KR19980070767A

KR19980070767A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR19980070767A
Application number: KR1019980002065A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 해비구치; 채기성
Original assignee: 다케다 야스히로; 가부시키가이샤 프론테크
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1998-10-26
Also published as: US6433764B1

Abstract

본 발명은 횡전계에 의해 액정을 구동하는 구성에 있어서 고시야각 특성을 가진채 박막트랜지스터의 안정구동을 실현하면서 개구율을 크게 할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 하고, 한쌍의 기판40, 41간에 액정층42가 배설되고, 상기 한측의 기판상에 복수의 화소전극54와 상기 복수의 화소전극54의 각각과 협동하여 상기 액정에 상기 기판면을 따른 방향으로 전계를 인가하는 코몬전극53이 복수의 화소영역59를 형성하도록 설치됨과 동시에, 상기 코몬전극53에 상기 각 화소전극54와 협동하여 용량을 형성하도록 상기 각 화소전극54와 간극을 두어 중첩하여 맞추어진 용량형성전극부55를 형성하였다.

Description

액정표시장치

본 발명은 화상 등을 표시하는 액정표시장치에 관한 것으로, 적절한 용량을 확보하여 박막트랜지스터의 정확한 동작을 확보할 수 있음과 동시에 개구율이 높은 것에 관한 것이다.

액정표시장치는 경량화, 소형화, 박형화가 가능한 표시장치로서 널리 사용되고 있고 그 중에서도 트위스티드 네마틱모드(TN모드) 액티브매트릭스형 액정표시장치는 구동전압이 낮고, 소비전력이 적으며 콘트라스트가 높고, 고화질화가 가능한 표시장치로서 널리 알려져 있다.

이 종류의 일반적인 TN모드 액정표시소자는 편광판과 투명한 전극과 배향막을 구비한 2장의 글래스판을 서로 배향막의 배향방향이 90°다르도록 간격을 두어 대향배치하고, 그 사이에 네마틱액정을 90°비틀어 배열할 수 있도록 설치하여 구성되어 있다.

그런데, 최근 이 종류의 TN모드 액정표시소자에 있어서는 그 시야각 의존성이 문제로 되고 있다. 도 7 은 TN모드 액정표시소자의 일반적인 시야각 의존성을 나타내는 것으로, 도 7의 사선부분이 콘트라스트(CR) 10 이상의 범위를 나타내고 있다. 도 7에 의하면 TN모드 액정표시소자는 좌우방향으로의 시인성은 양호하지만, 상하방향, 특히 상방향으로의 시인성이 매우 나쁜 것은 명백하다.

여기서 출원인은 앞서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 구조의 액정표시소자를 특원평 7-306276로 명세서에 특허출원하였다.

이들 특허출원에 관한 기술에 의하면, 액정을 끼우는 상하양측의 기판에 각각 액정구동용의 전극을 설치하는 것이 아니고 도 8에 나타내는 하측기판 11에만 다른 극인 2종의 선상전극12..., 13...을 서로 이간시켜 설치하고, 도 9에 나타내듯이 상측기판 10에 전극을 설치하지 않는 구성으로 하여, 전압의 인가에 의해 양 선상전극12, 13 간에 발생한 횡전계의 방향을 따라 액정분자 36...을 배향시키는 것이 가능하도록 되어 있다.

좀더 상세히 선상전극12...끼리를 기선부14에 접속하여 빗살무늬형상의 전극16을 구성하고, 선상전극13...끼리를 기선부15에 접속하여 빗살무늬형상의 전극17을 구성하고, 양 빗살무늬형상 전극16, 17의 선상전극12, 13을 서로 인접시켜 접촉하지 않도록 맞물린 상태로 배치하고, 기선부14, 15에 전원18과 스위칭소자19를 접속하여 구성된다.

또 도 10a에 나타내듯이 상기판 10의 액정측면에 배향막을 형성하여 거기에는 β방향으로 액정분자36을 늘어세우듯이 배향처리를 실시하고 하기판11의 액정측면에 배항막을 형성하여 거기에는 상기 β방향과 평팽한 γ방향으로 액정분자 36을 늘어세우듯이 배향처리를 실시하고, 기판10에는 도 10a의 β방향으로 편광방향을 가지는 편광판이, 기판11에는 α방향으로 편광방향을 가지는 편광판이 각각 적층되어 있다.

이상과 같은 구성에 의하면 선상전극12, 13간에 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정표시소자는 암상태로 된다.

이어서 선상전극12, 13간에 전압을 인가하면, 액정표시소자는 명상태로 된다.

그런데 상기 구조의 선상전극12, 13을 구비한 액정표시장치의 구조를 실제 액티브매트릭스형 액정구동회로에 적용한 경우에 상정되는 구조를 도 12와 도 13에 나타낸다.

도 12와 도 13을 나타내는 구조는 1개의 화소에 대응하는 부분만을 나타내는 것으로 이 예의 구조에 있어서 글래스기판 등의 투명기판20 상에 도전층으로 이루어지는 게이트전극21과 제1선상전극22,22가 이간하여 평행하게 형성되고, 이들을 덮어 게이트절연층24가 형성되고, 게이트전극21 상의 게이트절연층24 상에 반도체막26을 그 한측과 다른측의 양측에서 끼워 소스전극27과 드레인전극28이 설치되어 박막트랜지스터T가 구성되고, 상기 제1선상전극22,22 중간의 상측 게이트절연막24 상에 도전층으로 이루어지는 제2선상전극29가 설치되어 있다.

또, 도 12는 전극의 평면구조를 나타내지만 매트릭스상으로 짜여진 게이트배선30...과 신호배선31...이 투명기판20 상에 형성되어 있고, 게이트전극30...과 신호배선31...에 둘러싸인 사각형상의 각 영역이 화소로 되고, 화소 영역의 모서리부에 게이트배선30의 일부로 이루어지는 게이트전극21이 형성되고, 게이트전극21 상의 드레인전극28에 용량전극부33을 개재하여 신호배선31과 평행하게 제2선상전극29가 접속되고, 이 제2선상전극29의 양측을 끼우듯이 제2선상전극29와 평행하게 제1선상전극 22, 22가 평면 배치되어 있다.

상기 제1선상전극22, 22는 게이트배선 30에 가까운 측의 단부에 있어서 게이트배선30에 평행하게 화소영역 내에 설치된 접속배선34에 의해 접속되고, 타측의 단부에 있어서 게이트배선30과 평행하게 설치된 공통전극35에 의해 접속되어 있다. 상기 공통전극35는 다수의 화소영역에 걸쳐 게이트배선30과 평행하게 설치된 것으로 각 화소영역마다 설치되어 있는 선상전극22, 22에 공통의 전위를 부여하기 위한 것이다. 또 제2선상전극29의 일단측은 공통전극35의 상측까지 연출되고, 제2선상전극29의 선단부에는 화소영역 내의 공통전극35 상에 위치하는 용량전극부36'이 형성되고, 제2선상전극29의 타단측이 용량전극부33은 접속배선34상에 위치되어 있다. 이들 용량전극부33, 36은 그들의 하측에 위치하는 접속배선34, 공통전극35와의 사이에 절연층24를 끼우는 것으로 용량을 구성하여 액정구동시의 박막트랜지스터T의 동작을 안정화하기 위한 것이다.

