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JP2003233083A - フリンジフィールドスイッチング液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

フリンジフィールドスイッチング液晶表示装置及びその製造方法

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JP2003233083A
JP2003233083A JP2002361451A JP2002361451A JP2003233083A JP 2003233083 A JP2003233083 A JP 2003233083A JP 2002361451 A JP2002361451 A JP 2002361451A JP 2002361451 A JP2002361451 A JP 2002361451A JP 2003233083 A JP2003233083 A JP 2003233083A
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昇 煕 李
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Boe Hydis Technology Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はラビング方向と電界の形成方向が同
一になるようにゲートラインと画素電極の構造を変更し
て、高コントラスト比を得て画面品位を向上させること
ができるフリンジフィールドスイッチング液晶表示装置
を提供する。 【解決手段】上部基板、下部基板、単位画素、単位画素
を限定するゲートラインとデータライン、単位画素内に
形成されている相対電極、相対電極に共通信号を供給す
る共通ライン、相対電極と電界を形成する画素電極、液
晶、とを含み、ゲートラインと隣接する画素電極の縁部
と、画素電極と隣接するゲートラインの縁部には、複数
個の突出部が各々形成されており、画素電極の突出部は
ゲートラインの突出部の間の陥没部に位置し、ゲートラ
インの突出部は画素電極の突出部の間の陥没部に位置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフリンジフィールド
スイッチング液晶表示装置及びその製造方法に係り、よ
り詳細にはゲート電極と画素電極の構造を変更して高コ
ントラスト比を実現することができるフリンジフィール
ドスイッチング液晶表示装置及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の先行技術である米国特許第６，
２２３，０３４号及び韓国公開特許第２０００−５９５
００号を参照すれば、一般に液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉ
ｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；以下ＬＣＤと称
する）は軽量、薄型、及び低消費電力等の特性を有する
ために陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔ
ｕｂｅ）に代わって各種情報機器の端末機またはビデオ
機器等に使われている。特に、薄膜トランジスター（Ｔ
ｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ：以下、ＴＦ
Ｔと称する）が備わったＴＦＴ−ＬＣＤは応答特性が優
秀で高画素数に適合するために高画質及び大型表示装置
を実現することができる。
【０００３】一方、前記ＴＦＴ−ＬＣＤはネマティック
液晶（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード
を採択してきたために視野角が狭小であるという短所が
あったが、最近平面スイッチング（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ
Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＩＰＳと称する）液晶表示
装置が提案されて前記狭い視野角の問題をある程度解決
した。
【０００４】しかし、前記ＩＰＳ−ＬＣＤは広視野角を
実現したにもかかわらず相対電極及び画素電極が不透明
金属で作られているため、開口率及び透過率が低い短所
を有していた。
【０００５】これに対して、ＩＰＳ−ＬＣＤが有してい
る低い開口率及び透過率を改善するためにフリンジフィ
ールドスイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ：以下、ＦＦＳと称する）液晶表示装置
が提案された。このようなＦＦＳ−ＬＣＤは相対電極及
び画素電極が透明金属でなされているために開口率及び
透過率が高く、水平電界とほう物線型電界を利用するた
めに液晶の異方性による光歪曲がなく、水平配列された
液晶を通じて光が透過されるために広視野角を得ること
ができる長所がある。
【０００６】特に、図１に示すように、共通ライン３０
を基準に上下対称形のスリット構造を有する画素電極５
０が配置されたフリンジフィールドスイッチング液晶表
示装置は液晶の屈折率を補償するので高輝度の超広視野
角が可能で高品位の画質を具現することができる。
【０００７】ここで、前記画素電極６０は下部基板８上
にゲートライン１０とデータライン２０とに限定された
単位画素内に配置された相対電極４０とフリンジフィー
ルドを形成して液晶７０を動作させて所定の画像を具現
する。また、図面には図示されなかったが、ラビング方
向は水平方向であり、上部偏光板（図示せず）の偏光軸
