所定距離をおいて離隔され、他段はドレイン電極6と
接触される。18.1”パネルを用いる場合、第1カウ
ンタ電極3は第1部分71と約5μm離隔され、この離
隔距離は駆動電圧を考慮して決まる。ブランチ72は画
素電極の第1部分71の一段と連結し、ブランチ74は
走査線2から所定距離をおいて離隔される。18.1”
パネルを用いる場合、ブランチ74と走査線2との離隔
距離は約16μmである。ブランチ73は両端のブラン
チ72,74間に配置される。18.1”パネルを用い
て画素電極のブランチ数が11個である場合、ブランチ
間の距離は約16μmである。ここで、画素電極は透明
導電性物質、例えば、ITOからなる。一方、以下で
は、画素電極の第1部分71は "ボディー" といい、画
素電極の第2部分72,73,74は "ブランチ"とい
う。
【0017】第2カウンタ電極8は画素電極7と組む構
造であって、画素電極7のように、櫛状を有する。第2
カウンタ電極8は第1カウンタ電極3の上部から走査線
2に向けて信号線5と平行に伸張する第1部分85( 以
下、 "ボディー"という)と、ボディー85から画素電
極のボディー71に向けて画素電極のブランチ等と組ん
で走査線2に平行に伸張する多数のブランチ81,8
2,83,84からなる第2部分(ブランチ) を含む。
最外のブランチのいずれか一つ81は第1カウンタ電極
3の第1部分3bの上部に形成され、他の一つの最外の
ブランチ84は走査線2と画素電極の最外のブランチ7
4間に配置される。第1カウンタ電極の第1部分3bと
第2カウンタ電極のブランチ81とはコンタクトホール
Cにより連結する。
【0018】なお、このような横電極駆動モード液晶表
示素子の製造段階を説明する。図3(a)を見ると、下
部基板1の上部に走査線2と第1カウンタ電極3が配置
される。第1カウンタ電極3は走査線2と平行し、走査
線2から単位セルに限定された距離だけ離隔される。1
8.1”パネルを用いる場合、前記距離は約280.5
μmである。蓄積電極3aは前記第1カウンタ電極3か
ら前記走査線2に向けて突出される。第1カウンタ電極
は透明導電性物質または不透明導電性物質から形成する
ことができ、特に第1カウンタ電極はLCDの応答速度
を増加させるために不透明金属からなる。
【0019】図3(b)を参照すれば、走査線2の上部
の所定部分にはチャンネル層4が形成され、チャンネル
層4の一側端部にはドレイン電極6が形成される。信号
線5は第1カウンタ電極と垂直交差され蓄積電極3aと
平行に伸張してチャンネル層4の他側を通る。チャンネ
ル層の他側と重畳される信号線5にはソース電極が形成
される。即ち、走査線2と信号線5とが交差される部分
ではチャンネル層4,ドレイン電極6及びソース電極か
らなる薄膜トランジスタが形成される。ここで、走査線
2とチャンネル層4,信号線5及びドレイン電極6間に
はゲート絶縁膜が介在され、走査線2と信号線5,及び
ドレイン電極6が短絡されることを防止する。一方、走
査線2,信号線5及びドレイン電極6は不透明導電性物
質で形成される。特に、走査線2はMoW またはMo/Al の
ような金属で、信号線5とドレイン電極6はMo/Al/Moの
ような金属で形成される。
【0020】図4を見ると、図3(b)の結果物上に画
素電極7と第2カウンタ電極8とが配置される。画素電
極7は蓄積電極3aと重畳し信号線5と平行に伸張する
ボディー71と、前記ボディー71から走査線2と平行
に伸張する多数のブランチ72,73,74を含む櫛状
を有する。画素電極7のボディー71の一段は第1カウ
ンタ電極3から所定距離をおいて離隔され、他段はドレ
イン電極6と接触される。18.1”パネルから画素電
極のボディー71と第1カウンタ電極3は約5μm離隔
される。ブランチ72は画素電極のボディー7の一段と
連結し、ブランチ74は走査線2から所定距離、例えば
18.1”パネルでは約16μm離隔される。ブランチ
73は両端のブランチ72,74間に配置される。ここ
で、画素電極は透明導電性物質、例えば、ITOからな
る。
【0021】第2カウンタ電極8は画素電極7と組む構
造であって、画素電極7のように、櫛状を有する。第2
カウンタ電極8は第1カウンタ電極3の上部から走査線
2に向けて信号線5と平行に伸張するボディー85と、
ボディー85から画素電極のボディー71に向けて画素
