(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板、第２基板及び該第１と第２基板間に配置された液晶とからなるインプレーンスイッチング方式液晶表示装置において、
前記第１基板上に設けられた、マトリックス状に形成されて、画素領域を定義するゲートラインとデータライン、
前記ゲートラインとデータラインとの交差領域に形成された、画素領域各々に対する薄膜トランジスタ、
前記画素領域内において、第１の電位が印加される円状の第１の電極（５１９ａ）、
前記第１の電極の外周にリング状に形成され、第２の電位が印加される第２の電極（５１１ａ）、
前記第２の電極の外周にリング状に形成され、前記第１の電位が印加される第３の電極（５１９ｂ）、
前記第３の電極の周囲に形成され、前記第２の電位が印加される第４の電極（５１１ｂ）、
前記第１の電極の直径の両端の各々と前記第３の電極とを電気的に接続する第１の電極連結ライン（５１９ｃ）、及び
前記第２の電極の直径の両端の各々と前記第４の電極とを電気的に接続する第２の電極連結ライン（５１１ｃ）とからなり、前記第１と第３の電極と、前記第２と第４の電極は絶縁層を介して異なる層レベルに形成されており、さらに、
前記第２の電極（５１１ａ）から外方向に向って、前記第１の電極連結ラインと重なる２つの領域に延在する第１の補償電極（５２５ａ）、及び
前記第３の電極（５１９ｂ）から外方向に向って、前記第２の電極連結ラインと重なる２つの領域に延在する第２の補償電極（５２５ｂ）とからなり、
前記第１と第２の電位が印加されたときに、前記第１の電極を中心に放射状の横電界を生成するよう構成されており、
前記第１補償電極（５２５ａ）は、絶縁層を挟んで絶縁層下部に位置して前記第１電極（５１１ａ）と第３電極（５１９ｂ）間に位置する第１電極連結ライン（５１９ｃ）と重なり、そして、
前記第２補償電極（５２５ｂ）は、絶縁層上部に位置して前記第２電極（５１１ａ）と第４電極（５１１ｂ）間に位置する前記第２電極連結ライン（５１１ｃ）と重なり、前記第３電極（５１９ｂ）と同一層レベルに位置するよう構成されている、インプレーンスイッチング方式液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１と第２の電極連結ライン（５１９ｃ、５１１ｃ）は重なっていないことを特徴とする請求項１に記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１と第２の電極連結ライン（５１９ｃ、５１１ｃ）は同一方向に重なるよう形成され、前記第２の電極連結ライン（５１１ｃ）が前記第１の補償電極を兼ね、前記第１の電極連結ライン（５１９ｃ）が前記第２の補償電極を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示装置。
【請求項４】
ゲート絶縁層と、
保護層と、をさらに含むことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子。
【請求項５】
前記第１基板のラビング方向はデータラインと実質的に平行であることを特徴とする請求項１に記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子。
【請求項６】
前記第１基板のラビング方向はゲートラインと実質的に平行であることを特徴とする請求項１に記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタは、
第１基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極が形成された第１基板の全体に積層されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及びドレイン電極が形成された第１基板の全体に積層された保護層と、からなることを特徴とする請求項１に記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子。
【請求項８】
前記第２基板は、
遮光層と、
