JP5427992B2 - 画像表示システム - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイパネルを含む画像表示システムに関し、特に、上部および下部透明電極構造に対して設計改良をした液晶ディスプレイパネルに関するものである。

液晶ディスプレイは、現在では各種の製品のディスプレイ素子に大量に用いられている。インプレインスイッチング（ＩＰＳ）液晶ディスプレイとフリンジフィールドスイッチング（ＦＦＳ）液晶ディスプレイは、インプレインスイッチングモードの広視野角技術に属する液晶ディスプレイである。また、ＦＦＳ液晶ディスプレイは、ＩＰＳ液晶ディスプレイ内の電極を更に改良して透光率を高めている。しかし、これらのタイプの液晶ディスプレイは、視野角の問題を改善し、透過率を増加させることができるが、サブピクセル間の領域では、漏光の問題が生じる。

図１は、従来のＩＰＳまたはＦＦＳ液晶ディスプレイパネルの構造の断面図を表している。アレイ基板１０上は、複数のデータライン２４を有し、データライン２４上に絶縁層２２が形成される。次に下部透明電極２０を絶縁層２２上に形成し、続いて下部透明電極２０上に絶縁層１８を形成し、上部透明電極１６が絶縁層１８上に設置される。カラーフィルター基板１２とアレイ基板１０は対向して設置され、その間に液晶層が設置されて液晶ディスプレイパネルが完成する。

従来のＩＰＳまたはＦＦＳ液晶ディスプレイパネルでは、その上部透明電極１６の構造の平面図が図２のように表されている。上部サブピクセルＡは、２つのデータラインＤＬ１、ＤＬ２と２つのスキャンラインＳＬ１、ＳＬ２により定義され、下部サブピクセルＢは、２つのデータラインＤＬ１、ＤＬ２と２つのスキャンラインＳＬ２、ＳＬ３により定義される。サブピクセルＡ、Ｂ内の上部透明電極１６は、それぞれ独立しており、その形状は、データラインと平行した複数のライン状物であり、上下部は、それぞれデータラインと接続した垂直のライン状物より構成され、その全外フレームは、四辺形である。下部透明電極２０は、２つのサブピクセルＡ、Ｂ内では、連続的なものである。

異なる電圧を上部および下部サブピクセルＡ、Ｂの上部透明電極１６にそれぞれ供給して、上部サブピクセルＡが暗状態、下部サブピクセルＢが明状態になった時、上および下部サブピクセルＡ、Ｂ間で、サブピクセルＢの角領域Ｂ１、Ｂ２に位置する液晶が上部透明電極１６の湾曲部と下部透明電極２０間の電場効果の影響を受けて反転を発生するため、漏光現象を起こし、表示品質を悪くする。図３を参照下さい。図２の点線Ｂ’−Ｂ”に沿ったサブピクセルＢにある各相対位置対透過率の図である。図より分かるように、サブピクセルＢに近い角領域Ｂ１、Ｂ２で、上部透明電極１６とデータラインＤＬ１、ＤＬ２間に位置する領域は、比較的高い透過率を有し、漏光が生じることを表している。

続いて図４を参照下さい。従来のＩＰＳまたはＦＦＳ液晶ディスプレイパネル内にある下部透明電極２０の構造の平面図である。同じように、左のサブピクセルＣは、２つのデータラインＤＬ１、ＤＬ２と２つのスキャンラインＳＬ１、ＳＬ２により定義され、右のサブピクセルＤは、２つのデータラインＤＬ２、ＤＬ３と２つのスキャンラインＳＬ１、ＳＬ２により定義される。左、右のサブピクセルＣ、Ｄ内の下部透明電極２０は、それぞれ独立している。

正周期（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｐｅｒｉｏｄ）の駆動電圧を供給して、左、右のサブピクセルＣ、Ｄが暗状態になった時、データラインＤＬ２の電圧が正電圧であることから、左、右のサブピクセルＣ、Ｄにある中間領域Ｃ１の液晶が反転を発生し、よって、漏光現象を起こす。図５を参照下さい。図４の点線Ｃ’−Ｄ’に沿った、左、右のサブピクセルＣ、Ｄにある各相対位置対透過率の図である。図より分かるように、左、右のサブピクセルＣ、Ｄの下部透明電極２０の間にある領域Ｃ１は、比較的高い透過率を有し、漏光が生じることを表している。