は垂直方向であり、下部偏光板（図示せず）の偏光軸は
水平方向である。一方、上部基板（図示せず）には光の
漏洩を遮断するブラックマトリックス６０が形成されて
いる。
【０００８】しかし、従来技術によるフリンジフィール
ドスイッチング液晶表示装置においては次のような問題
点がある。
【０００９】従来技術においては、図１に示すように、
ゲートラインと画素電極との間の領域に強い電界が形成
される。例えば、Ｌ０グレー（ｇｒａｙ）、すなわちブ
ラック画面ではゲートラインには−８Ｖ、画素電極には
＋５ＶのＤＣ電圧が供給されて結果的に二つの電極間に
１３Ｖの強いＤＣが形成される。
【００１０】このような強い電界（γ１）は、図２に示
すように、垂直方向に形成されるが、これはＬ０グレー
（ブラック画面）でゲートライン１０と画素電極５０の
間の領域内にある液晶７０を、偏光板（図示せず）の偏
光軸（α１）、（β１）に対し一定角度で曲げる。した
がって、偏光軸から離隔するように曲げられた液晶分子
により光が漏洩するという問題点がある。
【００１１】図３は、図２のＩ−Ｉ断面図である。図３
に示すように、上部基板９上に形成されているブラック
マトリックス６０を拡張し、これにより遮断する部分を
広く形成すれば、ブラック画面での光漏洩は防止でき
る。しかし、開口率が低くなり相対的に輝度が減少する
問題点がある。
【００１２】これと反対に、開口率を優先的に考慮して
ブラックマトリックスで遮断される領域を狭めれば漏洩
光が完全に遮断されず、コントラスト比（ｃｏｎｔｒａ
ｓｔｒａｔｉｏ）が低下するという問題点がある。
【００１３】特に、樹脂ブラックマトリックスを採用し
ている構造で光学的密度（ＯＤ：ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅ
ｎｓｉｔｙ）が３．５程度と低いカラーフィルターの場
合、光遮断ブラックマトリックスで液晶分子が偏光軸と
離隔される時に漏洩光量が大きくなり結果的にＬ０グレ
ー（ブラック画面）で光が漏洩するという問題点があ
る。
【００１４】
【先行技術文献】
【特許文献１】 米国特許 第６，２２３，０３４
号
【特許文献２】 大韓民国公開特許 第２０００−
５９５００号
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の有するこれらの問題点を解決するため、ラビング
方向と電界の形成方向を同一にできるようにゲートライ
ンと画素電極の構造を変更して、高コントラスト比を得
て画面品位を向上させることができるフリンジフィール
ドスイッチング液晶表示装置及びその製造方法を提供す
ることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めになされた本発明による、フリンジフィールドスイッ
チング液晶表示装置は、上部基板と、下部基板と、単位
画素と、前記単位画素を限定するゲートラインとデータ
ラインと、前記単位画素内に形成されている相対電極
と、前記相対電極に共通信号を供給する共通ラインと、
前記相対電極と電界を形成する画素電極と、液晶と、を
含んで構成されるフリンジフィールドスイッチング液晶
表示装置において、前記ゲートラインと隣接する前記画
素電極の縁部と、前記画素電極と隣接する前記ゲートラ
インの縁部には、複数個の突出部が各々形成されてお
り、前記画素電極の突出部は前記ゲートラインの突出部
の間の陥没部に位置し、前記ゲートラインの突出部は前
記画素電極の突出部の間の陥没部に位置することを特徴
とする。
【００１７】本発明の一実施例によるフリンジフィール
ドスイッチング液晶表示装置では、導電性偏光板は、粘
着層、下部支持層、偏光素子、及び上部支持層を含んで
構成される偏光板において、前記粘着層はアクリル系物
質と導電性物質を含んで構成されていることを特徴とす
る。
【００１８】また、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液晶表示装置では、導電性偏光
板は、粘着層、下部支持層、偏光素子、及び上部支持層
を含んで構成される偏光板において、前記粘着層と下部
支持層との間には帯電防止層がさらに形成されているこ
とを特徴とする。
【００１９】以上のような本発明の目的と別の特徴及び
長所などは次に参照する本発明の好適な実施例に対する
以下の説明から明確になるであろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明によるフリンジフィールドスイッチング液晶表示装置
を詳細に説明する。
【００２１】図４は本発明によるフリンジフィールドス
イッチング液晶表示装置の平面図であり、図５及び図６
は図４のＢ領域を拡大した平面図であり、図７は図６の
ＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【００２２】本発明によるフリンジフィールドスイッチ
ング液晶表示装置は、図４に示すように、下部基板８０
上に、例えば、ガラスのような透明性絶縁基板上に、水
平方向に伸張されるゲートライン１００とゲートライン
１００と垂直に交差配列されるようにデータライン（２
００：ｄａｔａ ｌｉｎｅ）が垂直方向に伸張されてい
る。
【００２３】ゲートライン１００とデータライン２００
が交差される付近にはスイッチング素子の薄膜トランジ
スター（１５０：ＴＦＴ、ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａ
ｎｓｉｓｔｏｒ）が配置されている。
【００２４】ゲートライン１００とデータライン２００
により限定される単位画素（ｕｎｉｔ ｐｉｘｅｌ）空
間内には相対電極（４００：ｃｏｕｎｔｅｒ ｅｌｅｃ
ｔｒｏｄｅ）が形成されており、また前記単位画素を上