그런데 이상과 같은 구조를 가지는 액정표시장치에 있어서 액정을 실제로 구동하기 위한 회로설계를 행하여 실용적인 표시장치를 상정한 경우에 시야각이 넓다고 하는 장점을 가지지만, 개구율이 작아지기 쉽다고 하는 문제를 가지고 있다.

즉, 도 12와 도 13에 나타내는 구조에서 박막트랜지스터T의 구동을 안장화하기 위해서는 용량전극부33과 접속배선34 사이에 절연층24을 끼워넣어 구성하는 용량과, 용량전극부36'과 공통전극35 사이에 절연층24을 끼워넣어서 형성하는 용량을 어느정도 확보할 필요가 있기 때문에 도 12에 나타내는 형상이 아닌, 도 14에 나타내는 바와 같이 공통전극33과 접속배선34와 공통전극35와 용량전극부36'의 폭을 각각 도 12에 나타내는 크기보다도 크게 형성할 필요가 있다. 이러한 구조를 채용하면 화소영역에 위치하는 공통전극33과 접속배선34와 공통전극35와 용량전극부36'의 면적이 커지기 때문에 개구율이 작아지기 쉽다고 하는 문제를 발생시킨다.

여기서 상기 개구율이 작다고 하는 문제는 액정표시장치에 구비되는 백라이트의 밝기를 조절하는 것으로 보상할 수 있다.

그러나 이 개선책은 소비전력을 희생으로 하는 것이 전제로 되어 있으므로 액정표시장치를 저소비전력화할 수 없는 문제가 있다.

또 상기 액티브매트릭스형 액정표시장치는 횡방향의 전계를 발생하는 것에 의해 액정분자의 구동을 행하는 구성으로 되어 있으므로 TN모드의 액정표시장치에 비해 인가하는 구동전압을 크게 할 필요가 있다. 이 때문에 소비전력이 커진다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안한 것으로 기판면을 따른 횡전계에 의해 액정을 구동하는 구성에 있어서 고시야각 특성을 가진채 박막트랜지스터의 안정구동을 실현하면서 개구율을 크게 할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 이 발명은 개구율을 크게 확보하는 것이 가능, 동시에 소비전력을 낮게 억제하는 것이 가능한 횡전계 구동방식의 액티브매트릭스형 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 1 형태의 전극배치 구조를 나타내는 도이다.

도 2 는 동 제 1예의 단면구조를 나타내는 도이다.

도 3 은 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 2 형태의 단면구조를 나타내는 도이다.

도 4 는 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 3 형태의 전극배치 구조를 나타내는 도이다.

도 5 는 실시예와 비교예의 각 액정표시장치에서 얻어진 인가전압과 응답속도의 관계를 나타내는 평면도이다.

도 6 은 빛 강도와 플리커의 관계를 나타내는 도이다.

도 7 은 TN모드의 액정표시소자의 일반적인 시야각 의존성을 나타내는 도이다.

도 8 은 비교예 선상 전극을 구비한 기판의 평면도이다.

도 9 는 선상 전극에 전압을 인가한 경우에 액정분자의 배향상태를 나타내는 단면도이다.

도 10a 는 비교예의 선상 전극을 구비한 기판을 사용한 액정표시소자의 암상태의 액정배열을 나타내는 도이고, 도 10b는 도 10a의 측면도이다.

도 11a 는 비교예의 선상전극을 구비한 기판을 사용한 액정표시소자의 명상태의 액정배열을 나타내는 도이고, 도 11b는 도 11a의 측면도이다.

도 12 는 액정표시소자의 단면구조의 한 예를 나타내는 도이다.

도 13 은 도 12에 나타내는 구조의 평면도이다.

도 14 는 도 13에 나타내는 구조의 선상전극의 배치예를 나타내는 평면도이다.

도 15 는 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 4 형태를 나타내는 도이다.

도 16 은 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 5 형태를 나타내는 도이다.

도 17 은 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 6 형태를 나타내는 도이다.

도 18 은 이 발명의 실시예3인 액티브매트릭스형 액정표시장치의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 19 는 동 실시형태의 액정구동시 각 부의 신호파형을 나타내는 도이다.

도 20 은 동 실시형태의 액정구동회로의 레이아웃도이다.

도 21 은 이 발명의 실시예 4인 액티브매트릭스형 액정표시소자장치에서 액정구동시 각 부의 신호파형을 나타내는 도이다.

도 22 는 동 실시형태에서 액정구동회로의 레이아웃도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

40, 41 : 기판42 : 액정층

43, 44 : 편광판45 : 액정셀

50 : 게이트배선51 : 신호배선

53 : 코몬전극54 : 화소전극

55 : 용량형성전극부56 : 코몬배선

57 : 접속배선58 : 절연층

64, 65 : 용량전극Pi, j : 화소

Ti, j : 스위칭소자Gi : 게이트배선

Dj : 신호배선129 : 화소전극

135 : 공통전극135T : 공통배선

135B : 수평부(연설부)

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 한쌍의 기판 간에 액정이 배설되고 상기 한쪽의 기판 상에 복수의 화소전극과 상기 복수의 화소전극의 각각과 협동하여 상기 액정에 상기 기판면을 따른 방향으로 전계를 인가하는 코몬전극이 복수의 화소영역을 형성하도록 설치되고, 상기 화소전극과 협동하여 용량을 형성하도록 상기 화소전극과 간극을 두어 중첩하여 맞추어진 코몬전극을 갖도록 한 것이다.

또 본 발명은 상기 복수의 화소영역 각각의 내측에 상기 화소전극을 설치하고, 상기 화소전극과 대치시켜 상기 화소영역의 각각을 구성하는 상기 코몬전극을 설치하고 상기 용량형성전극부를 상기 코몬전극의 내측에 설치한 것을 특징으로 한다.

기판상에 설치한 코몬전극과 화소전극에 의해 기판면을 따른 방향으로 전계를 인가할 수 있으므로 전계의 인가, 무인가에 의해 액정이 배향제어를 행하는 것이 가능하고, 이것에 의해 표시 비표시를 절환하는 것이 가능하다. 그리고 코몬전극에 용량형성전극부를 설치했으므로 화소전극과 협동하여 용량을 형성하는 것이 가능하다.

더하여 본 발명은 상기 화소전극 및 상기 용량형성전극부의 중첩하여 맞추어지는 부분에서 각각의 전극이 띠상으로 형성되어 있고, 상기 중첩하여 맞추어지는 부분에서의 화소전극의 폭이 상기 용량형성전극부의 폭보다도 크다.

중첩하여 맞추어지는 부분에서의 화소전극의 폭이 용량형성전극부의 폭보다도 큰 것에 의하여 용량형성전극부가 화소전극에 가려지기 때문에 용량형성전극부를 설치한 것에 의한 개구율의 저하는 발생하지 않고 용량형성전극부를 설치한 것에 의한 영향이 액정에 미치지 않게 된다.