前記遮光層上に形成されたカラーフィルタと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲率を有する形態の電極から構成されるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子に関し、特に、横電界を発生する複数の円状の画素電極及び共通電極を交代に配置して全方向から視野角を補償するインプレーンスイッチング方式(In-Plane Swithching : 以下、インプレーンスイッチング方式と称する)液晶表示素子に関する。また、前記画素電極及び共通電極がそれぞれの電気的連結のために形成された電極連結ラインと鋭角をなして交差されて回位(disclination)が予想される領域に補償電極を形成することによって、光効率を向上し得るインプレーンスイッチング方式液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報化社会の発展と共に、表示装置に対する多様な要求が増加しつつ、ＬＣＤ(液晶表示装置)、ＰＤＰ(プラズマ表示装置)、ＥＬＤ(ＥＬ表示装置)、ＦＥＤ(電界型電子放出表示装置)、ＶＦＤ(真空型蛍光表示装置)などの平板表示装置に対する研究が活発に進行されている。その中、高画質の実現、量産化技術、駆動手段の容易性、軽量、薄型及び低消費電力などの理由で液晶表示素子(ＬＣＤ)が最も注目を集めている。
【０００３】
この液晶表示素子は、画像を表現する液晶パネルと、前記液晶パネルに駆動信号を印加するための駆動部と、に区分され、前記液晶パネルは、第１及び第２基板と、前記第１基板と第２基板間に注入される液晶層とから構成される。
【０００４】
前記液晶表示素子は、細長い液晶分子の配列によって多様な表示モードが存在し、その中、白黒表示が容易で、応答速度が速くて、駆動電圧が低いという長所を有するＴＮ(Twisted Nematic)モード液晶表示素子が主に使用されている。しかしながら、ＴＮ方式では、上下にかかる電場により液晶分子が垂直に配向されるため、液晶分子の屈折率異方性により視野角特性が劣化するという短所がある。従って、この短所を克服するために、新しい技術、即ち、インプレーンスイッチング方式液晶表示素子が提案されている。
【０００５】
このインプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、電圧の印加時、平面上に横電界を形成して液晶分子を平面上に配向することによって、既存のＴＮモード液晶表示素子に比べて、広視野角特性を確保する液晶表示素子である。
【０００６】
図１０は、従来技術によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子の単位画素の平面図で、図１１は、図１０のＡ−Ａ’線の断面図である。図示されたように、インプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、第１基板１０３の上に配列されて画素領域を定義するデータライン１００及びゲートライン１０１と、前記ゲートライン１０１とデータライン１００の交差点に配置された薄膜トランジスタＴと、前記画素内にデータライン１００と略平行に配列された画素電極１１９及び共通電極１１１と、から構成される。
【０００７】
薄膜トランジスタＴは、第１基板１０３の上に形成されて前記ゲートライン１０１と接続されるゲート電極１１０と、前記ゲート電極１１０の上に積層されたゲート絶縁膜１１３と、前記ゲート絶縁膜１１３の上に形成された半導体層１１５と、前記半導体層１１５の上に形成されたオーム接触層１１６と、前記オーム接触層１１６の上に形成されてデータライン１００と画素電極１１９にそれぞれ接続されるソース電極１１７及びドレイン電極１１８と、から構成される。
【０００８】
画素内の共通電極１１１は、第１基板上に形成されて共通ライン１０５に接続され、画素電極１１９は、ゲート絶縁膜１１３上に形成されて薄膜トランジスタＴのドレイン電極１１８に接続される。
【０００９】
薄膜トランジスタＴ、画素電極１１９及びゲート絶縁膜１１３の上には、保護膜１２０が基板全体に積層されており、その上に、第１配向膜(図示せず)が塗布されて液晶層の配向方向が決定される。液晶分子１０２は、電圧無印加時、前記共通電極１１１と画素電極１１９間でラビング方向に配向される。
【００１０】
また、前記第１基板１０３と対応する第２基板１０４の上には光の漏れを防止する遮光層１０６と、Ｒ、Ｇ及びＢのカラーフィルタ素子からなるカラーフィルタ層１０７と、オーバーコート層１０８とが順に積層されている。
【００１１】
前記インプレーンスイッチング方式は、液晶表示装置を正面から見た時、上下左右に約７０゜方向から可視であるため、既存のＴＮ方式に比べて広視野角が確保でき、前記第１ドメインと第２ドメインにおける主視野角方向が対称するので、色変換が互いに補償されて色変換が発生しない。
【００１２】
