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JP2002182230A - フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置 - Google Patents

フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置

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JP2002182230A
JP2002182230A JP2001312911A JP2001312911A JP2002182230A JP 2002182230 A JP2002182230 A JP 2002182230A JP 2001312911 A JP2001312911 A JP 2001312911A JP 2001312911 A JP2001312911 A JP 2001312911A JP 2002182230 A JP2002182230 A JP 2002182230A
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liquid crystal
pixel
fringe field
switching mode
counter electrode
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正 東 盧
Seung Hee Lee
升 煕 李
Lee Seok-Lyul
錫 烈 李
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Hyundai Display Technology Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 色ずれを防止することができるとともに、デ
ィスクリネーションによる画質劣化を防止することがで
きるFFSモードLCDを提供する。 【解決手段】 本発明のFFSモードLCDは、複数個
の液晶分子を含む液晶層を介して所定の距離で第1及び
第2透明絶縁基板を対向配置し、第1透明基板上に複数
個のゲートバスライン及びデータバスラインを形成して
単位画素を限定するようにマトリクス形態で配置し、こ
れらとの交叉部に薄膜トランジスタを設け、透明導電体
からなるカウンタ電極を各単位画素に配置し、カウンタ
電極と一緒にフリンジフィールドを形成する複数個の上
部スリット及び下部スリットを、前記カウンタ電極と絶
縁して各単位画素に配置し、画素の長辺を中心に対称と
なる所定の傾きで配列し、また、透明導電体からなる画
素電極とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリンジフィール
ドスイッチングモード液晶表示装置に関し、より詳しく
は、色ずれ(color shift)及びディスクリ
ネーションライン(disclination lin
e)に起因した画面品位の劣化を防止できるフリンジフ
ィールドスイッチングモード液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】フリンジフィールドスイッチングモード
液晶表示装置(Fringe Field Switc
hing mode Liquid Crystal
Display;FFSモードLCD)は、インプレイ
ンスイッチング(In Plane Switchin
g)モードLCDの低い開口率及び透過率を改善するた
めに本出願人により提案された。
【0003】図1は、従来技術によるFFSモードLC
Dを示す平面図である。図示したように、複数個のゲー
トバスライン3及びデータバスライン7がガラス基板の
ような透明絶縁基板(図示せず)上に交叉配列されてい
る。透明導電体、例えばITO(Indium tin
oxide)からなるカウンタ電極2が、前記のよう
に交叉配列されたライン3、7により限定された画素
(pixel)領域内に配置されている。前記カウンタ
電極2は、主としてプレート形状に形成されているが、
櫛歯形状に形成されてもよい。
【0004】共通信号線10が前記カウンタ電極2に持
続的に共通信号を供給するために配列される。前記共通
信号線10は、前記ゲートバスライン3と平行に配置さ
れ、かつ前記カウンタ電極2の上方と接する第1部分1
0aと、前記第1部分10aから前記データバスライン
7と平行に延設し、前記カウンタ電極2の一方及び他方
と各々接する一対の第2部分10bとを含む。前記共通
信号線10は、通常ゲートバスライン3と同時に形成さ
れる。
【0005】透明導電体、例えばITOからなる画素電
極9が、画素領域内で前記カウンタ電極2と重なるよう
に配置される。前記画素電極9とカウンタ電極2は、ゲ
ート絶縁膜(図示せず)により電気的に絶縁されてい
る。前記画素電極9は、前記データバスライン7と平行
に等間隔で配列された複数個のブレンチ9aと、前記ブ
レンチ9aの一端を連結するバー9bとを含む櫛歯形状
で形成される。