또 본 발명은 상기 한쪽 기판상에 상기 코몬전극을 설치하고 상기 코몬전극의 상측에 상기 화소전극을 설치했다.

이 구성에 의하여 화소전극을 액정에 근접시켜 설치하는 것이 가능하고 액정구동에 유효하게 작용하는 실효전압을 높이는 것이 가능하다.

상기 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 액정층을 보지하는 한쌍의 투명기판의 한측 기판면에 게이트배선 및 신호배선을 매트릭스상으로 배설하고, 이들 게이트배선 및 신호배선에 의해 형성된 다수 영역의 각각을 화소로 하고, 각 화소마다에 설치한 스위칭소자를 게이트배선으로부터 게이트전압에 의해 구동시켜서 신호배선으로부터의 신호전압을 상기 화소에 접속하는 화소전극에 부여함과 동시에 상기 각각의 게이트배선과 병설한 공통배선의 각각으로부터 각 화소전극의 배설방향으로 뻗도록 설치한 공통전극에 공통전압을 부여함으로써 각 공통전극과 각 화소전극과의 협동에 의해 상기 투명기판면과 거의 평행한 전계를 발생시켜 액정분자를 구동하고, 표시를 행하는 횡전계 구동방식의 액티브매트릭스형 액정표시장치에 있어서, 상기 각 화소에 대응하는 화소전극을 인접하는 화소에 대응하는 게이트배선 상에 연출시켜 상기 각 화소에 부여하는 신호전압을 보지하기 위한 용량을 상기 화소전극과 공통전극과의 교차영역부분과 상기 화소전극의 연출부와 상기 인접 게이트배선과의 교차영역 부분에 의해 구성하고 있다.

또 본 발명은 각 화소에서의 상기 공통전극을 복수 배설하고 이들 공통전극의 자유단을 연접하여 상기 각 화소에 부여하는 신호전압을 보지하기 위한 용량의 일부를 상기 연설부와 상기 화소전극과의 교차영역 부분으로 구성했다.

더하여 본 발명은 상기 화소의 스위칭소자에 게이트전압을 인가하는 타이밍에 동기하고 상기 화소의 공통전극에 부여하는 공통전위를 변화시키도록 했다.

이러한 발명에 의하면 화소전극 및 인접하는 화소의 게이트배선에 의하여 보지용량의 일부가 형성되므로 화소전극 및 공통전극의 대향면적을 작게 하여도 필요한 보지용량을 얻는 것이 가능하다. 따라서, 개구율을 높이는 것이 가능하다. 또, 이제까지의 횡전계 구동방식의 액티브매트릭스형 액정표시장치는 개구율이 낮기 때문에 백라이트의 밝기를 늘리는 것에 의해 이것을 보상하였지만, 본 발명에 의하면 충분히 높은 개구율을 얻을 수 있으므로 그러한 백라이트의 밝기를 늘리기 위한 소비전력을 삭감하는 것이 가능하다.

또, 신호전압의 진폭을 그만큼 크게 하지 않아도 화소의 화소전극과 공통전극과의 사이에 소기의 전계를 발생시키는 것이 가능하다. 따라서, 신호전압을 발생하는 소스드라이버의 소비전력을 억제하는 것이 가능하고, 또 소스드라이브로서 내압이 낮은 것을 사용하는 것이 가능하다.

(발명의 실시형태)

이하 도면을 참조하여 본 발명의 한 예를 관하여 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 관한 액정표시장치의 요부를 나타내는 것으로, 도 2의 도면 상에서 상기판 40과 하기판 41이 상호 사이에 소정의 간격(셀 갭)을 두어 평행하게 대향배치되고, 기판40, 41의 사이에 액정층42가 설치됨과 동시에 기판40, 41의 외면측에 편광판43, 44가 배치되어 있다.

이들 기판40, 41은 글래스 등의 투명기판으로 이루어지지만, 실제의 구성에 있어서는 기판40, 41의 주연부를 도시하지 않은 봉지재로 둘러싸고 기판40, 41과 봉지재에 의해 둘러싸인 공간에 액정을 수납하여 액정층42가 형성되어 있고, 기판40, 41과 액정층42와 편광판43, 44와를 조합하는 것에 의해 액정셀45가 구성되어 있다.

이 예의 구조에 있어서는 투명기판41 상에 매트릭스상으로 복수의 게이트배선50과 신호배선51이 형성되고 게이트배선50...과 신호배선51...에 의해 둘러싸인 영역에 코몬전극53, 53과 화소전극54가 서로 평행하게 배치되어 있다.

보다 상세히는 기판41 상에 복수의 게이트배선50이 소정 간격을 두고 상호 평행하게 배열 형성됨과 동시에 기판41 상에서 게이트배선50을 따라 게이트배선50과 동일 평면상에 코몬배선56이 병설되고, 게이트배선50과...과 신호배선51...에 의해 둘러싸인 각 영역에 코몬배선56으로부터 직각으로 2개의 선상전극을 이루어지는 코몬전극53, 53이 연설되고, 이들 2개의 코몬전극53, 53의 선단부가 인접하는 다른 게이트배선50의 근방에서 접속배선57에 의해 접속되고, 2개의 코몬전극53, 53이 중간부에 코몬배선56과 접속배선57에 접속된 띠상의 용량형성전극부55가 설치되어 있다.

또 액정셀45의 전체에 있어서는 액정표시장치로서 필요한 수인 다수의 게이트배선50과 신호배선51이 배치되고 이들에 의해 구획된 영역의 양측을 구획하도록 코몬전극53, 53이 설치되어 있지만, 도 1에서는 2개의 인접하는 게이트배선50과 신호배선51에 대응하는 부분의 평면구조만을 나타내고 있다. 따라서 바꿔 말하면 기판41 상에 복수의 화소전극54와 복수의 코몬전극53이 복수의 화소영역59를 형성하도록 설치되어 있는 것이 된다.

그리고 이들을 덮어 기판41 상에 절연층58이 형성되고 절연층58 상에 상기 각 게이트배선50과 평면 직교하여 매트릭스상으로 되도록 각 신호배선51이 형성되고, 게이트배선50에 있어서 신호배선51과의 교차부분의 근방부분이 게이트전극60으로 되고, 이 게이트전극60 상의 절연층58 상에 반도체막61을 한측과 다른측으로부터 끼운 상태의 소스전극62와 드레인전극63이 설치되어 박막트랜지스터(스위칭소자)T가 구성되어 있다. 또 용량형성전극부55 상의 절연층58 상에 화소전극54가 배치되어 있어 화소전극54와 용량형성전극부55에 의해 절연층58을 끼우는 것으로 용량이 구성되어 있다.

이어서 상기 소스전극62는 소스배선51에 접속됨과 동시에 드레인전극63은 상기 접속배선57 상의 절연층58 상에 위치하도록 설치된 용량전극64에 접속되고, 이 용량전극64의 중앙부로부터 상기 코몬전극53에 평행하게 화소전극54가 연설되고, 이 화소전극54의 선단부측은 코몬배선56 상의 절연층58 상에 형성된 용량전극65에 접속되어 그들이 도 2에 나타내듯이 피복층66에 의해 피복되어 있다.