しかしながら、前述したようなインプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、視野角特性の向上に限界がある。言い換えると、前記２つのドメインインのプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、ＴＮモード液晶表示素子に比べると、視野角特性及び色変換特性が向上しているが、ＣＲＴ(Cathod Ray Tube)に比べると、視野角及び色変換特性に依然として問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、本発明の目的は、横電界を発生させる複数の画素電極及び共通電極を曲率を有する形態に交代に配置することで、全方向から視野角を補償できるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の目的は、前記画素電極及び共通電極と前記画素電極及び共通電極をそれぞれ電気的に連結する画素電極連結ライン及び共通電極連結ラインが鋭角度をなして交差する領域に補償電極を形成することで、回位現象を最小化し、光効率を向上し得るインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の側面では、第１基板、第２基板及び該第１と第２基板間に配置された液晶とからなるインプレーンスイッチング方式液晶表示装置は、前記第１基板上に設けられたマトリックス状に形成されて、画素領域を定義するゲートラインとデータライン、前記ゲートラインとデータラインとの交差領域に形成された、画素領域各々に対する薄膜トランジスタ、前記画素領域内において、第１の電位が印加される第１の電極、前記画素領域内において、該第１の電極の周りに形成され、第２の電位が印加されて該第１の電位との間で横方向の放射状電界を生成する第２の電極であって、該第１の電極とは絶縁膜を介して異なる層レベルに形成された第２の電極、該第１の電極を前記第１の電位に接続するための第１電極連結ライン、及び前記第１電極ラインの少なくとも一部に重なる位置に、前記第２電位が与えられた第１補償電極とからなる。
【００１６】
本発明の第２の側面では、第１基板、第２基板及び該第１と第２基板間に配置された液晶とからなるインプレーンスイッチング方式液晶表示装置は、前記第１基板上に設けられたマトリックス状に形成されて、画素領域を定義するゲートラインとデータライン、前記ゲートラインとデータラインとの交差領域に形成された、画素領域各々に対する薄膜トランジスタ、前記画素領域内において、第１の電位が印加される第１の電極、前記第１の電極の外周にリング状に形成され、第２の電位が印加される第２の電極、前記第２の電極の外周にリング状に形成され、前記第１の電位が印加される第３の電極、前記第３の電極の周囲に形成され、前記第２の電位が印加される第４の電極、前記第１と第３の電極を電気的に接続する第１の電極連結ライン、前記第２と第４の電極を電気的に接続する第２の電極連結ライン、ここで前記第１と第３の電極と、前記第２と第４の電極は絶縁層を介して異なる層レベルに形成されており、前記第２の電極から外方向に向って、前記第１の電極連結ラインの少なくとも一部に重なる個所に延在する第１の補償電極、及び前記第３の電極から外方向に向って、前記第２の電極連結ラインの少なくとも一部に重なる個所に延在する第２の補償電極とからなり、前記第１と第２の電位が印加されたときに、前記第１の電極を中心に放射状の横電界を生成するよう構成されている。
【００１７】
１つの具体的形態において、前記第１と第２の電極ラインは重なっていない。
【００１８】
他の具体的形態において、前記第１と第２の電極連結ラインは重なるよう形成され、前記第１の電極連結ラインが前記第１の補償電極を兼ね、前記第２の電極連結ラインが前記第２の補償電極を兼ねている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、第１基板の画素領域内で横電界を発生させる少なくとも１対の電極が、曲率を有する形状に配置されることで、全方向から色変換を補償して視野角特性を向上させることができるという効果がある。また、前記電極構造で同一極性の電極が交差する領域に補償電極を形成することにより、又は連結ラインを重ねることにより、液晶分子を制御し得る領域を拡大し、インプレーンスイッチング方式液晶表示素子の光効率を向上させるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