【0006】薄膜トランジスタ(TFT)が前記ゲート
バスライン3とデータバスライン7との交叉部に設けら
れる。前記薄膜トランジスタは、ゲートバスライン3の
一部であるゲート電極と、前記ゲート電極上にゲート絶
縁膜を介在して形成された半導体層(図示せず)と、前
記半導体層の一方に配置され、かつ画素電極9のバー9
bと接するように形成されたソース電極7bと、前記デ
ータバスライン7から延設し、かつ半導体層の他方に配
置されるように形成されたドレイン電極7bとを含む。
【0007】上述していないが、カラーフィルタ基板
が、前記画素電極9とカウンタ電極2間の距離より大き
い間隔で、前述したアレー基板と対向配置され、複数個
の液晶分子を含む液晶層が前記基板間に介在される。
【0008】このような構造のFFSモードLCDにお
いて、カウンタ電極2と画素電極9との間に電界が形成
される場合、前記カウンタ電極2と画素電極9間の距離
より、アレー基板とカラーフィルタ基板との間隔が大き
いため、2つの電極の間及び電極上部にフリンジフィー
ルドが形成される。このフリンジフィールドは、前記カ
ウンタ電極2及び画素電極9上部を含む全領域に至るの
で、装置の駆動に際して、電極2、9の間に配置された
液晶分子はもちろん、各電極2、9の上部にある液晶分
子も動作する。
【0009】従って、FFSモードLCDでは、カウン
タ電極及び画素電極が、いずれも透明導電体からなるの
で、高開口率を有し、そして、電極の上部にある液晶分
子も動作するから、向上した高透過率を有する。
【0010】しかしながら、前記FFSモードLCD
は、高開口率及び高透過率を有するという利点がある
が、前記カウンタ電極と画素との間にフィールドが形成
される時、屈折率異方性を有する液晶分子が同一の方向
のみに配列されるから、視野角による色ずれが生じ、そ
の結果、画質劣化を引き起こすという欠点がある。
【0011】従って、良好な画質のFFSモードLCD
を得るため、前記色ずれを防止しなければならない。こ
のため、従来では、図2に示すように、画素電極19が
画素内で「く」字状の曲げスリットSを有するように形
成し、あるいは図3に示すように、前記画素電極19が
隣接する画素間に互い対称をなす斜線方向のスリットS
を有するように形成する構造が提案されている。
【0012】このような構造では、1つの画素内で、又
は隣接する画素の間に、対称の2方向の電界が形成され
るので、液晶分子の屈折率異方性が補償され、これによ
り色ずれを防止できる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところが、色ずれを防
止するための補償電極構造であるFFSモードLCD
は、陽の液晶が適用される場合、画素電極の末端からデ
ィスクリネーションラインが発生し、これは容易に除去
できないので、良好な画質が得られない。特に、前記デ
ィスクリネーションラインの発生は、パネルに駆動電圧
以上の高電圧が印加されるか、又は所定の電圧が印加さ
れた状態下に指でパネルを押す等の外部圧力が印加され
る時、一層激しく発生する。
【0014】従って、本発明の目的は、色ずれを防止で
きるとともに、ディスクリネーションラインの発生を防
止したり、容易に除去できるFFSモードLCDを提供
することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するための本発明のFFSモードLCDは、 複数個の
液晶分子を含む液晶層を介して所定の距離をもって対向
配置される第1及び第2透明絶縁基板と、前記第1透明
基板上に形成され、かつ単位画素を限定するようにマト
リクス形態で配置される複数個のゲートバスライン及び
データバスラインと、前記ゲートバスラインとデータバ
スラインとの交叉部に設けられる薄膜トランジスタと、
前記各単位画素に配置され、かつ透明導電体からなるカ
ウンタ電極と、前記カウンタ電極と一緒にフリンジフィ
ールドを形成するように、各単位画素に前記カウンタ電
極と絶縁して配置され、画素の長辺を中心に対称をなす
ように所定の傾きで配列された複数個の上部スリット及
び下部スリットを有し、かつ透明導電体からなる画素電
極とを含む。
【0016】前記画素電極は、画素の長辺の中心に前記
ゲートバスラインと平行に配置され、かつ上部スリット
と下部スリットとを区分する基準スリットをさらに含む
ことができる。また、前記上部スリット及び下部スリッ
トの傾きは、それらを区分する軸を基準として各々+4
5度以下及び−45度以下、好ましくは±2〜20度で
ある。前記スリットは、同じ列においての隣接する画素
間に同じ傾きを有するが、同じ行においての隣接する画
素間には反対の傾きを有する。
【0017】また、本発明のFFSモードLCDは、第
1及び第2透明絶縁基板の内側面の最上部に各々配置さ
れた第1及び第2水平配向膜と、前記第1及び第2透明
絶縁基板の外側面に各々配置された第1及び第2偏光板
とをさらに含む。前記第1及び第2水平配向膜は、陽の
液晶が適用された場合、ゲートバスラインと平行にラヒ
ングされ、陰の液晶が適用された場合、データバスライ
ンと平行にラビングされる。前記第1及び第2偏向板