よって、業界は、サブピクセル間の漏光現象を克服して、より好ましい表示品質を達成できる液晶ディスプレイパネルを必要としている。

本発明の目的は、上および下部透明電極構造の設計改良を用いて、液晶ディスプレイパネルが各サブピクセル間で、漏光現象を起こさず、コントラストを増加させることである。

上述の目的を達成するために、本発明は、液晶ディスプレイパネルを含む画像表示システムを含む。画像表示システムは、２つの垂直方向に沿って延伸したデータラインと２つの水平方向に沿って延伸したスキャンラインの間に設置された複数のサブピクセルを有する液晶ディスプレイパネルを含み、前記液晶ディスプレイパネルは、カラーフィルター基板と対向して設置され、データラインとスキャンラインをその上に有するアレイ基板、データラインの上方に設置された下部透明電極、下部透明電極の上方に設置された上部透明電極と、カラーフィルター基板とアレイ基板の間に設置された液晶層を含み、上透明電極は、サブピクセルの角に延伸部分を有し、前記延伸部分は、水平方向に沿ってデータラインの少なくとも一部と重複するまで延伸する。

また、本発明は、液晶ディスプレイパネルを含む画像表示システムを含む。画像表示システムは、２つの垂直方向に沿って延伸したデータラインと２つの水平方向に沿って延伸したスキャンラインの間に設置された複数のサブピクセルを有する液晶ディスプレイパネルを含み、前記液晶ディスプレイパネルは、カラーフィルター基板と対向して設置され、データラインとスキャンラインをその上に有するアレイ基板、データラインとアレイ基板の間に設置され、遮光域となる複数の分け隔てた部分を含む第１金属層、データラインの上方に設置された下部透明電極、下部透明電極の上方に設置された上部透明電極と、カラーフィルター基板とアレイ基板の間に設置された液晶層を含み、下部透明電極は、左、右サブピクセルの間に接続部分を有し、前記接続部分は、第１金属層が接続していない領域を遮蔽する。

本発明の画像表示システムによれば、上部透明電極がサブピクセルの角領域に延伸部分を有し、延伸部分が水平方向に沿ってデータラインの一部と重複するまで延伸することから、液晶が電場効果を受けて反転を発生する領域がデータラインで遮蔽され、ディスプレイのコントラストを増加させることができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図６を参照下さい。本発明の実施例の液晶ディスプレイパネルの上部透明電極の構造の平面図であり、図では、上部および下部サブピクセルＥ、Ｆを表している。上部サブピクセルＥは、２つの垂直方向に沿って延伸したデータラインＤＬ１０、ＤＬ２０と２つの水平方向に沿って延伸したスキャンラインＳＬ１０、ＳＬ２０により定義され、下部サブピクセルＦは、２つのデータラインＤＬ１０、ＤＬ２０と２つのスキャンラインＳＬ２０、ＳＬ３０により定義される。サブピクセルＥ、Ｆ内にある上部透明電極１６０は、それぞれ独立しており、複数のデータラインに平行した間隙１６１を含む。図６の上部透明電極１６０には、２つの間隙を含んでいるが、当業者には周知のように、上部透明電極１６０は、１つ、または２つ以上の間隙を含むこともでき、且つその間隙の大きさと間隙間の間隔は調整することができる。上部透明電極の材料は、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）である。

本発明の特徴は、上部透明電極１６０のサブピクセルの４つの角にそれぞれ延伸部分１６０’を有することにある。延伸部分１６０’は、水平方向に沿ってデータラインＤＬ１０、ＤＬ２０の少なくとも一部と重複するまで延伸する。延伸部分１６０’の形状は、長方形またはその他の形状であることができ、その幅（すなわち短辺）は、上部透明電極１６０の端からデータラインの間の間隙ｄよりやや長く、その長さ（すなわち長辺）ｂは、上部透明電極１６０のデータラインに垂直のライン状物の幅ｅとほぼ等しい。本発明の実施例では、データラインＤＬ１０、ＤＬ２０の幅は、約６μｍであり、データラインと上部透明電極の端の間の間隙ｄは、約２μｍより狭く、上部透明電極１６０の延伸部分１６０’の幅ａは、約２μｍであり、長さｂは、約３.５μｍである。