一般に、液晶表示素子の開口率を向上させる方法は、画素内に複数のドメインを形成して主視野角を補償することである。このような方法は、ＴＮモード液晶表示素子にのみ適用されることでなく、インプレーンスイッチング方式液晶表示素子にも適用される。図１０に示した従来技術によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子も、画素を２つのドメインに分割することで視野角特性を向上させるが、この場合、視野角特性の向上に限界があった。
【００２１】
本発明は、画素内に複数のドメインを形成することによって、視野角特性を向上させ、色変換を防止し得るインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を提供する。特に、本発明では、画素内に配置されて横電界を生成する複数の共通電極及び画素電極を円状のような曲率を有する形態に形成することで画素を複数のドメインに分割する。ここで、共通電極と画素電極が交代に配置されて該共通電極と画素電極間に横電界が生成され、円の第１、第２、第３及び第４四分面に形成される横電界の方向が実質的に互いに完全対称であるので、主視野角を完全に補償することができる。
【００２２】
一方、前記複数の共通電極は共通電極連結ラインによって連結され、前記複数の画素電極は画素電極連結ラインによって連結される。ここで、共通電極連結ラインと画素電極連結ラインは互いに垂直に配置され、前記共通電極連結ライン及び画素電極連結ラインに沿って補償電極を形成することによって、共通電極と画素電極間の横電界が歪曲されることを防止する。
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を示す平面図で、図示されたように、本実施形態の液晶表示素子は、少なくとも１つ以上のサブ領域がグループとして１つの画素を定義する。
【００２４】
図１を参照すると、サブ領域には円状の第１画素電極３１９ａが中央に配置され、その外郭にリング状の第１共通電極３１１ａが所定間隔を置いて配置される。前記第１共通電極３１１ａの外郭にはまたリング状の第２画素電極３１９ｂが所定間隔を置いて配置され、前記第２画素電極３１９ｂの外郭には円状の曲率を有する形態の第２共通電極３１１ｂがさらに配置される。言い換えると、前記共通電極３１１ａ、３１１ｂと画素電極３１９ａ、３１９ｂが所定間隔を置いて交代に配置されて、前記第１共通電極及び第１画素電極３１１ａ、３１９ａと第２共通電極及び第２画素電極３１１ｂ、３１９ｂとの間に液晶３０２ｂを駆動させる放射状の横電界が発生する。
【００２５】
また、前記第１共通電極３１１ａと第２共通電極３１１ｂ間にはそれらを電気的に連結するための共通電極連結ライン３１１ｃが形成され、前記第１画素電極３１９ａと第２画素電極３１９ｂ間にはそれらを電気的に連結するための画素電極連結ライン３１９ｃが形成される。
【００２６】
ここで、前記共通電極連結ライン３１１ｃと画素電極連結ライン３１９ｃは、互いに垂直に配列されている。
共通電極と画素電極とは間に絶縁層を介して異なる層レベルに形成されるが、絶縁層のピンホール等の欠陥を考えると重ならないようにする構成をとる場合がある。
【００２７】
薄膜トランジスタを通じて外部から第１及び第２画素電極３１９ａ、３１９ｂに信号が印加される場合、前記第１共通電極３１１ａと第１画素電極３１９ｂ及び第２共通電極３１１ｂと第２画素電極３１９ｂ間に横電界が形成されて液晶分子３０２ｂが電界の方向に沿って配列される。前記第１及び第２画素電極３１９ａ、３１９ｂに信号が印加されない場合、液晶分子３０２ａはラビング方向に沿って配列される。ここで、ラビング方向は、データライン３００と実質的に平行である。一方、前記ラビング方向は、ゲートライン３０１に平行に形成されることもできる。
【００２８】
図２は、図１に示す画素のうち１つのサブ領域の拡大図である。図示されたように、第１及び第２画素電極３１９ａ、３１９ｂに信号が印加されると、横電界は交代に配置された共通電極３１１ａ、３１１ｂと画素電極３１９ａ、３１９ｂ間に形成されるので、領域Ｉ、II、III及びIVにおける液晶分子３０２ｂの配列は互いに対称になる。結局、横電界は第１画素電極３１１ａを中心に放射状に形成される。従って、前記液晶分子３０２ｂも第１画素電極３１１ａを中心に放射状に配列されるので、優れた広視野角特性を得ることができる。また、各画素領域で対角方向に色変換が補償されるので、一般のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子で現れる方位角±４５゜における色反転がほとんど完壁に解決される。
【００２９】