下に両分するように配置されている共通ライン（３０
０：ｃｏｍｍｏｎ ｌｉｎｅ）がゲートライン１００と
平行するように形成されている。共通ライン３００は相
対電極４００とコンタクトされて共通信号を供給する役
割を遂行する。
【００２５】共通ライン３００の上部には相対電極４０
０と共にフリンジフィールド（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌ
ｄ）を形成する画素電極５００が形成されており、相対
電極４００及び画素電極５００が形成する電界によって
配列を別にする陽の遺伝率特性を有する液晶７００が基
板８０、具体的には下部基板８０と図面には図示しなか
った上部基板の間に配置されている。
【００２６】一方、図４には図示しなかったが、ラビン
グ方向と下部偏光板の偏光軸とは水平方向であり、上部
偏光板の偏光軸は垂直方向である。また、光漏洩を遮断
するブラックマトリックス６００が基板８０、具体的に
下部基板８０と対向する上部基板（図示せず）上に形成
されている。
【００２７】ここで、画素電極５００は多数のスリット
がパターニングされている。前記スリットパターンは傾
斜方向が長い長方形で共通ライン３００を中心に上下が
対称的であり、ゲートライン１００に対して±４５度以
下でパターニングされている。すなわち、画素電極５０
０はく字のような構造でゲートライン１００と平行する
ようにラビングされる構造に有利なものである。
【００２８】特に、図５に示すように、ゲートライン１
００と隣接する画素電極５００の縁部は複数個、例え
ば、３個の突出部５００ａ，５００ｂ，５００ｃが形成
されている。また、画素電極５００と隣接するゲートラ
イン１００の縁部は複数個、例えば、４個の突出部１０
０ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄが各々形成されて
いる。
【００２９】画素電極５００の３個の突出部５００ａ，
５００ｂ，５００ｃの各々はゲートライン１００の４個
の突出部１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄの間
の陥没部に位置する。
【００３０】具体的に、画素電極５００の３個の突出部
５００ａ，５００ｂ，５００ｃのうち左から最初の突出
部５００ａはゲートライン１００の４個の突出部１００
ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄのうち左から最初の
突出部１００ａと２番目の突出部１００ｂとの間の陥没
部に位置する。
【００３１】これと同様に、画素電極５００の二番目の
突出部５００ｂはゲートライン１００の二番目の突出部
１００ｂと三番目の突出部１００ｃとの間の陥没部に位
置し、画素電極５００の三番目の突出部５００ｃはゲー
トライン１００の三番目の突出部１００ｃと四番目の突
出部１００ｄとの間の陥没部に位置する。
【００３２】結果的に、ゲートライン１００の４個の突
出部１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄのそれぞ
れの場合も画素電極５００の突出部５００ａ，５００
ｂ，５００ｃの間の陥没部に位置するようになる。
【００３３】一方、ゲートライン１００の突出部１００
ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄと画素電極５００の
突出部５００ａ，５００ｂ，５００ｃの形態はラビング
方向（水平方向）と平行した電界を妨害しない形態、例
えば、長方形が望ましい。
【００３４】また、ゲートライン１００の長方形突出部
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄはその幅（ｗ
１）が５μｍ以下（望ましくは４μｍ）であり、その高
さ（ｈ１）は５〜２０μｍであり、前記突出部の間の陥
没部の間隔（ｌ１）は１２μｍであるものが望ましい。
【００３５】これと同様に、画素電極５００の長方形の
突出部５００ａ，５００ｂ，５００ｃはその幅（ｗ２）
が５μｍ以下（望ましくは４μｍ）であり、その高さ
（ｈ２）は５〜２０μｍであり、前記突出部の間の陥没
部の間隔（ｌ２）は１２μｍであるものが望ましい。
【００３６】再び図４を参照し、前記のような構造をと
ると、電圧の非印加時、すなわち、Ｌ０グレー（ブラッ
ク画面）の時には、画素電極５００の中央部領域と縁の
領域の両方で液晶７００は初期ラビング方向（水平方
向）に整列するようになる。
【００３７】前記縁の領域でも液晶が初期ラビング方向
と一致する理由は、図６に示すように、ゲートライン１
００の突出部１００ａ〜１００ｄと画素電極５００の突
出部５００ａ〜ｃとの間に形成される強い電界（γ２）
の方向が、初期ラビング方向と同一（水平方向）になる
からである。
【００３８】また、図７に示すように、上部基板９０上
に樹脂ブラックマトリックス６００を採用している構造
で光学的密度（ＯＤ：ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔ
ｙ）が４．５以下と低いカラーフィルターの場合には、
光遮断ブラックマトリックス領域内での液晶７００の整
列方向が偏光軸と一致するので漏洩光量が最小化され
る。したがって、ブラック画面で光漏洩が遮断されるも
のである。
【００３９】本発明の原理と精神に違反しない範囲でい
ろいろな他の実施例を作ることは、本発明が属する技術
分野で通常の知識を有する者に自明であるだけでなく、
容易であろう。したがって、本発明の特許請求の範囲は
既に詳述されたものに限定されないし、前記特許請求の
範囲は本発明に内在する、特許性がある新規なすべての
事項を含み、合わせて本発明が属する技術分野で通常の
知識を有する者によって当然と考えられるあらゆる特徴