２つのサブピクセルＥ、Ｆ内の透明電極２００は、上部および下部サブピクセルのライン状物（図４）に接続することができ、その幅はサブピクセルの幅にほぼ等しく、その他の設計からなることもできる。また、データラインと下部透明電極の間は、図１の絶縁層２２と同じである第１絶縁層を有する。データラインは下部透明電極の下方に位置する。上部透明電極と下部透明電極の間は、図１の絶縁層１８と同じである第２絶縁層を有する。下部透明電極は、上部透明電極の下方に位置する。これらの絶縁層の材料は、例えば窒化ケイ素であり、その厚さは約２０００Åである。

本発明の実施例では、液晶ディスプレイパネルが駆動された時、例えばその駆動条件が上部サブピクセルＥの上部透明電極１６０の駆動電圧が０.３Ｖ、下部サブピクセルＦの上部透明電極１６０の駆動電圧が４.５Ｖ、下部透明電極２００の駆動電圧が０Ｖ、且つデータラインＤＬ１０の駆動電圧が０Ｖ、データラインＤＬ２０の駆動電圧が５Ｖである時、上部サブピクセルＥを暗状態、下部サブピクセルＦを明状態にすることができる。この時、上部透明電極１６０がサブピクセルの角領域に延伸部分１６０’を有し、それが水平方向に沿ってデータラインの一部と重複するまで延伸することから、液晶が電場効果を受けて反転を発生する領域がデータラインで遮蔽される。

図７を参照下さい。図６の点線Ｆ’−Ｆ”に沿ったサブピクセルＦ内の各相対位置対透過率の図である。図より分かるように、本発明の上部透明電極１６０は、延伸部分１６０’を有することから、サブピクセルＦに近い角で、液晶が反転を発生する領域（即ち透過率が比較的高い領域）がデータラインが所在する範囲内に移る。データラインが通常、金属材料からなることから、遮光効果を有し、且つ液晶ディスプレイの構造では、データラインが上部透明電極の下方に位置するため、データラインはバックライトからの光線を遮ることができる。よって、本発明の液晶ディスプレイでは、上部および下部サブピクセル間の液晶の反転により発生する漏光が遮蔽され、ディスプレイのコントラストを増加させることができる。

図８は、本発明の実施例の液晶ディスプレイパネルの下部透明電極構造の平面図であり、図では、左、右サブピクセルＧ、Ｈを表している。左サブピクセルＧは、２つの垂直方向に沿って延伸したデータラインＤＬ１０、ＤＬ２０と、２つの水平方向に沿って延伸したスキャンラインＳＬ１０、ＳＬ２０により定義され、右のサブピクセルＨは、２つのデータラインＤＬ２０、ＤＬ３０と２つのスキャンラインＳＬ１０、ＳＬ２０により定義される。

通常、液晶ディスプレイパネルの構造では、データラインの下方に第１金属層２６０を有する。ある領域では、第１金属層は、ゲートラインとなり、その上に電圧が印加される。その他の領域では、第１金属層は、遮光用となり、その上に電圧が印加されない（即ち電圧が浮遊電圧である）。その他のいくつかの領域の第１金属層は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）が印加され、下部透明電極に接続される。パネルが駆動している時、異なる領域の第１金属層は、異なる電圧を有するため、第１金属層は、複数の分け隔てた部分を含まなくてはならない。その中のある部分は、遮光域となるが第１金属層の接続していない領域は、漏光現象を遮ることができない。

本発明のもう１つの特徴は、下部透明電極２００で、左、右サブピクセルＧ、Ｈ間に接続部分２００’を有することである。前記接続部分は、第１金属層の接続していない領域を遮蔽し、その長さ（即ち長辺）ｃは、サブピクセルの長さの約３分の１より小さい。本発明の実施例では、下部透明電極２００の接続部分２００’の長さｃは、約６μｍであり、その幅は約４μｍである。下部透明電極の材料は、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）である。

本実施例に適合された上部透明電極は、図６に示すようなサブピクセルの４つの角に延伸した部分をそれぞれ有し、且つ延伸部分が水平方向に沿ってデータラインの少なくとも一部と重複するまで延伸することができる。または、上部透明電極は図２に表されるような形状であることもできる。