図３は、図２のＢ−Ｂ’線に対する断面図で、図示されたように、第１基板３０３の上に不透明な金属からなる第１共通電極３１１ａと、保護層３２０の上にＩＴＯ(Indium Tin Oxide)のような透明導電体からなる第２画素電極３１９ｂが、横電界の形成のために所定間隔を置いて配置されており、その間に第１及び第２画素電極３１９ａ、３１９ｂを電気的に連結する画素電極連結ライン３１９ｃが配置される。
【００３０】
第１実施形態による画素の駆動素子である薄膜トランジスタは、第１基板３０３の上に形成されたゲート電極３１０と、前記ゲート電極３１０の上にＳｉＮｘまたはＳｉＯｘのような物質からなって積層されたゲート絶縁層３１３と、前記ゲート絶縁層３１３の上に形成された半導体層３１５と、前記半導体層３１５の上に形成されたオーム接触層３１６と、前記オーム接触層３１６の上に形成されてデータライン３００と画素電極３１９にそれぞれ接続されるソース電極３１７及びドレイン電極３１８と、から構成される。また、前記薄膜トランジスタの上部を含んで第１基板上の全面に保護層３２０が積層される。
【００３１】
前記画素の製造には、一般に５マスク工程が適用され、本発明のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、第１基板３０３の上にゲート電極３１０及び共通電極３１１ａ、３１１ｂを形成する段階と、前記ゲート電極３１０の上に半導体層３１５を形成する段階と、前記半導体層３１５の上にソース電極３１７及びドレイン電極３１８を形成する段階と、保護層３２０を形成する段階と、画素電極３１９形成する段階との５段階によって製造される。
【００３２】
一方、本実施形態の構造は、図３、図４Ａ及び４Ｂに示した構造を全て含む。即ち、図示されたように、共通電極３１１ａ、３１１ｂ及び画素電極３１９ａ、３１９ｂをそれぞれ第１基板３０３及びゲート絶縁層３１３の異なる層上に不透明な金属で形成することができる。さらに、図示されていないが、前記共通電極３１１ａ、３１１ｂ及び画素電極３１９ａ、３１９ｂを全て保護層３２０の上に透明度全体で形成することもできる。
【００３３】
共通電極連結ライン３１１ｃ及び画素電極連結ライン３１９ｃは、それぞれ共通電極３１１ａ、３１１ｂ及び画素電極３１９ａ、３１９ｂと同一層上に同一物質で形成されることができる。また、前記共通電極３１１ａ、３１１ｂ及び画素電極３１９ａ、３１９ｂは、単純な円状だけでなく、曲率を有する形状の全ての構造を含む。
【００３４】
このような構造を有するインプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、前述したように、放射状に形成される横電界を発生させることで、全方向から視野角を補償することができるため、液晶表示素子の広視野角特性が向上する。
【００３５】
しかしながら、このようなインプレーンスイッチング方式液晶表示素子の電極構造は、電極連結ライン３１９ｃと３１１ｃにより正しく放射状の横方向電界が乱される。図２に示すように、特に横方向電界が乱されるのは、共通電極３１１ｂと共通電極連結ライン３１９ｃが連結される領域の円中心方向の内側と画素電極３１９ｂが画素電極連結ライン３１９ｃと鋭角をなして連結される領域の円中心方向の内側である。図２に示す領域Ｄは、このような領域の一例で、第２画素電極３１９ｂと画素電極連結ライン３１９ｃが交差する領域の円中心方向の内側である。
【００３６】
図示されたように、この領域では電圧が印加される場合、電界の方向が反転されて、第１及び第２共通電極３１１ａ、３１１ｂと第１及び第２画素電極３１９ａ、３１９ｂ間の横電界が歪曲され、これによって、液晶分子３０２’の配向方向も歪曲される現象が発生する。このような液晶分子配列の歪曲現象は、該当領域における光透過率を変化させるため、表示画面が黒く見える現象を誘発し、この現象を回位(Disclination)という。前記回位現象は、液晶駆動の応答を遅延させ、表示画面上に残像を現わさせ、液晶表示素子の輝度を減少させるなどの問題を誘発する。図９Ａは、本実施形態で提案された液晶表示素子の画素領域内に現れる回位現象の例を示すイメージである。
【００３７】
図５は、本発明の第２実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を示す平面図で、回位を最小にするインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を提供する。ここで、本実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子の構造は、第１実施形態のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子の構造と類似しているので、同一の構成に対しては説明を省略し、異なる部分、即ち、電極構造に対してのみ説明する。