は、互いに直交する透過軸を有し、特にいずれか1つの
偏光板は、前記配向膜のラビング方向と同一の透過軸を
有する。
【0018】さらに、本発明のFFSモードLCDは、
カウンタ電極に共通信号を印加するための共通信号線を
さらに含む。前記共通信号線は、ゲートバスラインに隣
接する画素の縁部に前記ゲートバスラインと平行に配置
されるか、又は各画素の中心にゲートバスラインと平行
に配置される。
【0019】本発明の目的と、特徴及び利点は、添付の
図面を参照とする以下の発明の詳細な説明から明らかに
なる。
【0020】
【発明の実施の形態】図4を参照すると、複数個のゲー
トバスライン21及びデータバスライン23は、単位画
素を限定するように、第1透明絶縁基板(図示せず)上
に交叉配列される。スイッチング素子としての薄膜トラ
ンジスタが前記ゲートバスライン21とデータバスライ
ン23との交叉部に設けられる。カウンタ電極(図示せ
ず)は、画素領域内にプレート形状で配置される。前記
カウンタ電極は、透明導電体、好ましくはITOからな
る。
【0021】ITOのような透明導電体からなる画素電
極29は、画素領域内に前記カウンタ電極と電気的に絶
縁され且つ薄膜トランジスタと接するように配置され
る。前記画素電極29は、内部に複数個のスリットS
1、S2、S3が設けられる。ここで、前記スリット
は、画素の長辺の中心に前記ゲートバスライン21と平
行に配置される基準スリットS1と、前記基準スリット
S1の上下部に所定の傾きで配置される複数個の上部ス
リットS2及び下部スリットS3とで分類される。前記
上部スリットS2及び下部スリットS3は、前記基準ス
リットS1に対して±45度以下、好ましくは±2〜2
0度の傾きを有するように設けられる。また、スリット
S1、S2、S3は、1〜8μmの幅を有するように設
けられ、且つ1〜8μmのスリット間間隔Lを有するよ
うに設けられる。
【0022】共通信号線30が、前記カウンタ電極に共
通信号を印加するため、前記ゲートバスライン21と隣
接して画素の縁部に前記ゲートバスライン21と平行に
配列される。また、前記共通信号線30は、カウンタ電
極の一部分と接し、画素電極29の一部分と重なるよう
に配列される。
【0023】図示していないが、前述した構造のアレー
基板から所定距離をもって離隔して、第2透明絶縁基板
上にブラックマトリクス及びカラーフィルタを含む所定
のエレメントを形成したカラーフィルタ基板が配置さ
れ、そして、複数個の陽又は陰の液晶分子を含む液晶層
(図示せず)が前記基板の間に介在される。
【0024】また、前記アレー基板とカラーフィルタ基
板の各内側面には、第1及び第2水平配向膜が形成さ
れ、各外側面には第1及び第2偏光板が設置される。
【0025】ここで、前記第1及び第2水平配向膜は、
陽の液晶が適用される場合、ゲートバスライン21と平
行な方向に、陰の液晶が適用される場合、データバスラ
イン23と平行な方向にラビングされる。前記第1及び
第2偏光板は、それらの透過軸がノーマリブラックモー
ドで作動するように、互いに垂直に設置され、特にそれ
らのうち1つの偏光板は、配向膜のラビング方向と平行
な透過軸を有するように設置される。
【0026】本発明のFFSモードLCDにおいて、前
記画素電極29は、図5に示すように、基準スリットを
設けることなく、上部スリットS2及び下部スリットS
3だけを設けてもよい。この場合、三角形状を有する一
対のダミースリットS4が上部スリットS2及び下部ス
リットS3の隣接部に各々追加に設けられる。
【0027】前述した画素電極構造を有する本発明のF
FSモードLCDは、次のように動作する。
【0028】まず、電圧が印加されない場合、図6に示
すように、液晶分子100a、100b、100cは、
その長軸がラビング軸Rと一致するように配列される。
【0029】その後、電圧が印加されると、カウンタ電
極と画素電極との間に電圧差によりフリンジフィールド
が形成される。この際、フリンジフィールドにより画素
電極の基準スリットS1では、何の変化がないが、前記
基準スリットS1の上方に配置された液晶分子100b
は、時計方向に回転配置され、基準スリットS1の下方
に配置された液晶分子100cは、反時計方向に回転配
置される。参照符号100b′は、時計方向に回転配置
された液晶分子を示し、100c′は、反時計方向に回
転配置された液晶分子を示す。
【0030】基準スリットがない場合にも、同様に、上
部スリットと下部スリットが対称をなす軸上に配置され
た液晶分子は回転せずそのまま存在するが、その上方に
配置された液晶分子は、時計方向に、下方に配置された
液晶分子は、反時計方向に回転配置される。
【0031】従って、図7に示すように、1つの画素内
に2つの方向に液晶分子が配列されるので、液晶分子の
屈折率異方性が補償され、その結果、色ずれが防止され
る。
【0032】また、このような本発明の画素電極構造に
おいて、画素電極の歪みがないため、ディスクリネーシ
ョンラインの発生が抑制され、特に発生するとしても容
易に除去され得る。
【0033】従って、本発明のFFSモードLCDは、