本発明の実施例では、液晶ディスプレイパネルが駆動された時、例えばその駆動回路の波形の周期が正周期で、駆動条件が左、右サブピクセルＧ、Ｈの上部透明電極１６０の駆動電圧が０.３Ｖ、左、右サブピクセルＧ、Ｈの下部透明電極２００の駆動電圧が０Ｖ、且つデータラインＤＬ２０の駆動電圧が５Ｖである時、左、右サブピクセルＧ、Ｈをそれぞれ暗状態にすることができる。この時、データラインＤＬ２０の駆動電圧が５Ｖに保持されていることから、左、右サブピクセルＧ、Ｈ間の領域の液晶は、電場の作用を受けて反転を発生するため、漏光現象を発生する。いくつかの部分の漏光領域は、第１金属層２６０によって遮られることができるが、第１金属層で接続していない領域は漏光を遮ることができない。本発明は、下部透明電極２００の左、右サブピクセルＧ間にある接続部分２００’によって、接続部分の領域の液晶に反転を発生させないため、左、右サブピクセル間の領域で漏光現象が発生しない。

図９を参照下さい。図８の点線Ｇ’−Ｈ’に沿った左、右サブピクセルＧ、Ｈ内の各相対位置対透過率の図である。図より分かるように、左、右サブピクセルＧ、Ｈ間の下部透明電極２００にある接続部分２００’の領域は、より高い透過率でもなく、漏光が発生していないことを表す。

また、下部透明電極２００の左、右サブピクセル間にある接続部分２００’の構造の設計が下部透明電極２００を網状構造にすることから、前記網状構造の下部透明電極の利点は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）の抵抗を低下することができる。

上述の上部および下部透明電極構造の改良方式は、本発明の液晶ディスプレイパネルを従来の液晶ディスプレイパネルに比べると、上下部サブピクセルまたは左右サブピクセル間にある漏光現象を低下させ、より高いコントラストを達成することができる。

液晶ディスプレイの製造を完成させるために、当業者は従来の方式に基づいて、一対の上下部偏光板を上述の液晶ディスプレイパネルに挟んで設置し、バックライト装置を下部偏光板の下に設置することができる。本発明の実施例では、液晶の配向方向とデータラインの方向（垂直方向）の夾角は、約７度であることができる。即ち、配向角度が垂直方向の７度、偏向する。下部偏光板の吸収軸方向と配向方向は一致し、且つ上部偏光板の吸収軸方向は、下部偏光板の吸収軸方向に垂直し、液晶ディスプレイパネルをノーマリーブラック（ｎｏｒｍａｌｌｙ−ｂｌａｃｋ）形態のパネルにする。

上述の実施方式は、ＩＰＳまたはＦＦＳ型液晶ディスプレイを例に説明を行っているが、本発明を限定するものではなく、逆に、本発明はその他の種類の液晶ディスプレイ内に用いることもできる。

続いて図１０を参照下さい。本発明の液晶ディスプレイパネルを含む画像表示システムの配置概略図であり、液晶ディスプレイ４００を含む。前記液晶ディスプレイは、本発明で述べた液晶ディスプレイパネル３００と、前記液晶ディスプレイパネル３００を挟んで設置された一対の上下部偏光板、下部偏光板の下に設置されたバックライト装置を有する。前記液晶ディスプレイ４００は、電子装置の一部であることができる。一般的には、画像表示システム６００は、液晶ディスプレイ４００と入力ユニット５００を含む。入力ユニットと液晶ディスプレイ４００は、接続され、信号を液晶ディスプレイに伝送し、液晶ディスプレイに画像を表示させる。画像表示システム６００は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、テレビ、カーディスプレイ、またはポータブルＤＶＤプレーヤーであることができる。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

