KR20010072902A - 액정표시장치, 그 구동방법 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

대향기판상에 소스배선의 에지부를 덮도록 전계제어 전극을 형성하고, 소스배선과 공통전극과의 간극부에 수직 전계를 발생시킨다.

이로써, 액정분자가 일어서고 간극부가 흑(黑) 상태로 되어 광 누출이 없어지고, 콘트라스트가 향상된다.

또, 전계를 사용하고 있으므로 위치 어긋남에 대한 허용마진이 넓고 화소부분까지로 차광영역을 넓힐 필요가 없으므로 개구율이 향상된다.

Description

액정표시장치, 그 구동방법 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY, METHOD FOR DRIVING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

(제 1 의 배경기술)

액정표시장치는 박형 경량의 에너지절약 디스플레이로서 각종 전자기기의 표시장치에 널리 사용되고 있다.

그 중에서도 인ㆍ플레인ㆍ스위칭ㆍ모드(IPS 모드)는 기판에 평행인 전계에 의해 표시를 하는 것으로, 시야각이 넓은 표시 성능에 의해 액정 모니터 등에의 응용을 목표로 한 개발이 활발하게 행해지고 있다.

이 IPS 모드의 액정표시장치는 다음에 나타낸 것과 같은 것이다. 도 26은 일본국 특개평7(1995)-36058호 공보에 나타낸 액정표시장치의 화소 부분의 구성을 나타낸 평면도, 도 27은 그 단면을 모식적으로 나타낸 것이다.

도 26 및 도 27에 있어서, 111 은 어레이기판, 112 는 대향기판이다. 101은 화소전극, 102 는 공통전극이며, 화소전극(101)과 공통전극(102) 사이에 발생하는 전계에 의해 액정(117)이 동작한다. 공통전극(102)에는 외부 단자로부터 공통 전위가 주어지고 있다.

103 은 아모르퍼스 실리콘막, 104 는 게이트 배선, 105 는 소스배선이며, 아모르퍼스 실리콘막(103)과 그 가까이의 전극에 의해 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터가 형성된다. 주사선(104)에 선택신호가 주어지면 아모르퍼스 실리콘막 (103)이 도통(導通) 상태가 되어 소스배선(105)의 분기 부분에서 화소전극(101)으로의 충전이 발생하여 화소전압이 공급된다.

118 은 각 전극을 분리하기 위한 층 사이에 형성되는 절연막, 119 는 박막 트랜지스터나 전극을 보호하기 위한 절연막이다. 115 와 116 은 배향막이며, 기판 계면의 액정(117)을 배향시킨다. 113 과 114 는 편광 표시를 하기 위한 편광판이다.

이와 같은 구성에 의하면, 기판에 평행인 전계를 인가하여 액정을 구동할 수 있으므로, 표시에 있어서 액정분자가 기판면으로부터 일어서지 않고 시야각이 넓은 표시를 할 수 있다.

일본국 특개형9(1995)-269504호 공보에는, IPS 모드에 있어서 대향기판의 블랙 매트릭스를 도전성(導電性) 물질로 형성하고, 이것을 공통전극과 단락(短絡)하는 구성이 개시되어 있다.

도 28a, 28b, 28c 는 이 구성을 나타낸 것이며, 컬러 필터(152)의 주위에 형성된 블랙 매트릭스(151)를 도전성 재료로 하고, 도전 페이스트 등의 도전재료(153)에 의해 반대측의 기판에 있는 공통전극(154)과 단락하게 하고 있다. 이로써, 종(縱)전계의 이용에 의한 휘도 향상효과가 얻어지도록 하고 있다.

또, 잔상 방지효과나 외부전계를 차폐(遮蔽)하여 표시 품위의 저하를 억제하는 효과도 있다고 설명하고 있다.

그러나, 상기와 같은 액정표시장치의 경우, 다음과 같은 과제가 남아 있었다.

(1) 소스배선의 전위가 다른 부분의 표시 데이터에 따라서 변해가므로, 소스배선과 화소의 가장 외측에 있는 화소전극(또는 공통전극)의 사이에 불필요한 전계가 걸려 버려서 이 간극부로부터의 광 누출때문에 콘트라스트가 저하되거나 표시가 흐트러지거나 한다.

(2) 액정을 배향시키기 위해 러빙처리를 한 경우, 소스배선과 화소의 가장 외측에 있는 화소전극(또는 공통전극)의 사이는 화소 부분에 비하여 간극이 좁으므로 배향이 불충분해져서 콘트라스트의 저하가 생긴다.

(3) 상기의 (1)과 (2)에서 문제가 되는 간극부를 감추기 위해 대향기판에 차광층(블랙 매트릭스)층을 형성한 경우에는, 어레이기판과 대향기판을 접합시킬 때, 이 차광층과 소스배선이나 화소전극(또는 공통전극)과의 위치 어긋남이 생기는 것을 고려할 필요가 있으므로, 이 마진분만큼 차광부분을 확대하지 않으면 안되어, 개구율이 저하되어 버린다.