또 이 예에 있어서는 상기 접속배선57보다도 코몬배선56이 좁게 형성되고, 화소전극54는 코몬배선56보다도 좁게 형성되고, 코몬전극53은 화소전극54보다도 약간 좁게 형성되고, 용량형성전극부55는 화소전극54보다도 약간 좁게 형성되어 있다.

또 이 예에서 사용하는 코몬전극53, 54는 차광성의 금속전극 혹은 투명전극의 어느 것으로 형성하여도 좋지만, 후술하는 노멀 블랙타입의 표시형태를 채용하는 경우는 ITO(인듐산화물)등으로 이루어지는 투명전극인 것이 바람직하다.

더하여 이 예의 액정표시장치에 있어서는 하기판41이 액정층42측과 상기판40의 액정층42측에 각각 도시하지 않은 배향막이 설치되고, 각 배향막에 대해서는 코몬전극53의 길이방향과 거의 평행한 방향으로 배향처리가 실시되어 있다.

즉 상기의 배향처리에 의해 기판40, 41 간에 존재하는 액정층42의 액정분자는 전계가 작용하지 않는 상태에 있어서 그들의 장축을 코몬전극53의 길이방향으로 평행하게 한 상태에서 호모지니어스배열되도록 되어 있다.

또 이 예의 구조에 있어서 상편광판43의 편광축 방향은 코몬전극53의 길이방향과 평행한 방향(도 1의 화살표 E방향)으로 향해지고 하편광판44의 편광축 방향은 코몬전극53의 길이방향으로 직각인 방향(도 1의 화살표 F방향)으로 향해져 있다. 또 도 2의 부호67로 나타내는 것은 블랙매트릭스이고 이 블랙매트릭스67은 표시에 기여하지 않는 박막트랜지스터T의 부분과 게이트배선50의 부분과 신호배선51의 부분 등을 덮어 가리는 것이다.

또 도 1, 도 2에 나타내는 액정표시장치의 구조에 있어서는 칼라표시의 경우에 필요한 칼라 필터를 생략하여 기재했지만 칼라표시를 행하는 구조로 하는 경우에 기판40측에 칼라필터를 배치하고, 대향하는 기판41측의 각 화소영역59 마다의 칼라필터의 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색을 배치하는 구성으로 하는 것은 물론이다.

본 발명에 관한 구조에 있어서는 스위칭소자인 박막트랜지스터T의 동작에 의해 소망의 화소영역59의 코몬전극53, 53과 화소전극54 간에 전압을 인가하는가 아닌가를 절환하는 것으로 표시 비표시를 절환하여 사용하는 것이 가능하다.

즉, 박막트랜지스터T를 동작시켜서 소망의 위치에 화소전극59가 설치되어 있는 코몬전극53, 53과 화소전극54의 사이에 전압을 인가하는 것으로 도 2의 기판면 방향(횡방향)에 전계를 인가하는 것이 가능하고, 이것에 의해 도 12에 나타낸 경우와 마찬가지로 액정분자를 상하기판 간에 90°트위스트한 상태(명상태)로 하는 것이 가능하다. 또 코몬전극53, 53과 화소전극54와의 사이에 전압을 인가하지 않은 상태로 하는 것에 의해 액정분자를 도 11에 나타낸 경우와 마찬가지로 배향막의 배향처리방향(β방향과 γ방향)과 동일한 방향으로 호모지니어스배향시킨 상태(암상태)로 하는 것이 가능하다.

따라서 이상과 같이 액정분자의 배향제어를 행하는 것이 가능하고, 기판41의 하측에 설치한 백라이트로부터 광선을 도입하는 것에 의하고, 이 백라이트의 광선을 액정분자의 배향제어상태에 의해 암상태와 명상태로 절환하는 것이 가능하다. 이 예의 표시형태는 액정분자의 배향제어를 실시하지 않은 상태에서 흑표시로 되고, 액정분자의 배향제어를 행한 상태에서 명상태로 되기 때문에 노멀 블랙이라고 불리는 표시형태로 된다.

이어서 용량전극64, 65를 설치하고 이들에 대하여 절연층58을 개재하여 대치하도록 코몬배선56, 접속배선57을 설치하는 것으로 이들 사이에 용량을 형성하는 것이 가능하고, 이 용량으로 액정표시장치에 발생하는 기생용량의 일부를 제거하는 것이 가능, 박막트랜지스터T의 안정동작을 도모하는 것이 가능하다. 또 이 예의 구조에 있어서는 화소전극54의 하측에 절연층58을 개재하여 대치하도록 용량형성전극부55가 설치되고 이들 부분에서도 용량이 구성되어 있다.

따라서 도 1에 나타내는 구조이면 도 14에 나타내는 구조에 비해 같은 용량을 확보하는 경우에 용량전극65의 폭을 작게할 수 있다. 따라서 용량전극65의 폭을 작게 한 것 만큼 화소영역59의 면적을 증가시키는 것이 가능하고, 개구율을 도 14에 나타내는 구조보다도 크게 하는 것이 가능하다.

또 상기 구조를 채용하여 기생용량을 적게하여 두면 상기 오버랩부분에서 어느 정도의 용량을 확보할 수 있으므로 코몬전극53과 화소전극54의 폭을 좁게하여도 좋고, 코몬전극53과 화소전극54의 폭을 작게 한 것 만큼 개구율을 향상시키는 것이 가능하다. 따라서 액정의 배열상태에서 암상태와 명상태를 절환하는 것이 가능하고, 시야각 의존성이 적고 또 개구율이 높은 액정표시장치를 제공하는 것이 가능하다.

또 코몬전극53, 53과 화소전극54와 용량형성전극부55과 용량전극64, 65를 투명전극으로 구성하고 노멀 블랙타입의 표시형태로 하면 화소전극54에 전압을 인가한 경우에 코몬전극53, 54 상의 액정분자가 도 9에 나타내는 경우와 마찬가지로 입상상태가 되지만 이 부분도 어느 정도 백라이트로부터의 광선을 통과시키는 명상태로 되기 때문에 코몬전극53과 화소전극54의 상측 부분도 표시에 기여하는 것이 되고 이것에 의해 액정표시소자로서의 개구율을 높이는 것이 가능하다.

또 화소전극54에 전압을 인가하지 않은 상태에서 표시는 암상태로 되므로 코몬전극53과 화소전극54상에 액정 상태를 특히 암상태 표시에 악영향을 미치지 않는다.

이어서 본 실시형태에 있어서는 화소전극54를 화소영역59의 내부측에 설치한 쪽이 게이트배선50 및 신호배선51의 전계적인 영향을 받기 어려우므로 화소전극54를 화소영역59의 중앙부에 배치했다.

