(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する下部基板及び上部基板と、
前記下部基板上に第１のインジュウム・酸化錫（ＩＴＯ）からなるボックス形態に形成されるカウンタ電極と、
前記カウンタ電極上に絶縁膜を介在して形成され、第２のＩＴＯからなり、１つのサブ画素内に鉤形状で形成され、あるいはサブ画素別に／形状と＼形状が交互に形成されることによって、前記カウンタ電極と協同してフリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ）モード構造を形成する画素電極と、
前記下部基板及び前記上部基板の外側にそれぞれ取り付けられた下部偏光板及び上部偏光板と、
前記絶縁膜上に形成されるデータバスラインと、
前記データバスラインと直交に形成されるゲートバスラインと、
前記上部基板にデータバスライン及びゲートバスラインを覆うように形成されるブラックマトリクスと、を有する液晶表示装置であって、
前記下部基板のラビング方向は、前記データバスラインと前記画素電極または前記カウンタ電極との間に形成されるノイズフィールドの方向と一致する前記ゲートバスライン方向であり、
前記上部基板のブラックマトリクスの幅は、前記データバスライン上で前記データバスラインを介して形成される前記カウンタ電極間の距離より小さいか、同一であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
互いに対向する下部基板及び上部基板と、
前記下部基板上に第１のインジュウム・酸化錫（ＩＴＯ）からなるボックス形態に形成されるカウンタ電極と、
前記カウンタ電極上に絶縁膜を介在して形成され、第２のＩＴＯからなり、１つのサブ画素内に鉤形状で形成され、あるいはサブ画素別に／形状と＼形状が交互に形成されることによって、前記カウンタ電極と協同してフリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ）モード構造を形成する画素電極と、
前記下部基板及び前記上部基板の外側にそれぞれ取り付けられた下部偏光板及び上部偏光板と、
前記絶縁膜上に形成されるデータバスラインと、
前記データバスラインと直交に形成されるゲートバスラインと、
前記上部基板にデータバスライン及びゲートバスラインを覆うように形成されるブラックマトリクスと、を有する液晶表示装置であって、
前記下部基板のラビング方向は、前記ゲートバスラインと前記画素電極または前記カウンタ電極との間に形成されるノイズフィールドの方向と一致する前記ゲートバスラインと直交する方向であり、
前記上部基板のブラックマトリクスの幅は、前記ゲートバスライン上で前記ゲートバスラインを介して形成される前記カウンタ電極間の距離より小さいか、同一であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記上部基板のラビング方向は、前記下部基板のラビング方向に対して非平行又は平行のいずれか一方の方向であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記下部偏光板の偏光軸は、前記下部基板のラビング方向と一致することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記上部偏光板の偏光軸は、前記下部基板のラビング方向と直交していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、より詳細には、広視野角技術を用いて所望の特定部分のブラックマトリクスを小さくするか、そのブラックマトリクスを除去して、開口率を向上させた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、従来の液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが最も多く応用されているが、これは、視野角が狭いということが最大の欠点であるといわれている。視野角の向上のため、フリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ：Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置が出願されている。また、シングルドメインによる視野角別色ずれを防止するため、鉤構造の改善されたＦＦＳモード液晶表示装置が出願されている。