従来の液晶ディスプレイパネルの構造断面図を表している。 従来の液晶ディスプレイパネルの上部透明電極の構造を表す平面図である。 図２の点線Ｂ’−Ｂ”に沿ったサブピクセル内の各相対位置対透過率の図である。 従来の液晶ディスプレイの下部透明電極の構造を表す平面図である。 図４の点線Ｃ’−Ｄ’に沿ったサブピクセル内の各相対位置対透過率の図である。 本発明の実施例の液晶ディスプレイパネルの上部透明電極の構造を表す平面図である。 図６の点線Ｆ’−Ｆ”に沿ったサブピクセル内の各相対位置対透過率の図である。 本発明の実施例の液晶ディスプレイパネルの下部透明電極の構造を表す平面図である。 図８の点線Ｇ’−Ｈ’に沿ったサブピクセル内の各相対位置対透過率の図である。 本発明の実施例の液晶ディスプレイパネルを含む画像表示システムの配置概略図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ サブピクセル
Ｂ１、Ｂ２ サブピクセルＢの角領域
Ｃ１ サブピクセルＣ、Ｄの中間領域
１０ アレイ基板
１２ カラーフィルター基板
１６ 上部透明電極
１８、２２ 絶縁層
２０ 従来の下部透明電極
ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ１０、ＤＬ２０、ＤＬ３０、２４ データライン
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ１０、ＳＬ２０、ＳＬ３０ スキャンライン
１６０ 本発明の上部透明電極
１６１ 上部透明電極の間隙
１６０’ 上透明電極の延伸部分
２００ 本発明の下部透明電極
２００’ 下部透明電極の接続部分
２６０ 第１金属層
３００ 本発明の液晶ディスプレイパネル
４００ 液晶ディスプレイパネル
５００ 入力ユニット
６００ 液晶ディスプレイパネルを含む画像表示システム

Claims (9)

1. ２つの垂直方向に沿って延伸したデータラインと２つの水平方向に沿って延伸したスキャンラインの間に設置された複数のサブピクセルを有する液晶ディスプレイパネルを含み、前記液晶ディスプレイパネルは、
   前記データラインと前記スキャンラインをその上に有するアレイ基板、
   前記データラインの上方に設置された下部透明電極、及び
   前記下部透明電極の上方に設置された上部透明電極を含み、
   前記上部透明電極は、前記サブピクセルの角に延伸部分を有し、前記延伸部分は、水平方向に沿って前記データラインの少なくとも一部と重複するまで延伸し、かつ前記延伸部分は、長方形を有し、各サブピクセルの前記上部透明電極は相互に離間する画像表示システム。
2. 前記上部透明電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を含む請求項１に記載の画像表示システム。
3. 前記上部透明電極の前記延伸部分は、前記サブピクセルの角の液晶の反転を発生する領域が前記データラインで遮蔽されるようにする請求項１に記載の画像表示システム。
4. ２つの垂直方向に沿って延伸したデータラインと２つの水平方向に沿って延伸したスキャンラインの間に設置された複数のサブピクセルを有する液晶ディスプレイパネルを含み、前記液晶ディスプレイパネルは、
   前記データラインと前記スキャンラインをその上に有するアレイ基板、
   前記データラインと前記アレイ基板の間に設置され、遮光域となる複数の分け隔てた部分を含む第１金属層、
   前記データラインの上方に設置された下部透明電極、及び
   前記下部透明電極の上方に設置された上部透明電極を含み、
   前記下部透明電極は、前記左、右サブピクセルの間に接続部分を有し、前記接続部分は、前記第１金属層が接続していない領域を遮蔽し、
   前記上部透明電極は、前記サブピクセルの角に延伸部分を有し、前記延伸部分は、水平方向に沿って前記データラインの少なくとも一部と重複するまで延伸し、かつ前記延伸部分は、長方形を有し、各サブピクセルの前記上部透明電極は相互に離間する画像表示システム。
5. 前記接続部分の長さは、前記サブピクセルの長さの約３分の１より小さい請求項４に記載の画像表示システム。
6. 前記下部透明電極は、網状構造をなし、前記網状構造の下部透明電極は、前記下部透明電極の共通電圧（Ｖｃｏｍ）の抵抗を低下する請求項４に記載の画像表示システム。
7. 前記上部透明電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を含む請求項４に記載の画像表示システム。
8. 液晶ディスプレイを更に含み、
   前記液晶ディスプレイは、
   前記液晶ディスプレイパネル、
   前記液晶ディスプレイパネルを挟んで設置された一対の偏光板、及び
   前記一対の偏光板と前記液晶ディスプレイパネルの下に設置されたバックライト装置を含む請求項１または請求項４に記載の画像表示システム。
9. 電子装置を更に含み、前記電子装置は、
   前記液晶ディスプレイ、及び
   前記液晶ディスプレイと接続された入力ユニットを含み、
   前記入力ユニットは、前記液晶ディスプレイに信号を伝送し、前記液晶ディスプレイに画像を表示させる請求項８に記載の画像表示システム。