【００３８】
図示されたように、第２実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子は、画素構造において、液晶分子を挟んで横電界を印加する第１及び第２画素電極５１９ａ、５１９ｂと第１及び第２共通電極５１１ａ、５１１ｂ、及びこれらをそれぞれ電気的に連結する画素電極連結ライン５１９ｃ及び共通電極連結ライン５１１ｃを含む。また、前記画素電極５１９ｂと画素電極連結ライン５１９ｃが交差する領域の内側には、前記画素電極連結ライン５１９ｃに沿って第１補償電極５２５ａを形成し、前記第２共通電極５１１ｂと共通電極連結ライン５１１ｃが交差する領域の内側に、前記共通電極連結ライン５１１ｃの上部に第２補償電極５２５ｂを形成する。ここで、前記第１補償電極５２５ａは、共通電極５１１ａ、５１１ｂと同一の金属層で、第１基板５０３上に形成され、第２画素電極５１９ｂと追加の横電界を発生させ、第１共通電極５１１ａと第２画素電極５１９ｂ間の横電界を歪曲する電界を補償する。また、前記第２補償電極５２５ｂは、画素電極５１９ａ、５１９ｂと同一の透明電極で、保護層５２０の上部に形成され、第２共通電極５１１ｂと追加の横電界を発生させ、液晶表示素子の横電界を歪曲する電界を補償する。ここで、前記第１補償電極５２５ａは、前記共通電極５１１ａ、５１１ｂの一部が延長されて形成されることができ、前記第２補償電極５２５ｂは、前記画素電極５１９ａ、５１９ｂの一部が延長されて形成されることができる。
【００３９】
一方、前記第１補償電極５２５ａ及び第２補償電極５２５ｂは、前述したように、インプレーンスイッチング方式液晶表示素子で横電界を歪曲する電界を補償するためのもので、共通電極連結ライン５１１ｃと画素電極連結ライン５１９ｃに起因する電界を補償し得るいかなる形状や位置も有することができる。
【００４０】
一方、共通電極連結ライン５１１ｃと画素連結ライン５１９ｃを同一方向に重ねて形成する場合（データライン方向又はゲートライン方向）、共通電極連結ライン５１１ｃが第１補償電極５２５ａを兼ね、画素電極連結ライン５１９ｃが第２補償電極５２５ｂを兼ねる。即ち、２つの連結ライン５１９ｃと５１１ｃを同一方向に重ねて形成すると、連結ライン自体が互いに補償し合って、放射状の電界の乱れが最小となる。
【００４１】
図６は、図５のＣ−Ｃ’線の断面図で、保護層５２０の上部に位置するＩＴＯなどの透明導電体からなる第２画素電極５１９ｂ及び画素電極連結ライン５１９ｃと、前記画素電極連結ライン５１９ｃの下部に対応する第１基板５０３の上に位置するゲート金属層からなる第１補償電極５２５ａを示す。ここで、第２画素電極５１９ｂ及び画素電極連結ライン５１９ｃは、基板上に横電界を歪曲する電界を発生させるが、前記第２補償電極５２５ａと画素電極５１９ｂ間に該電界を補償し得る追加的な横電界が発生することで、歪曲現象を補償する。
【００４２】
図８は、図５のＤ−Ｄ’線の断面図で、図示されたように、共通電極５１１ａ、５１１ｂと同一の金属層からなる共通電極連結ライン５１１ｃが第１基板５０３の上に形成され、その上部に位置した保護層５２０の上に透明導電体からなる第２補償電極５２５ｂが、横電界の歪曲を防止するために追加的に備えられる。画素電極５１９ｂは、保護層５２０の上部にＩＴＯなどの透明導電体から形成され、前記第２補償電極５２５ｂと電気的に連結される。
【００４３】
一方、第１実施形態と同様に、本実施形態の構造は、図６及び８の構造に制限されず、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、共通電極５１１ａ、５１１ｂ及び画素電極５１９ａ、５１９ｂを不透明な金属または透明な電極で形成することができ、その位置も第１基板５０３、ゲート絶縁層５１３または保護層５２０の上に形成することができる。共通電極連結ライン５１１ｃ及び画素電極連結ライン５１９ｃもそれぞれ共通電極５１１ａ、５１１ｂ及び画素電極５１９ａ、５１９ｂと同一層上に同一物質から形成されることができる。また、前記共通電極５１１ａ、５１１ｂ及び画素電極５１９ａ、５１９ｂは、単純な円状だけでなく、曲率を有する形状の構造を全て含む。
【００４４】