色ずれを防止することができるとともに、ディスクリネ
ーションラインを防止又は容易に除去することができ、
よって優れた画質を提供することができる。なお、本発
明のFFSモードLCDは、前述した実施例のみに限ら
れるものではない。
【0034】詳しくは、前述した実施例では、画素電極
に設けられる上部スリットが+θの傾きを有し、かつ下
方に設けられる下部スリットが−θの傾きを有するよう
に形成される。しかしながら、上部スリットが−θの傾
きを有し、かつ下部スリットが+θの傾きを有するよう
に形成してもよい。この場合も、前述した実施例と同様
の効果が得られる。
【0035】また、図8に示すように、各画素の画素電
極29に設けられる上部スリットS2と下部スリットS
3は、同じ列での隣接する画素間に同じ傾きを有するよ
うに形成されるが、同じ行での隣接する画素間には、反
対の傾きを有するように形成される。
【0036】さらに、図9に示すように、共通信号線3
0は、電場方向により画素を上下に区分する軸、すなわ
ち画素電極29の基準スリットS1の下部にゲートバス
ラインと平行に配置してもよい。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、画素電
極を複数個のスリットを有する構造で形成するととも
に、前記スリットを曲げることなく、基準スリット、又
は上下部スリットを区分する軸を基準として相互対称の
傾きを有するように形成することにより、FFSモード
LCDでの色ずれを防止することができるとともに、デ
ィスクリネーションラインの発生を抑制したり、発生す
るとしても容易に除去することができる。したがって、
改善した画面品位を有するFFSモードLCDを実現す
ることができる。
【0038】本発明は、本発明の技術的思想から逸脱す
ることなく、他の種々の形態で実施することができる。
前述の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明ら
かにするものであって、そのような具体例のみに限定し
て狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と
特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施すること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術によるフリンジフィールドスイッチン
グモード液晶表示装置を示す平面図である。
【図2】従来技術による色ずれを除去するための画素電
極構造を示す平面図である。
【図3】同じく、平面図である。
【図4】本発明の実施例によるフリンジフィールドスイ
ッチングモード液晶表示装置を示す平面図である。
【図5】同じく、平面図である。
【図6】本発明の実施例によるフリンジフィールドスイ
ッチングモード液晶表示装置の駆動を説明するための平
面図である。
【図7】同じく、平面図である。
【図8】本発明の他の実施例によるフリンジフィールド
スイッチングモード液晶表示装置を示す平面図である。
【図9】本発明の更に他の実施例によるフリンジフィー
ルドスイッチングモード液晶表示装置を示す平面図であ
る。
【符号の説明】
20 下部基板 21 ゲートバスライン 23 データバスライン 29 画素電極 30 共通信号線 100a、100b、100c 液晶分子 S1 基準スリット S2 上部スリット S3 下部スリット S4 ダミースリット
フロントページの続き (72)発明者 李 錫 烈 大韓民国 京畿道 利川市 夫鉢邑 牙美 里 現代 7次アパート 706−1401 Fターム(参考) 2H090 LA01 LA04 LA09 MA02 MA14 MA15 MA16 MB01 2H092 GA14 GA20 GA24 JB05 JB11 JB21 NA03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の液晶分子を含む液晶層を介して
    所定の距離をもって対向配置される第1及び第2透明絶
    縁基板と、 前記第1透明基板上に形成され、かつ単位画素を限定す
    るようにマトリクス形態で配置される複数個のゲートバ
    スライン及びデータバスラインと、 前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交叉部に
    設けられる薄膜トランジスタと、 前記各単位画素に配置され、かつ透明導電体からなるカ
    ウンタ電極と、 前記カウンタ電極と一緒にフリンジフィールドを形成す
    るように、各単位画素に前記カウンタ電極と絶縁して配
    置され、画素の長辺を中心に対称をなすように所定の傾
    きで配列された複数個の上部スリット及び下部スリット
    を有し、かつ透明導電体からなる画素電極とを含むこと
    を特徴とするフリンジフィールドスイッチングモード液
    晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記画素電極は、画素の長辺の中心に前