또 본 실시형태는 기판41 상에 코몬전극53, 53을 설치하고 상기 코몬전극53, 53의 상측에 상기 화소전극54를 설치한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면 화소전극을 액정에 근접시켜 설치하는 것이 가능하고 액정구동시에 유효하게 작용하는 실효전압을 높이는 것이 가능하다.

도 3은 본 발명에 관한 액정표시장치의 다른 형태를 나타내는 것으로 이 형태에서는 각 코몬전극53 상의 절연층58 상에 화소전극70을 설치하고, 이들 화소전극70을 드레인전극63에 접속함과 동시에 앞 형태의 용량형성전극부55 대신에 코몬전극71을 설치하고, 코몬전극71 상의 절연층58 상에는 전극을 설치하지 않는 구조로 했다. 그 외의 구조는 앞 형태의 구조와 동일하고 동일 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

이 예에서는 화소전극70, 70과 코몬전극71 간에서 전계를 발생시켜 앞 형태의 구조와 마찬가지로 액정의 베향제어를 행하는 것이 가능하다. 또 이 예의 구조에서는 코몬전극53과 용량형성전극부를 겸용하므로 화소전극70과의 사이에 용량을 구성하는 것이 가능하다.

이어서 도 4는 본 발명에 관한 액정표시장치의 다른 형태를 나타내는 것으로 이 형태에 있어서는 화소전극54'를 코몬전극53에 대하여 경사지게 배치하고 화소전극54'의 아래에 용량형성전극부55'를 화소전극54'와 평행하게 배치한 점에 특징이 있다.

즉, 화소영역59는 화소전극54'에 의해 대략 3각형의 영역에 2분할되어 있다. 또 코몬전극53, 53에 대하여 화소전극54'가 경사져 있는 것에 의해 코몬전극53, 53과 화소전극54'가 접근하는 부분에서 협간격부72가 형성되어 있다.

이 형태의 구조에 있어서는 코몬전극53, 53과 화소전극54'의 사이에 협간격부72가 설치되어 있으므로 이 협간격부72에서는 코몬전극53과 화소전극54'가 발생시키는 전계가 다른 부분보다도 강하게 되고, 액정을 높은 전압으로 강력하게 구동할 수 있는 결과로서 액정을 고속으로 응답시키는 것이 가능하다. 따라서 선상전극수를 늘리지 않고 개구율을 저하시키는 것 없이 코몬전극53, 54', 53이 설치된 영역의 액정을 고속응답하는 것이 가능하다. 또 상기의 구조를 채용하는 것으로 중간조 표시영역, 바꿔 말하면 인가전압이 작을 때에 밝을수록 응답속도를 빠르게 하는 것이 가능하다.

이것은 중간조 표시영역의 표시에 있어서 인간은 어두움보다도 밝을수록 응답속도에 민감하므로 상기 구조를 채용하는 것으로 인간이 인식하기 쉬운 중간조 표시영역에서 응답속도를 빠르게 하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 또 플리커(깜박임)을 느끼는 인간의 비율도 중간조 표시의 경우와 마찬가지의 경향이므로 상기 구조를 채용하는 것으로 중간조 표시 시의 플리커를 눈에 띄지 않게 하는 것이 가능하다.

[실시예 1]

도 1에 나타내는 구조의 회로를 갖는 박막트랜지스터형 액정표시장치를 제조했다. 투명한 글래스기판을 2장 사용하고 이들 기판 중 한쪽 기판상에 도1에 나타내는 코몬전극을 가지는 박막트랜지스터회로를 형성하고 그 위에 배향막을 형성하고, 다른쪽 기판 상에도 배향막을 형성하고 각각의 배향막에 러빙처리에 의해 액정배향을 위한 배향처리를 실시하고, 2장의 투명기판을 갭 형성용의 비즈를 개재하여 소정 간격으로 대향배치한 상태에서 기판간의 간극에 액정을 주입하고, 봉지재에 의해 접합하고 기판의 외측에 편광편을 배치하여 액정셀을 조립하였다. 상기의 구조에 있어서 각각의 배향막에는 코몬전극의 길이방향과 직교하는 방향으로 러빙 롤을 문질러 배향처리를 실시했다.

이 장치를 제조할 때에는 폭 10㎛, Cr으로 이루어지는 게이트배선을 129㎛ 간격으로 투명기판 상에 다수개 형성함과 동시에 게이트배선의 각각에 인접시켜 폭 16㎛, Cr으로 이루어지는 코몬배선을 형성했다. 이 코몬배선에는 각 화소영역의 양모서리부분에 연출하도록 폭 6㎛ 의 코몬전극을 코몬배선과 직각방향으로 형성하고, 각 화소영역 중앙부에 코몬배선에 폭 3㎛의 Cr인 용량형성전극부를 형성했다.

이어서 이들을 덮도록 SiNx로 이루어지는 절연층을 피복하고 그 위에 폭 4㎛의 Cr으로 이루어지는 화소전극을 각 화소영역의 양측에 있는 코몬전극의 중앙부에 코몬전극과 평행하게 형성했다.

또 게이트배선과 신호배선이 교차하는 부분의 근방에 a-Si으로 이루어지는 반도체막을 게이트전극과 소스전극으로 끼운 구조의 박막트랜지스터를 형성하고 또 이들을 피복층으로 덮고 더하여 폴리이미드계의 배향막을 형성하고 러빙 롤에 의한 배향처리를 실시하여 트랜지스터어레이기판을 형성했다.

한편 비교를 위하여 도 14에 나타내는 구조의 회로를 가지는 용량형성전극부를 가지지 않는 박막트랜지스터형 액정표시장치를 제조했다.

이상과 같이 형성한 각 액정표시장치에 대하여 개구율을 측정한 결과 도 14에 나타내는 구조에서는 개구율 38%이었던 것이 도 1에 나타내는 구조에서는 40.1%로 되고 개구율이 향상되는 것이 명백하게 되었다.

[실시예 2]

앞 실시예1의 구조와 기본 구조는 동일하고, 기판상에 앞서 형성한 코몬전극에대하여 8.2°의 각도로 경사지는 크롬으로 이루어지는 폭 3㎛의 화소전극을 드레인전극에 접속시켜서 절연층 상에 형성한 액정표시장치를 제조했다.

이어서 비교를 위하여 도 4에 나타내는 선상전극 구조를 변경하여 도 14에 나타내듯이 선상전극에 대하여 평행하게 선상전극을 배치한 구조를 갖는 액정셀을 비교 액정셀로서 제작하였지만 도 14에 나타내는 구조보다도 도 4에 나타내는 구조 쪽으로 개구율이 향상했다.

이어서 얻어진 각액정표시장치에 대하여 광투과율이 최대로 될 때의 인가전압을 100%로 가정하는 동시에 이때의 투과율을 100%로 설정하고, 90%, 50%, 10%, 0%인 각각의 투과율이 되는 전압을 각각 V(90), V(50), V(10), V(0)으로 한 경우에 V(0)←→V(10)(투과율 0%와 10% 사이의 응답속도를 측정한 결과, 즉 투과율 0%와 10%가 되도록 전압을 절환하면서 인가하여 응답속도를 측정한 것을 의미한다.)과 V(0)←→V(50)(투과율 0%와 50%가 되도록 전압을 절환하면서 인가하여 응답속도를 측정한 결과.)와, V(0)←→V(90), V(0)←→V(100)의 각각 수치를 측정한 결과를 도 5에 나타낸다. 또 도 5에서 횡축은 입상시간(τ_r)과 입하시간(τ_d)의 합을 나타내고 있다.