前述したように構成された第２実施形態を第１実施形態と比較すると、第１実施形態のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子の電極構造は、画素電極連結ライン３１９ｃと共通電極連結ライン３１１ｃが画素電極３１９ａ、３１９ｂと共通電極３１１ａ、３１１ｂに電圧を印加する単純連結構造であったことに対して、本発明の第２実施形態による電極構造は、第２画素電極５１９ｂと画素電極連結ライン５１９ｃが鋭角をなして交差する領域と、第２共通電極５１１ｂが共通電極連結ライン５１１ｃが鋭角をなして交差する領域に第１補償電極５２５ａまたは第２補償電極５２５ｂを追加に形成することで、横電界の歪曲による液晶分子の不均一の配向を防止することによって、回位現象を発生を防止する。
【００４５】
第１及び第２補償電極５２５a、５２５ｂの配置によって各領域(Ｉ、II、III、IV)内の第１及び第２画素電極５１９ａ、５１９ｂと第１及び第２共通電極５１１ａ、５１１ｂ間の液晶分子５０２は、電極に垂直である電界方向に沿って放射状に配列され、各領域間の配向方向が対称に形成されることで、特に、方位角±４５゜の視野角方向から対角方向の色変換を補償し、視野角特性を向上させるため、回位現象を防止し、光効率を向上させる。
【００４６】
図９Ｂは、図９Ａと同一の条件で、本発明の第２実施形態による画素内の電極に８ボルトの電圧最大値を印加するときに現れるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子の輝度イメージである。図９Ａと比較すると、本発明によって回位領域がなくなり、全体的に輝度が向上することが分かる。
【００４７】
結果的に、第２実施形態によって補償電極の追加する場合、液晶表示素子の輝度が向上すると共に、液晶分子配向の制御領域が拡大されるため、応答速度が速くなり、残像が現れず、よって、画質が向上する。
【００４８】
本発明によって、円状の画素電極と共通電極を配置し、その連結ラインに沿って補償電極を形成するインプレーンスイッチング方式液晶表示素子の特定の構造が図示されている。しかしながら、この構造は、本発明に対する説明の便宜のためのもので、本発明の権利を限定するものではない。本発明の基本的な概念は、基板上に横電界を発生させる第１電極及び第２電極を曲率を有する構造に形成し、前記第１電極及び第２電極のうち少なくとも１つの電極と一緒に前記横電界と同一方向の横電界を発生させる第３電極を形成することである。従って、このような基本的な概念を含む他の構造やこれの変形例が本発明の権利範囲に含まれるべきである。言い換えると、本発明の権利の範囲は、前述した詳細な説明により決定されることでなく、添付の特許請求範囲により決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を示す平面図である。
【図２】図１のサブ画素領域の拡大図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態による液晶表示素子の他の構造を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態による液晶表示素子の他の構造を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を示す平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ’線の断面図である。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態による液晶表示素子の他の構造を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の第２実施形態による液晶表示素子の他の構造を示す図である。
【図８】図５のＤ−Ｄ’線の断面図である。
【図９Ａ】本発明の第１実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子において、８ボルトの電圧印加時の回位領域を示すイメージである。
【図９Ｂ】本発明の第２実施形態によるインプレーンスイッチング方式液晶表示素子において、８ボルトの電圧印加時の輝度を示すイメージである。
【図１０】一般のインプレーンスイッチング方式液晶表示素子を示すの平面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’線の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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