【０００３】
しかし、既出願された従来の構造では、画素電極とカウンタ電極に０Ｖに相当するオフ電圧が印加されても、他の画素をオンとするため、データバスラインには連続的に特定信号が印加される。したがって、データバスラインと画素電極との間、あるいはデータバスラインとカウンタ電極との間にノイズフィールド（Ｎｏｉｓｅ  Ｆｉｅｌｄ）が形成され、これにより、液晶分子が偏光軸から離隔し、この部分で光が漏洩される。この漏洩された光を遮断するために、上部基板に広い領域のブラックマトリクス（ＢＭ：Ｂｌａｃｋ  Ｍａｔｒｉｘ）パターニングを行われなければならないし、これにより、パネルで開口率の減少を誘発する結果を招く。
【０００４】
また、上部・下部基板のアセンブリマージンを考慮してブラックマトリクスを設計するので、それにより開口率は減少し、高輝度の実現に悪影響を及ぼす。図１、図２及び図３は、従来構造の問題点を説明するための図である。
【０００５】
図１は、従来のＦＦＳモードの画素構造を示す図である。図２は、ノイズフィールドと特定角をなす液晶分子を示す図であり、図３は、液晶分子と偏光板の関係を示す図である。
【０００６】
図１、図２及び図３を参照すると、最大の透過率を得るため、陰の液晶の場合、ゲートバスライン２に対して±１２゜でラビングし、陽の液晶の場合、ゲートバスライン２に対して±７８゜でラビングし、初期の液晶分子３は、ラビング方向Ａと一致することになる。
【０００７】
この際、データバスライン４と画素電極６の間、あるいはデータバスライン４とカウンタ電極８の間にノイズフィールド１０が形成される。
【０００８】
図２は、ノイズフィールド１０と特定角をなす液晶分子３のノイズフィールド１０に対する作用を説明するためのもので、陰の液晶の場合、液晶分子３の長軸がノイズフィールド１０に直交して配列され、陽の液晶の場合、液晶分子３の長軸がノイズフィールド１０と平行に配列される。結果的に、図３に示すように、その液晶分子３は、偏光板の偏光軸から特定角度だけ離隔し、これは、データライン４の近くでオフ（ＯＦＦ）時に漏洩光として作用することになる。
【０００９】
図４は、従来の液晶ディスプレイ構造の断面図を示すものである。前記で説明したように、データバスライン４と画素電極６の間、あるいはデータバスライン４とカウンタ電極８の間のノイズフィールド１０により、液晶分子３が偏光板１２の偏光軸から離隔することになる。これにより、データバスライン４の近くで発生する漏洩光を防ぐため、上部基板のデータバスライン４上には２７μｍ程度の広い幅のブラックマトリクス２２層を設けなければならない。
【００１０】
また、ゲートバスライン２上には、５００μｍ程度のブラックマトリクス２２領域を設けなければならない。これは、開口率を減少させ、結果的にパネルの輝度を低下させるという短所を有する。同様に、従来のインプレーン・スイッチング（ＩＰＳ：Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードも前述したような問題点を有している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
特に、本発明は、標準ブラック（Ｎｏｒｍａｌｌｙ  Ｂｌａｃｋ）モードであるＩＰＳやＦＦＳモードでノイズフィールド方向と陽の液晶のラビング方向とが一致すると、液晶分子の長軸がノイズフィールド方向と正確に一致することで、液晶分子が、ノイズフィールドが作用しても、偏光板の偏光軸から離隔せず、常にダーク（Ｄａｒｋ）状態を維持することを特徴とする。したがって、本発明は、この部分の光漏洩を遮断するために、広い領域のブラックマトリクス層を設ける必要がなく、この部分のブラックマトリクスを除去するか、ブラックマトリクスの幅を狭く形成して、相対的に開口率が増加し、高輝度を実現できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部基板及び上部基板と、前記下部基板上に第１のインジュウム・酸化錫（ＩＴＯ）からなるボックス形態に形成されるカウンタ電極と、前記カウンタ電極上に絶縁膜を介在して形成され、第２のＩＴＯからなり、１つのサブ画素内に鉤形状で形成され、あるいはサブ画素別に／形状と＼形状が交互に形成されることによって、前記カウンタ電極と協同してフリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ）モード構造を形成する画素電極と、前記下部基板及び前記上部基板の外側にそれぞれ取り付けられた下部偏光板及び上部偏光板と、前記絶縁膜上に形成されるデータバスラインと、前記データバスラインと直交に形成されるゲートバスラインと、前記上部基板にデータバスライン及びゲートバスラインを覆うように形成されるブラックマトリクスと、を有する液晶表示装置であって、