도 5에 나타내는 결과에서 명백하듯이 표시로서 어두운 영역(V(0)←→V(10))에서 응답속도는 비교예 구조보다도 느리게 되지만 중간조 영역(V(0)←→V(50))과 밝은 영역(V(0)←→V(90), V(0)←→V(100))에서는 도 4c에 나타내는 비교예 구조보다도 빠르게 되는 것이 명백하다. 특히 중간조 영역(V(0)←→V(50))에서는 비교예 구조가 91msec인 것에 비하여 72msec까지 응답시간을 단축시키는 것이 가능했다. 또 전체적으로 밝을수록 응답시간이 짧아지는 경향이다.

이어서 도 6은 액정표시장치의 밝음과 CFF(Critical Flicker Freqeqency: 점멸 하는 빛을 인간이 보아 플리커(깜박임)을 느끼는 최대의 주파수, 즉 CFF 이상의 주파수에서는 플리커를 느낄 수 없게 된다)의 관계를 나타낸다.

도 6을 보면 밝을수록 CFF가 높아져 있다. 즉 인간의 눈은 밝은 정도보다 빠른 휘도의 시간적 변화에 추종할 수 있는 것을 알았다. 이것에서 인간의 눈은 밝을수록 보다 빠른 휘도의 시간적 변화에 민감하고 어두울수록 둔감하게 된다고 생각되어진다.

이상의 고안에 기초하여 재차 도 6에 나타내는 결과를 고찰하면 이 실시예에 구조를 가지고 노멀 블랙타입의 표시형태라면 응답속도는 밝을수록 빠르게 되는 경향을 가지고 인간 광학적으로 보아도 비교예에 비해 개선된 것은 명백하다. 즉 평균적인 속도로서의 효과는 작지만 인간의 눈에는 보다 효과적으로 개선되어 있다.

이어서 도 15는 본 발명에 관한 액정표시장치의 제 4 실시형태를 나타내는 것으로 도 1에 나타내는 구조에 대하여 접속배선57을 생략하여 코몬전극53, 53을 별개로 설치하여 용량전극64를 생략한 구조를 채용한 예이고, 이 구조에서도 앞의 제1형태와 마찬가지로 효과를 얻는 것이 가능하다.

도 도 16은 1개의 화소영역의 양구석에 코몬전극53을 2개 설치하고 한쪽의 코몬전극53 상에 화소전극54를 1개 설치한 구조이고, 도 17은 1개의 화소영역의 양구석에 코몬전극53, 53을 설치하고 1개의 화소영역의 양구석과 중앙을 맞추어 3개의 화소전극54를 설치한 예이고, 이들의 구조에서도 앞의 제1형태와 마찬가지인 효과를 얻는 것이 가능하다.

[실시예 3]

도 18은 이 발명의 실시예3인 액티브매트릭스형 액정표시장치의 구성을 나타내는 평면도이다.

비교예의 액티브매트릭스형 액정표시장치는 화소전극129의 수평부 129T 및 129B 와 공통전극135T 및 공통전극135의 수평부135B에 의해 보지용량을 형성하고 있다. 이것에 비해 본 실시형태에 관한 액티브매트릭스형 액정표시장치에서는 이들 보지용량 외에 화소전극129의 수평부129T와 인접하는 화소의 게이트배선의 사이에도 보지용량을 형성한 구성으로 되어 있다. 즉 본 실시예에서는 화소Pi, j에서 화소전극129의 수평부129T의 일부 폭을 넓이는 것에 의하여 인접하는 화소Pi-1, j의 게이트배선Gi-1의 상부에까지 도달하게 하고(이 부분이 연출부이다), 수평부129T가 공통배선135T 뿐만 아니라 게이트배선Gi-1과도 중첩하고 이 수평부129T와 게이트배선Gi-1과의 대향부분에 보지용량을 형성하였다.

이 구성에 의하면 화소Pi, j(j=1~M)의 각 화소전극129에 인가되는 각 신호전압은 화소전극129의 수평부129T와 공통배선135T와의 사이에 보지용량, 화소전극129의 수평부129B와 공통전극135의 수평부129B와의 사이에 보지용량 그리고 화소전극129의 수평부129T와 게이트배선Gi와의 사이에 보지용량에 의해 보지되는 것이 된다.

이렇게 게이트배선을 이용하여 보지용량을 형성하고 있으므로 화소전극129의 수평부129T와 공통배선135T와의 대향면적 그리고 화소전극129의 수평부129B와 공통전극135의 수평부129B와의 대향면적을 작게 하여도 필요한 보지용량을 얻는 것이 가능하다. 따라서 종래보다도 현격하게 개구율을 높이는 것이 가능한 것이다. 구체적으로는 어느 설계기준에 의해 설계한 경우에는 종래구조로 27%의 개구율밖에 얻을 수 없었지만, 동일 설계기준에 의해 도 18에 나타내는 구성으로 설계하면 35%의 개구율을 얻을 수 있다. 이렇게 개구율을 높이는 것이 가능하기 때문에 동일백라이트를 사용한 때의 밝기를 35/27=약 1.3배로 하는 것이 가능하다. 따라서 표시의 밝음을 변경하지 않는다면 백라이트를 위한 소비전력을 약 30% 삭감하는 것이 가능하다.

또 본 실시예에서는 화소전극129의 수평부129T와 공통배선135T와의 사이에 보조용량 그리고 화소전극129의 수평부129B와 공통전극135의 수평부129B와의 사이에 보조용량의 양쪽을 형성하고 있지만 필요한 보조용량을 얻을 수 있다고 한다면 한쪽을 생략하여도 상관없다. 또 화소전극과 공통전극과의 사이에 보조용량 그리고 화소전극과 게이트배선과의 사이의 보조용량 비율은 특히 한정되지 않지만 개구율을 높이기 위해서는 화소전극과 게이트배선과의 사이에 보조용량을 크게 한 것이 바람직하다.

이어서 본 실시예에 관한 액티브매트릭스형 액정표시장치의 구동회로에 관하여 설명한다. 본 실시에에 관한 액티브매트릭스형 액정표시장치는 다른 액정표시장치와 마찬가지로 반전구동방식에 의하여 구동할 필요가 있다.

반전구동방식의 한 예로서 도트반전구동방식을 들 수 있다. 도 19는 도트반전구동방식에 의하여 액정구동을 행하는 경우에 각 부의 신호파형을 나타내는 것이다. 도 19에 있어서 Vcom은 각 공통전극에 인가되는 공통전위, V_G1~V_GN은 게이트배선 V_G1~V_GN에 인가되는 게이트전압파형이다. 또 V_pic1~V_picN은 각 게이트전압 V_G1~V_GN의 인가에 의하여 스위칭되는 각 TFT를 개재하여 제 1 행부터 제 N행의 각 화소의 화소전극에 인가되는 신호전압파형이다.