(제 2 의 배경기술)

박막 트랜지스터(TFT : Thln-Film-Transister)를 사용한 액티브매트릭스형 액정 디스플레이는 박형화, 경량화, 저(低)전압 구동가능 등의 장점에 의해 TV 나 캠코더용 디스플레이, 퍼스널컴퓨터, 퍼스널 워드프로세서의 디스플레이 등 각종 분야에 이용되고 있으며, 큰 시장을 형성하고 있다.

특히, 근래 컴퓨터 또는 TV 용도로는 대화면화에의 대응부터 더욱 넓은 시야각을 가지는 액정표시패널에의 요구가 높아지고 있어, 이에 대응하여 액정표시패널의 시양각을 넓히는 방식으로서, 동일 기판상에 화소전극 및 대향전극을 형성하여, 횡(橫)방향의 전계를 인가함으로써 액정분자를 동작시키는 횡전계 방식이 일본국 특개평6(1994)-160878 등에서 제안되고 있다.

이 방식은 IPS(ln-Plane-Switchlng)모드 또는 빗살형 전극방식으로도 불리우고 있으며, 이 표시방식에서는 액정분자의 장축은 기판과 항상 거의 평행이므로 일어서지 않고, 따라서 시각방향을 변경했을 때의 밝기의 변화가 적고 넓은 시야각을 얻을 수 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 액정표시패널에서는, 소스배선에서 발생하는 불필요한 전계가 액정을 제어하여 표시를 하는 전계영역까지 영향을 미치고, 전계를 변동시켜서 휘도 경사나 크로스 토크라는 표시 불량을 야기한다는 과제가 있었다.

이 과제에 대하여, 소스배선의 대향면에 도전성 차광막을 형성함으로써, 소스배선에서 발생하는 전계의 표시에의 영향을 억제하여 액정표시패널의 좌우의 휘도차나 크로스 토크를 해소한 액정표시장치가 일본국 특개평11(1999)-52430 에서제안되고 있다.

다음, 종래 액정표시장치에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.

도 29는 종래 액정표시장치에 있어서의 1 화소의 구성을 나타낸 도면이며, 도 30은 도 29에 있어서의 A-A' 단면도이며, 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다,

도 29 및 도 30에 있어서, 51 은 게이트 구동회로로부터의 주사신호를 공급하는 게이트배선, 52a, 52b 는 소스구동회로로부터의 영상신호를 공급하는 소스배선이다.

그리고, 설명의 편의상 도 29의 우측에 위치하는 소스배선을 참조부호(52a)로 나타내고, 도 29의 좌측에 위치하는 소스배선을 참조부호(52b)로 나타내고, 또 소스배선을 총칭할 때에는 참조부호(52)로 나타내게 한다.

상기 게이트배선(51)과 상기 소스배선(52)의 교차부 부근에는 스위칭소자로서 반도체층으로 구성되는 박막 트랜지스터(TFT : Thln-Film-Transister)(55)가 형성되어 있다.

상기 게이트배선(51)에서 공급되는 주사신호에 의해, 상기 TFT(55)가 선택적으로 스위칭되면 TFT(55)의 온(ON)기간에 상기 소스배선(52a)에서 공급되는 영상신호가 TFT(55)를 통하여 화소전극(53)으로 공급된다.

이 화소전극(53)으로 공급된 전위와, 기준 전위가 되는 공통전극(54)의 전위와의 사이에서 전계(P2)를 발생시켜서, 전극(53),(54)사이의 액정(57)의 움직임을 제어함으로써 계조(階調)표시를 한다.

이때, 도 30에 나타낸 바와 같이, 소스배선(52b)에서 발생하는 전계가 표시부(M)의 전계를 변동시키는 것을 방지하기 위해, 대향기판(61)상의 소스배선(52b)과 겹치는 위치에 도전성 차광막(BM : 블랙 매트릭스)(58)가 형성되어 있다.

상기 구성에 의하면, 도전성 차광막(58)에 의해 소스배선(52)과의 사이에서 수직방향의 전계(P1)가 발생하고, 수평방향의 불필요한 전계의 발생을 억제하여 표시에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

또, 소스배선(52a)의 전위의 변동에 의해 그 위쪽에 있는 도전성 차광막(58)의 전위가 변동하므로, 인접하는 소스배선(52b)에는 역(逆)극성의 신호를 부여하여, 도전성 차광막(58)의 전위 변동을 취소시키고, 도전성 차광막(58)의 전위를 안정시킴으로써 상기 효과가 얻어지도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래의 액정표시장치에서는, 도전성 차광막의 전위를 안정시키기 위해, 인접하는 소스배선에 역 극성의 신호를 인가하기로 하였지만, 소스배선에 인가되는 신호전압은 표시되는 영상에 따라서 항상 변동하고 있으며, 극성을 번갈아 변경했다고 해도 신호 전압치는 각 소스배선에 따라서 다르므로, 도전성 차광막의 전위변동을 충분히 취소할 수 있는 케이스는 한정된다.