前記下部基板のラビング方向は、前記データバスラインと前記画素電極または前記カウンタ電極との間に形成されるノイズフィールドの方向と一致する前記ゲートバスライン方向であり、前記上部基板のブラックマトリクスの幅は、前記データバスライン上で前記データバスラインを介して形成される前記カウンタ電極間の距離より小さいか、同一であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る他の液晶表示装置は、互いに対向する下部基板及び上部基板と、
前記下部基板上に第１のインジュウム・酸化錫（ＩＴＯ）からなるボックス形態に形成されるカウンタ電極と、  前記カウンタ電極上に絶縁膜を介在して形成され、第２のＩＴＯからなり、１つのサブ画素内に鉤形状で形成され、あるいはサブ画素別に／形状と＼形状が交互に形成されることによって、前記カウンタ電極と協同してフリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ）モード構造を形成する画素電極と、前記下部基板及び前記上部基板の外側にそれぞれ取り付けられた下部偏光板及び上部偏光板と、前記絶縁膜上に形成されるデータバスラインと、前記データバスラインと直交に形成されるゲートバスラインと、前記上部基板にデータバスライン及びゲートバスラインを覆うように形成されるブラックマトリクスと、を有する液晶表示装置であって、
前記下部基板のラビング方向は、前記ゲートバスラインと前記画素電極または前記カウンタ電極との間に形成されるノイズフィールドの方向と一致する前記ゲートバスラインと直交する方向であり、前記上部基板のブラックマトリクスの幅は、前記ゲートバスライン上で前記ゲートバスラインを介して形成される前記カウンタ電極間の距離より小さいか、同一であることを特徴する。
【００１９】
また、上部基板のラビング方向は、下部基板のラビング方向に対して非平行又は平行のいずれか一方の方向であり、さらに、下部偏光板の偏光軸は、下部基板のラビング方向と一致することが好ましい。また、上部偏光板の偏光軸は、下部基板のラビング方向と直交して形成されることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図５、図６、図７は、本発明の一実施例に係る液晶ディスプレイの構造を示す図であり、図８は、本発明の一実施例に係る液晶ディスプレイを示す側断面図である。
【００２１】
これらの図を参照すると、参照符号３は液晶分子、４はデータバスライン、６’は画素電極、８’はカウンタ電極、１２は下部偏光板、１４は下部基板、１６は絶縁膜、１８及び１８’は配向膜、２０はオーバコート（Ｏ／Ｃ）、２２’はブラックマトリクス（ＢＭ）、２４は上部基板、２６は裏面ＩＴＯ、２８は上部偏光板を各々示す。
【００２２】
本発明の構成において、基本的に第１のＩＴＯからなるボックス形態のカウンタ電極８’、ゲートバスライン２、カウンタ電極バスライン７、データバスライン４、及びＴＦＴは、従来と同様に構成される。しかし、液晶分子３の屈折率を補償して色ずれの問題を解決するために、第２のＩＴＯからなる画素電極６’を用いて１つのサブ画素内で鉤形状のパターンを形成するか、１つの画素内でサブ画素別に／形状と＼形状を交互に形成する。
【００２３】
この場合、下部基板１４のラビングは、ゲートバスライン２と平行するか又は直交である２つの方法で実現でき、また上部基板２４のラビングは、下部基板１４のラビング方向に対して非平行に、あるいは平行にラビングする。下部基板１４の外側に取り付けられた下部偏光板１２の偏光軸は、下部基板１４のラビング方向と一致させ、上部基板２４の外側に取り付けられた上部偏光板２８の吸収軸は、下部基板１４のラビング方向と直交になるように取り付けることによって、電圧の無印加時にダーク状態となる標準ブラックモードを形成する。
【００２４】