電極のブランチ等と組んで走査線2に平行に伸張する多
数のブランチ81、82、83、84を含む。最外のブ
ランチのいずれか一つ81は第1カウンタ電極3の上部
に形成され、残り一つの最外のブランチ84は走査線2
と画素電極の最外のブランチ74間に配置される。第1
カウンタ電極3と第2カウンタ電極のブランチ81とは
コンタクトホールCにより連結する。ここで、第2カウ
ンタ電極は透明導電性物質、例えば、ITOからなる。
【0022】画素電極7のブランチ等72,73,74
と第2カウンタ電極8のブランチ等81,82,83、
84との幅は約8μm以下、望ましくは6μmで、画素
電極のブランチと第2カウンタ電極のブランチとの間隔
は約10μm以下、望ましくは約5μmである。
【0023】図5(a)は図1の矢視II-II 線に沿う断
面図であって、第1カウンタ電極3と第2カウンタ電極
のブランチ81とはコンタクトホールCにより連結す
る。画素電極7のブランチ72と第2カウンタ電極のブ
ランチ82とは全部絶縁層20の上面で一定の間隔をお
いて配列される。
【0024】図5(b)は図4の矢視IV-IV 線に沿う断
面図であって、信号線5に隣接した蓄積電極3aと画素
電極のボディー71とは絶縁層20を介して積層されキ
ャパシタを形成する。
【0025】液晶表示素子に外部電圧が印加されれば、
画素電極と第2カウンタ電極間に電界が形成され液晶分
子を再配列させる。
【0026】以上の説明は、特定の実施の形態に限って
本発明を説明したものであるが、本発明はこれに限ら
ず、本発明の思想から逸脱しない範囲内で多様に変形可
能であることは当業者にとって当然である。
【0027】
【発明の効果】以上の説明からあきらかなように本発明
においては、第一に、画素電極7と第2カウンタ電極8
とは透明導電性物質からなっているので、液晶表示素子
の光透過率及び開口率が改善される。
【0028】第二に、走査線2と平行な部分では画素電
極とカウンタ電極が絶縁層を介して重畳されない代わり
に、第1カウンタ電極と第2カウンタ電極とがコンタク
トホールを通じて連結する。従って、走査線2に平行す
る部分に位置する液晶分子が電界に対し反応しないとい
う現象は発生しない。
【0029】第三に、図5(b)に示したように、信号
線5に隣接する蓄積電極3aは絶縁層20及び画素電極
71と共にキャパシタを形成し、液晶に加えた電圧を一
定時間維持させる。また、液晶分子を配列させる電界を
形成する第2カウンタ電極8のブランチ81,82,8
3,84と画素電極7のブランチ72,73,74が信
号線5に対し垂直に配列されるので、液晶分子らが信号
線による干渉を受けることを減らすことができ、液晶分
子の異常配列が著しく防止される。
【0030】第四に、図5(a)に示したように、液晶
分子を配列させる電界を形成する画素電極と第2カウン
タ電極は全部絶縁層20の上面、すなわち画素電極と第
2カウンタ電極間に絶縁層がなく同一平面に形成され
る。したがって、平行場の強さが絶縁層により弱化され
ないのでLCDの応答速度が増加する、等の優れた効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術に係る横電極駆動モード液晶表示素子
の平面図である。
【図2】(a)及び(b)は、図1の液晶表示素子の矢
視I-I 線,II-II 線に沿う断面図である。
【図3】(a),(b)は、本発明に係る横電極駆動モ
ード液晶表示素子の平面図である。
【図4】本発明に係る横電極駆動モード液晶表示素子の
平面図である。
【図5】(a)及び(b)は図4の液晶表示素子の矢視
III-III 線,IV-IV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
2 走査線 5 信号線 3 第1カウンタ電極 3a 蓄積電極 7 画素電極 8 第2カウンタ電極 20 絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 香 律 大韓民国 京畿道 利川市 夫鉢邑 牙美 里 山 1 48−1 現代電子社員 アパ ート 109−102

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、 前記基板の上面に形成された第1方向へ伸張する第1カ