이 도트반전구동방식에 있어서는 도시하는 바와 같이 공통전위Vcom은 일정레벨을 유지한 상태에서 신호전압V_pic1~V_picN을 이 공통전위Vcom을 중심으로 플러스 마이너스 각 방향으로 변화시키는 것에 의해 각 화소의 구동을 실시한다. 또 1 필드주기마다의 각 신호전압의 극성 반전이 행해지고,도 19에 나타내는 바와 같이 인접하는 2개의 게이트배선에 접속된 각 화소 사이에는 상호 역극성인 신호전압이 인가된다. 이 도트반전구동방식은 크로스토크가 적고, 플리커도 눈에 띄지 않으며, 표시품위가 높다고 하는 이유로 TN모드의 액정표시장치에서도 많이 사용되고 있다.

도 20은 본 실시예에 도트반전구동방식에 의한 액정구동을 행하기 위한 구동회로의 레이아웃 예를 나타내는 것이다. 이 구동회로는 VGA 방식의 표시장치에 대응한 것이고, 480개의 게이트배선G₁~G₄₈₀과 1920개의 신호배선 D₁~D₁₉₂₀을 격자상으로 배선한 레이아웃으로 되어 있다. 또 게이트배선G₀는 게이트전압의 공급에 사용되는 선이 아니고 제 1 행째의 각 화소의 화소전극과의 사이에 보지용량을 형성하기 위하여 설치된 더미의 게이트배선이다. 또 각 화소의 공통전극에 공통전위를 공급하는 공통전극용 버스라인B_COM1~B_COM480이 게이트배선G₀~G₄₈₀과 평행하게 표선되어 있고, 이들의 공통전극용 버스라인B_COM1~B_COM480은 표시에리어 100의 외측에서 공통전위공급용의 단자COM에 접속되어 있다.

본 실시형태에서 각 공통전극의 공통전위를 균일하게 하기 위해서는 도 20에 나타내듯이 1개의 단자COM으로 공통전극용 버스라인B_COM1~B_COM480에 공통전위를 공급하는 것보다 복수의 단자로부터 공급한 것이 바람직한 경우도 있다. 따라서 그러한 사정을 고려하여 단자COM의 개수를 정한다.

[실시예 4]

상기 실시예 3에서는 공통전위Vcom은 일정 레벨을 유지한 상태에서 각 화소의 구동을 실시했다. 이것에 비해 본 실시예에서는 게이트전압을 인가하여 화소에 신호전압을 입력하는 타이밍과 동기하여 공통전극의 공통전위를 절환하고, 액정에 인가하는 전압의 극성을 주사선마다 순차반전시킨다. 본 실시형태에 의한 액정구동시 각 부의 신호파형을 도 21에 나타낸다.

상기 실시예 3에서는 공통전위Vcom를 중심으로 신호전압V_pic1~V_picN을 플러스 마이너스 각 방향으로 변화시키는 것에 의해 각 화소의 구동을 실시했다. 이 때문에 각 화소의 액정에 예를 들어 V_LC인 전압을 인가하기 위해서는 소스드라이버로부터 각 신호배선에 2V_LC인 진폭의 전압을 공급할 필요가 있고 소스드라이버의 소비전력이 높아지고 동시에 소스드라이버로서의 고내압의 것이 필요하게 된다.

이것에 비해 본 실시예에서는 도 21에 나타내듯이 신호전압이 플러스방향으로 변화하는 경우에는 공통전위Vcom은 마이너스방향으로, 신호전압이 마이너스방향으로 변화하는 경우에는 공통전위Vcom은 플러스방향으로 라는 방식으로 각 화소에 부여하는 신호전압V_pic1~V_picN의 극성 반전에 동기하여 공통전위Vcom이 레벨을 절환한다. 이 때문에 각 화소의 액정에 V_LC인 전압을 인가하기 위해서는 소스드라이버에서 각 신호배선에 V_LC인 진폭의 진압을 공급하면 충분한 것이다. 따라서 본 실시예에서는 소스드라이버의 소비전력을 억제하는 것이 가능하고 동시에 소스드라이버로서의 내압이 낮은 것을 사용하는 것이 가능하다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

특히 본 실시예와 같이 횡방향의 전계 발생하여 액정구동을 행하는 표시장치에서는 TN모드의 액정표시장치에 비해 높은 신호전압을 인가할 필요가 있기 때문에 이 효과는 중요하다.

또 본 실시예에서는 표시에리어 내에 TFT의 소스전극 및 드레인전극에 인가되는 최대전압(즉, 화소에 입력하는 신호전압의 최대진폭)을 도 21에 나타내듯이 V_LC이고 이것도 상술한 도트반전구동방식의 경우에 비교해 반정도의 전압으로 해결된다. 따라서 TFT가 OFF상태로 되어 화소전극이 신호전압을 보지하고 있는 사이에 리크전류를 대폭으로 줄이는 것이 가능하다. 그리고 이렇게 리크전류를 저감하는 것이 가능하므로 보지력을 높여야 하는 화소전극에 형성한 보지용량을 줄이는 것이 가능하게 된다. 따라서 화소전극과 공통전극의 대향면적을 줄이고 개구율을 높이는 것이 가능하다.

도 22는 본 실시예에 의한 액정구동을 행하기 위한 구동회로의 구성예를 나타내는 것이다. 상기 도 20의 구성과 마찬가지로 각 화소의 공통전극에 공통전위를 공급하는 공통전극용 버스라인B_COM1~B_COM480이 게이트배선G₁~G₄₈₀과 평행하게 포선되어 있다. 그러나 이들의 공통전극용 버스라인B_COM1~B_COM480에는 공통전위Vcom을 보지하기 위한 용량 C10, C10, ...이 각각 접속되어 있다. 또 공통전극용 버스라인B_COM1~B_COM480은 각각 스위치SW1~SW480을 사이에 두고 표시에리어100의 외측 공통전위 공급용의 단자COM에 접속되어 있다. 이들의 스위치SW1~SW480은 게이트배선G₁~G₄₈₀에 대한 각 게이트전압에 의해 도통상태로 된다.

이 구성에서 예를 들어 게이트배선G₁에 게이트전압이 인가되고 표시에리어100내의 해당 게이트배선G₁에 접속된 각 TFT가 ON상태로 되면 이것과 동시에 스위치SW1도 ON 상태로 된다. 그리고 신호배선D₁~D₁₉₂₀으로부터 공급되는 신호전압이 제1행째의 각 화소에 입력됨과 아울러 단자COM으로부터 공급하는 공통전위Vcom의 극성을 반전한다. 이 결과 이 극성이 반전된 공통전위Vcom이 스위치SW1을 개재하여 용량C10에 충전되고, 신호전압이 제1행째의 각 화소에 기입되는 동시에 공통전극용 버스라인Bcom1이 공통전위Vcom의 극성이 반전하는 것으로 된다. 이 경우 스위치SW1 이외의 각 스위치는 OFF상태로 되어 있기 때문에 단자COM에는 스위치SW1를 개재하여 1행분의 용량부하만이 접속되는 것으로 된다. 따라서 공통전위를 공급하는 전원에 있어서는 부하가 작기 때문에 소비전력을 저감하는 것이 가능하다. 도 5에 나타내는 VGA방식의 표시장치에서는 게이트배선이 480개이므로 공통전극 전체에 관하여 일제히 극성의 반전을 행하는 경우에 비하여 용량부하가 1/480정도로 되고, 이상적으로는 소비전력도 1/480정도가 된다.