一般に、ノイズフィールド１０は、データバスライン４と画素電極６’またはカウンタ電極８’との間、また、ゲートバスライン２と画素電極６’またはカウンタ電極８’との間に形成される。ラビングをゲートバスライン２と平行にする場合、ラビング方向は、データバスライン４と画素電極６’またはカウンタ電極８’との間に作用するノイズフィールド１０の方向と一致する。
【００２５】
また、ゲートバスライン２に対して直交してラビングする場合、ラビング方向は、ゲートバスライン２と画素電極６’またはカウンタ電極８’との間に作用するノイズフィールド１０の方向と一致する。結果的に、陽の液晶を使用する場合、液晶分子３の長軸は、ラビングした方向に配列される。この場合、電場により発生する液晶分子３の自己偏極は、液晶分子３の長軸の終端に形成されるので、ノイズフィールド１０が作用しても、ラビング方向とノイズフィールド１０の方向が一致する場合に、液晶分子３は、ノイズフィールド１０の影響を受けない。
【００２６】
したがって、下部偏光板１２の偏光軸と液晶分子３の長軸が離隔しないので、従来技術のように、広い領域のブラックマトリクス（図４の２２）を設ける必要がない。したがって、陽の液晶においてラビング方向とノイズフィールド１０の方向が一致する領域では、上部基板のブラックマトリクス２２’を、アセンブリマージンを考慮してデータバスライン４上に、又はゲートバスライン２上に略４μｍ程度に狭く形成するか、ホワイト時に色ずれのおそれがなければ、特定部位のブラックマトリクス２２’を省略することもできる。
【００２７】
同様に、カウンタ電極８’と画素電極６’を不透明金属で形成し、カウンタ電極８’と画素電極６’をそれぞれパターニングして、１つのサブ画素内に鉤形状を形成するか、サブ画素別に／形状と＼形状を交互に形成したＩＰＳモード構造を有する場合も上記と同様である。
【００２８】
例えば、図５から明らかなように、本構造では、第２のＩＴＯからなる画素電極６’をパターニングして、スリットのパターニングされた角を、前記ゲートバスライン２に対して±４５゜以下、より正確には±１２゜となるようにパターニングする。
【００２９】
本構造は、陽の液晶を使用する場合で、ラビング方向は、ゲートバスライン２に対して平行にラビングする。この場合、サブ画素で画素電極６’とカウンタ電極８’の間には０Ｖでオフ時にも前記データバスライン４と画素電極６’との間、あるいはデータバスライン４とカウンタ電極８’との間にノイズフィールド１０が作用することになる。
【００３０】
図６は、ノイズフィールド１０が作用するデータバスライン４部分の詳細拡大図で、陽の液晶のラビング方向とノイズフィールド１０の方向とが一致することが分かる。
【００３１】
図７から明らかなように、この場合、液晶分子３の長軸は、ノイズフィールド１０が作用しても、下部偏光板１２の偏光軸から離隔しないことになり、結果的に標準ブラック構造で漏洩光が発生しない。
【００３２】
したがって、図８のように、上部基板のブラックマトリクス２２’の幅を、データバスライン４を介して形成されるカウンタ電極８’とカウンタ電極８’間の距離より小さいか同一に、すなわち２１μｍより小さいか同一に、より好ましくは４μｍ程度に低減することができる。この場合、上・下基板のアセンブリ時に誤整列（ｍｉｓａｌｉｇｎ）が生ずるとしても、開口率の減少にほとんど影響を与えない。
【００３３】
一方、図９は、本発明の他の実施例に係る液晶表示装置を示す側断面図である。図９に示すように、ホワイト時に色ずれのおそれがなければ、上板のブラックマトリクス（図４の２２または図８の２２’）をデータバスライン４の上部で完全に除去することも可能である。この構造では、Ｒ．Ｇ．Ｂレジン３０を重畳して相対的に透過率を減少させて、ブラックマトリクスの機能に代わることができる。この場合、上・下基板のアセンブリ時に誤整列による開口率の減少が生じない。
【００３４】
本発明の他の実施例では、上述したデータバスライン４上だけでなく、ゲートバスライン２上のブラックマトリクス層も、幅を減らしたり除去できる。この場合、アレイ構造は、既に説明した構造と同様で、第２のＩＴＯからなる画素電極６’をパターニングして、１つのサブ画素内で鉤形状のパターンを形成するか、１つの画素内でサブ画素別に／形状と＼形状を交互に形成する。
【００３５】
下部基板の１４のラビングは、ゲートバスライン２に対して直交してラビングし、上部基板２４のラビングは、下部基板１４のラビング方向に対して非平行に、又は平行にラビングする。
【００３６】