    記ゲートバスラインと平行に配置され、かつ前記上部ス
    リットと下部スリットとを区分する基準スリットをさら
    に含むことを特徴とする請求項1に記載のフリンジフィ
    ールドスイッチングモード液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記上部スリット及び下部スリットの傾
    きは、それらを区分する軸を基準として各々+45度以
    下及び−45度以下であることを特徴とする請求項1に
    記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示
    装置。
  4. 【請求項4】 前記上部スリット及び下部スリットの傾
    きは、それらを区分する軸を基準として±2〜20度で
    あることを特徴とする請求項3に記載のフリンジフィー
    ルドスイッチングモード液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記スリットの幅は、1〜8μmであ
    り、スリット間の間隔は、1〜8μmであることを特徴
    とする請求項1に記載のフリンジフィールドスイッチン
    グモード液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記画素電極のスリットの傾きは、同じ
    列においての隣接する画素間に同一値を有し、同じ行に
    おいての隣接する画素間に反対値を有することを特徴と
    する請求項1に記載のフリンジフィールドスイッチング
    モード液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 前記第1及び第2透明絶縁基板の内側面
    の最上部に各々配置された第1及び第2水平配向膜と、
    外側面各々に配置された第1及び第2偏光板とをさらに
    含むことを特徴とする請求項1に記載のフリンジフィー
    ルドスイッチングモード液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 前記第1及び第2水平配向膜は、陽の液
    晶が適用された場合、ゲートバスラインと平行にラヒン
    グされ、陰の液晶が適用された場合、データバスライン
    と平行にラビングされることを特徴とする請求項7に記
    載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装
    置。
  9. 【請求項9】 前記第1及び第2偏向板は、互いに直交
    する透過軸を有し、いずれか1つの透過軸は、前記配向
    膜のラビング方向と同一であることを特徴とする請求項
    7に記載のフリンジフィールドスイッチングモード液晶
    表示装置。
  10. 【請求項10】 前記カウンタ電極に共通信号を印加す
    るための共通信号線をさらに含むことを特徴とする請求
    項1に記載のフリンジフィールドスイッチングモード液
    晶表示装置。
  11. 【請求項11】 前記共通信号線は、前記ゲートバスラ
    インに隣接する画素の縁部に、前記ゲートバスラインと
    平行に配置されることを特徴とする請求項10に記載の
    フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
  12. 【請求項12】 前記共通信号線は、各画素の中心に前
    記ゲートバスラインと平行に配置されることを特徴とす
    る請求項10に記載のフリンジフィールドスイッチング
    モード液晶表示装置。
  13. 【請求項13】 複数個の液晶分子を含む液晶層を介し
    て所定の距離をもって対向配置される第1及び第2透明
    絶縁基板と、 前記第1透明絶縁基板上に形成され、かつ単位画素を限
    定するようにマトリクス形態で配置される複数個のゲー
    トバスライン及びデータバスラインと、 前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交叉部に
    設けられる薄膜トランジスタと、 前記各単位画素に配置され、かつ透明導電体からなるカ
    ウンタ電極と、 前記カウンタ電極に共通信号が印加されるように、前記
    カウンタ電極と接触配列された共通信号線と、 前記カウンタ電極と一緒にフリンジフィールドを形成す
    るように、各単位画素に前記カウンタ電極と絶縁される
    ように配置され、画素の長辺を中心に対称をなすように
    所定の傾きで配列され、かつ透明導電体からなる複数個
    の上部スリット及び下部スリットを有する画素電極と、 前記第1及び第2透明絶縁基板の内側面の最上部に各々
    配置される第1及び第2水平配向膜と、 前記第1及び第2透明絶縁基板の外側面に各々配置され
    る第1及び第2偏光板とを含むことを特徴とするフリン
    ジフィールドスイッチングモード液晶表示装置。
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