    ウンタ電極と、 前記第1カウンタ電極が形成された前記基板の上面に形
    成されコンタクトホールを含む絶縁層と、 前記絶縁層の上面に形成され前記第1カウンタ電極から
    所定距離をおいて離隔され前記第1方向に対し垂直の第
    2方向へ伸張するボディーと、前記ボディーから前記第
    1カウンタ電極と平行に伸張する多数のブランチとを含
    む画素電極と、 前記絶縁層の上面に形成され、一段が前記第1カウンタ
    電極と重畳し前記画素電極のボディーと平行に伸張する
    ボディーと、前記ボディーから前記第1方向へ伸張して
    前記画素電極のブランチと所定間隔をおいて組む多数の
    ブランチとを含み、前記コンタクトホールを通じて前記
    第1カウンタ電極と連結する第2カウンタ電極とを具備
    することを特徴とする液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記画素電極のボディーと前記絶縁層を
    挟んで重畳するように前記第1カウンタ電極から前記第
    2方向へ伸張する蓄積電極をさらに具備する請求項1記
    載の液晶表示素子。
  3. 【請求項3】 前記画素電極のボディーに隣接し前記第
    2方向へ伸張する信号線を更に具備する請求項1記載の
    液晶表示素子。
  4. 【請求項4】 前記画素電極と前記第2カウンタ電極と
    は透明導電性物質からなる請求項1記載の液晶表示素
    子。
  5. 【請求項5】 前記第1カウンタ電極は不透明導電性物
    質からなる請求項1記載の液晶表示素子。
  6. 【請求項6】 前記第1方向へ伸張し、前記第2カウン
    タ電極の最外のブランチのいずれか一つから離隔配置さ
    れた走査線を更に具備する請求項1記載の液晶表示素
    子。
  7. 【請求項7】 前記透明導電性物質はITOである請求
    項4記載の液晶表示素子。
  8. 【請求項8】 前記画素電極及び前記第2カウンタ電極
    のブランチの幅は約8μm以下である請求項1記載の液
    晶表示素子。
  9. 【請求項9】 前記所定間隔は約10μm以下である請
    求項1記載の液晶表示素子。
  10. 【請求項10】 基板と、 前記基板の上面に形成され第1方向へ伸張する走査線
    と、 前記走査線から所定距離をおいて離隔され前記第1方向
    へ伸張する第1カウンタ電極と、 前記第1カウンタ電極から前記走査線に向けて前記第1
    方向に対し垂直の第2方向へ伸張する蓄積電極と、 前記走査線と前記第1カウンタ電極が形成された前記基
    板の上面に形成されコンタクトホールを含む絶縁層と、 前記絶縁層の上面に形成され、前記走査線と交差しなが
    ら前記第2方向へ伸張する信号線と、 前記絶縁層の上面に形成され、前記第2方向へ伸張して
    蓄積電極と重畳するボディーと、前記ボディーから前記
    第1方向へ伸張する多数のブランチとを含む画素電極
    と、 前記絶縁層の対面に形成され、一段が前記第1カウンタ
    電極と重畳して前記画素電極のボディーと平行に伸張す
    るボディーと、前記ボディーから前記第1方向へ伸張し
    て前記画素電極のブランチと所定間隔をおいて組む多数
    のブランチとを含み、 前記コンタクトホールを通じて前記第1カウンタ電極と
    連結する第2カウンタ電極とを具備することを特徴とす
    る液晶表示素子。
  11. 【請求項11】 前記画素電極と前記第2カウンタ電極
    とは透明導電性物質からなる請求項10記載の液晶表示
    素子。
  12. 【請求項12】 前記透明導電性物質はITOである請
    求項11記載の液晶表示素子。
  13. 【請求項13】 前記第1カウンタ電極は不透明金属か
    らなる請求項10記載の液晶表示素子。
  14. 【請求項14】 前記画素電極及び前記第2カウンタ電
    極のブランチの幅は約8μm以下である請求項10記載
    の液晶表示素子。
  15. 【請求項15】 前記所定間隔は約10μm以下である
    請求項10記載の液晶表示素子。
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