下部基板１４の外側に取り付けられた下部偏光板１２の偏光軸は、下部基板１４のラビング方向と一致させ、上部基板２４の外側に取り付けられた上部偏光板２８の吸収軸は、下部基板１４のラビング方向と直交するように取り付けることによって、電圧の無印加時にダーク状態となる標準ブラックモードを形成する。この場合、ノイズフィールド１０は、ゲートバスライン２と画素電極６’またはカウンタ電極８’との間に作用する。
【００３７】
しかし、ラビング方向とノイズフィールド１０の方向が一致すると、結果的に陽の液晶を使用する場合、液晶分子３の長軸がラビングした方向に配列され、この場合、電場により発生する液晶分子３の自己偏極は、液晶分子３の長軸の終端に形成され、ノイズフィールド１０が作用しても、ラビング方向とノイズフィールド１０の方向が一致する場合、液晶分子３は、ノイズフィールド１０の影響を受けない。
【００３８】
したがって、下部偏光板１２の偏光軸と液晶分子３の長軸が離隔しないので、従来技術のように広い領域のブラックマトリクス層を設ける必要がない。したがって、ゲートバスライン２上にブラックマトリクスの幅を狭く、略ゲートバスライン２の幅より小さいか同一に、すなわち３０μｍより小さいか同一に、好ましくは４μｍ程度に形成するか、又はホワイト時に色ずれのおそれがなければ、特定部位のブラックマトリクスを省略してもよい。
【００３９】
前記構造では、Ｒ．Ｇ．Ｂレジン３０を重畳して相対的に透過率を減少させて、ブラックマトリクスの機能に代わることができる。しかし、ゲートバスライン２は、ノイズフィールド１０の方向とラビング方向が一致しない領域が存在するから、この部分に対するブラックマトリクス設計は考慮されるべきである。
【００４０】
同様に、カウンタ電極８’と画素電極６’を不透明金属で形成し、カウンタ電極８’と画素電極６’をそれぞれパターニングして、１つのサブ画素内に鉤形状を形成するか、サブ画素別に／形状と＼形状を交互に形成したＩＰＳモード構造を有する場合も、前記と同様である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る開口率が向上した液晶表示装置は、開口率を向上させたもので、特に、下部基板に画素電極とカウンタ電極を位置させ、平行電場を用いたＩＰＳモードやＦＦＳモードで開口率の向上により、パネル輝度を増加させることによって、液晶ＴＶなど高輝度特性が要求される製品に非常に有利に適用されることができる。
【００４２】
尚、本発明の実施例に係る開口率が向上した液晶表示装置は、前記実施例に限定されるものではなく、その技術的要旨から逸脱しない範囲内でいろいろと変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＦＦＳモードの画素構造を示す図である。
【図２】ノイズフィールドと特定角をなす液晶分子を示す図である。
【図３】液晶分子と偏光板の関係を示す図である。
【図４】従来の液晶ディスプレイ構造の断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る液晶ディスプレイの構造を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る液晶ディスプレイの構造を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係る液晶ディスプレイの構造を示す図である。
【図８】本発明の一実施例に係る液晶ディスプレイを示す側断面図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る液晶表示装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
２  ゲートバスライン
３  液晶分子
４  データバスライン
６’  画素電極
８’  カウンタ電極
１０  ノイズフィールド
１２  下部偏光板
１４  下部基板
１６  絶縁膜
１８、１８’  配向膜
２０  オーバコート
２２、２２’  ブラックマトリクス
２４  上部基板
２６  裏面ＩＴＯ
２８  上部偏光板
【図１】
0003793891.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003793891.tif 000009
【図９】
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