を含む。
【００４０】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明によるフ
リンジフィールドスイッチング液晶表示装置においては
次のような効果がある。
【００４１】本発明によれば、ブラック画面で画素電極
の縁部とこれに近接するゲートラインの縁部の構造を液
晶のラビング方向と電界の方向が同一であるように変更
して光漏洩をなくすことができる。したがって、高コン
トラスト比を得ることができて画面の品位を向上する効
果がある。
【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
グ液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１のＡ領域を拡大した平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線を切断した断面図である。
【図４】本発明によるフリンジフィールドスイッチング
液晶表示装置の平面図である。
【図５】図４のＢ領域を拡大した平面図である。
【図６】図４のＢ領域をさらに拡大した平面図である。
【図７】図６のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【符号の説明】 ８、 ８０ 下部基板 ９、 ９０ 上部基板 １０、１００ ゲートライン １００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ ゲートラ
イン突出部 １５０ 薄膜トランジスター ２０、２００ データライン ３０、３００ 共通ライン ４０、４００ 相対電極 ５０、５００ 画素電極 ５００ａ、５００ｂ、５００ｃ 画素電極の突出部 ６０、６００ ブラックマトリックス ７０、７００ 液晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 昇 煕 大韓民國 全羅北道 徳津區 徳津洞 全 北大學校 工科大學 新素材 工學部 Ｆターム(参考） 2H042 AA06 AA09 AA15 AA26 2H048 BA02 BB01 BB02 BB42 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA35Y GA01 GA11 GA13 HA07 LA17 LA30 2H092 GA11 JA24 JA37 JA41 JB31 JB37 NA25 PA01 PA02 PA06 PA08 PA09 PA11 QA07 5F110 AA30 BB01 CC07 DD02 EE37

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上部基板と、下部基板と、単位画素と、 前記単位画素を限定するゲートラインとデータライン
    と、 前記単位画素内に形成されている相対電極と、 前記相対電極に共通信号を供給する共通ラインと、 前記相対電極と電界を形成する画素電極と、液晶と、を
    含んで構成されるフリンジフィールドスイッチング液晶
    表示装置において、 前記ゲートラインと隣接する前記画素電極の縁部と、前
    記画素電極と隣接する前記ゲートラインの縁部には、複
    数個の突出部が各々形成されており、前記画素電極の突
    出部は前記ゲートラインの突出部の間の陥没部に位置
    し、前記ゲートラインの突出部は前記画素電極の突出部
    の間の陥没部に位置することを特徴とするフリンジフィ
    ールドスイッチング液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記画素電極の突出部は長方形であるこ
    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
    イッチング液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記ゲートラインの突出部は長方形であ
    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
    ドスイッチング液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記突出部はその幅が５μｍ以下であ
    り、その高さは５〜２０μｍであり、前記突出部の間の
    陥没部の間隔は１２μｍであることを特徴とする請求項
    ２または３に記載のフリンジフィールドスイッチング液
    晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記突出部はその幅が４μｍであること
    を特徴とする請求項１または４に記載のフリンジフィー
    ルドスイッチング液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記上部基板と下部基板には、少なくと
    もいずれか一つの基板に配向膜が形成されており、前記
    配向膜のラビング方向は前記ゲートラインを中心に０度
    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液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記上部基板には光学的密度が４．５以
    下である樹脂ブラックマトリックスカラーフィルターが
    形成されてい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液晶表示装置。
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