또 공통전위Vcom을 보지하기 위한 용량C10, 10,... 은 필요 최저한의 것을 설치하면 되고 공통전극용 버스라인에 원래 접속되어 있는 보지용량이 큰 경우에는 별도로 설치할 필요가 없다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 기판 상에 설치한 코몬전극과 화소전극에 의해 기판면을 따른 방향으로 전계를 인가할 수 있으므로 전계의 인가, 무인가에 의해 액정의 배향제어를 행하여 명상태와 암상태를 절환하는 것이 가능하고, 이것에 의해 표시 비표시를 절환하는 것이 가능하다. 그리고 코몬전극에 용량형성전극부를 설치했기 때문에 화소전극과 협동하여 용량을 형성하는 것이 가능하고, 스위칭소자에 의해 횡전계의 인가, 무인가를 절환할 때 스위칭소자의 동작을 안정화할 수 있다.

또 본 발명에 의하면 액정은 기판과 평행한 채 호모지니어스배향하지만 액정을 한쌍의 기판 사이에 비틀리게 배향시키므로 액정분자의 장축을 항상 기판과 평행한 방향으로 향한 채 액정분자의 선회에 의한 명상태와 암상태를 절환하므로 액정의 장축을 세우는 것이 없어지고, 따라서 고시야각 특성을 가지는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

따라서 고시야각 특성을 가지고 그리고 스위칭소자의 동작을 안정화시킨 액정표시장치를 제공할 수 있다.

이어서 본 발명에서 화소전극과 용량형성전극부의 중첩하여 맞추어지는 부분에서 화소전극의 폭을 용량형성전극부의 폭보다도 크게 하는 것에 의해 용량형성전극부를 화소전극으로 감추는 구성이기 때문에 용량형성전극부를 설치한 것에 의한 개구율의 저하는 발생하는 것이 없고, 용량형성전극부를 설치한 것에 의한 영향을 액정에 미치지 않게 하는 것이 가능하다.

따라서 개구율이 높고 고시야각 특성을 가지고 그리고 스위칭소자의 동작을 안정화시킨 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또 본 발명에서 한쪽 기판 상에 상기 코몬전극을 설치하고 상기 코몬전극의 상측에 상기 화소전극을 설치하는 구성에 의해 화소전극을 액정에 접근시켜 설치하는 것이 가능하고, 액정구동에 유효하게 작용하는 실효전압을 높이는 것이 가능하고, 저전압 구동을 도모하는 것이 가능하다.

또 본 발명에 의하면 화소전극의 연출부와 인접 게이트배선과의 교차영역 부분에 의해 보조용량의 일부가 형성되기 때문에 화소전극 및 공통전극의 대향면적을 작게 하여도 필요한 보조용량을 얻는 것이 가능하다. 따라서 개구율을 높이는 것이 가능하고 또 백라이트를 위한 소비전력을 절약하는 것이 가능하다고 하는 효과가 있다.

또 본 발명에 의하면 신호전압의 진폭을 그다지 크게 하지 않아도 화소의 화소전극과 공통전극의 사이에 소기의 전계를 발생시키는 것이 가능하므로 신호전압을 발생하는 소스드라이버의 소비전력을 억제하는 것이 가능하고 또 소스드라이버로서 내압이 낮은 것을 사용하는 것이 가능하다고 하는 효과가 있다.

Claims

한쌍의 기판 간에 액정이 배설되고, 상기 한쪽의 기판상에 복수의 화소전극와 상기 복수의 화소전극의 각각과 협동하여 상기 액정에 상기 기판면을 따른 방향으로 전계를 인가하는 코몬전극이 복수의 화소영역를 형성하도록 설치되고, 상기 화소전극과 협동하여 용량을 형성하도록 상기 각 화소전극과 간극을 두어 중첩하여 맞추어진 코몬전극을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 화소영역의 각각의 내측에 상기 화소전극이 설치되고, 상기 화소전극과 대치시켜 상기 화소영역의 각각을 형성하는 상기 코몬전극이 설치되고, 상기 용량형성전극부가 상기 코몬전극의 내측에 설치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 화소전극 및 상기 용량형성전극부의 중첩하여 맞추어 진 부분에서 각각의 전극이 띠상으로 형성되어 있고, 상기 중첩하여 맞추어진 부분에서 화소전극의 폭이 상기 용량형성전극부의 폭보다도 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 한쪽 기판상에 상기 코몬전극이 설치되고, 상기 코몬전극의 상측에 상기 화소전극이 설치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
액정층을 보지하는 한쌍의 투명기판의 한측 기판면에 게이트배선 및 신호배선을 매트릭스상으로 배설하고, 이들 게이트배선 및 신호배선에 의해 형성된 다수 영역의 각각을 화소로 형성하고, 각 화소마다에 설치한 스위칭소자를 게이트배선으로부터 게이트전압에 의해 구동시켜 신호배선으로부터의 신호전압을 상기 화소에 접속하는 화소전극에 부여함과 동시에 상기 각각의 게이트배선과 병설한 공통배선의 각각으로부터 각 화소전극의 배설방향으로 뻗도록 설치한 공통전극에 공통전압을 부여하는 것에 의해 각 공통전극과 각 화소전극과의 협동에 의해 상기 투명기판면과 거의 평행한 전계를 발생시켜 액정분자를 구동하고, 표시를 행하는 횡전계 구동방식의 액티브매트릭스형 액정표시장치에 있어서, 상기 각 화소에 대응하는 화소전극을 인접하는 화소에 대응하는 게이트배선 상에 연출시키고, 상기 각 화소에 부여하는 신호전압을 보지하기 위한 용량을 상기 화소전극과 공통전극과의 교차영역부분과 상기 화소전극의 연출부와 상기 인접 게이트배선과의 교차영역 부분에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 액티브매트릭스형의 액정표시장치.
제 5 항에 있어서, 각 화소에서 상기 공통전극을 복수 병설하고, 이들 공통전극의 자유단을 연접하여 상기 각 화소에 부여하는 신호전압을 보지하기 위한 용량의 일부를 상기 연설부와 상기 화소전극과의 교차영역 부분으로 구성한 것을 특징으로 하는 액티브매트릭스형의 액정표시장치.
제 5 항에 있어서, 각 화소의 스위칭소자에 게이트전압을 인가하는 타이밍에 동기하고, 해당 화소의 공통전극에 부여하는 공통전위를 변화시키도록 한 것을 특징으로 하는 액티브매트릭스형의 액정표시장치.