예를 들면, 소스배선 방향으로 1 라인마다의 세로무늬 모양을 표시시킨 경우 등은, 각 소스배선 마다 신호전압의 극성을 반전시켜도 정(正)표시와 부(負)표시의 경우로 소스배선에 인가되는 신호 전압치가 크게 다르므로, 그에 수반하여 도전성 차광막이 한 방향으로 전위 변동의 영향을 받아서 전위 변동을 취소할 수 없다.

그러므로, 소스배선으로부터의 전계를 도전성 차광막에 의해 종단(終端)시킬수 없게 된다.

또, 본 발명자들에 의한 시뮬레이션 및 실험에 의하면, 단지 컬러필터기판의 BM 으로서 도전성 차광막이 형성되어 각 소스배선마다 동일한 진폭으로 극성이 반전된 신호전압을 인가한 경우에도 충분히 크로스 토크를 억제할 수 없는 경우가 많이 발견되었다.

즉, 액정소자의 구성요소의 파라미터인 전극 폭, 전극 간격, 기판간 두께, 소스신호의 진폭치를 변경함으로써, 소스배선으로부터의 불필요한 전계 누출을 억제할 수 없고, 크로스 토크가 발생하였다.

그 결과의 일 예를 도 31에 나타낸다. 도 31에 있어서, 공통전극(54), 화소전극(53), 소스배선(52b)의 각 폭을 6㎛, 도전성 BM(58)의 폭을 16㎛, 공통전극 (54)과 화소전극(53)과의 전극 간격을 12㎛, 기판간 거리를 3.9㎛ 가 되도록 구성하고, 소스신호의 최대 진폭치는 14V 로 하였다.

또, 도 31은 도 30과 거의 동일한 곳을 나타내고 있으며, 화소의 단면에 있어서의 전계분포를 등(等) 전위선으로 이 전계에 의한 액정의 동작을 투과율 분포에 의해 나타내고 있다.

도 31에 있어서, 소스배선(52b)에서 발생한 전계가 표시부의 전계를 변동시켜서, 액정의 동작을 흐트러뜨리고, 표시부의 소스배선 측의 투과율 분포(a)를 소스배선에 의한 전계의 영향이 없는 본래의 투과율 분포(b)보다 크게 하고 있다.

이 투과율 분포의 변화가 액정표시장치에 있어서의 크로스 토크의 원인이 된다.

(발명의 개시)

본 발명의 목적은 블랙 매트릭스를 설치하지 않고 소스배선 또는 게이트배선 가까이로부터의 광 누출을 방지하고, 콘트라스트가 향상된 액정표시장치, 그 구동방법 및 그 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 목적은 소스배선 폭, 공통전극 폭, 기판간 거리, 공통전극과 화소전극과의 간격, 신호전압 진폭 등(액정표시소자 구성요소의 파라미터)이 어떠한 값으로 설정되어 있어도 소스배선으로부터의 불필요한 전계를 억제하고, 크로스 토크의 발생이 없는 표시 품질이 높은 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 제 1 의 발명군과 제 2 의 발명군을 완성하였다.

먼저, 제 1 의 발명군의 구성에 대하여 설명한다. 제 1 의 발명군중 청구항 1에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

상기 1 쌍의 기판중 다른 쪽의 기판 위에는 전계제어 전극이 형성되어 있으며, 상기 전계제어 전극은 상기 소스배선의 에지(edge)부를 덮도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 소스배선 가까이의 전계를 종(縱)방향으로 하여 액정분자를 기판면에서 일어선 상태로 할 수 있으므로, 소스배선 주변의 공극부(空隙部)가 흑(黑) 상태로 되어 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

청구항 2에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계제어 전극이 투명물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해 실질적인 개구율을 향상할 수 있다.

청구항 3에 기재한 발명은, 청구항 2에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계제어 전극의 폭(W)이 대응하는 소스배선의 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극의 먼 쪽의 에지 간격을 L1, 가까운 쪽의 에지 간격을 L2, 상기 화소전극 또는 공통전극의 폭을 Wcom 으로 한 경우,

L2 - Wcom ≤ W ≤ L1

의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 전계제어 전극의 폭(W)을 규제하는 것은, 다음 이유에 의한다.

즉, 전계제어 전극의 폭(W)이 너무 넓으면 화소영역에 수직 전계가 발생하여 액정에 충분한 수평전계가 작용하지 않기 때문이다.

전계제어 전극의 폭(W)이 너무 좁으면 수직전계가 얻어지는 영역이 작아져서 전계제어효과가 불충분해지기 때문이다.

청구항 4에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계제어 전극이 불투명 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 전계제어 전극이 블랙 매트릭스를 겸용하게 되어 차광효과를 높일 수 있다.

청구항 5에 기재한 발명은, 청구항 4에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계제어 전극의 폭(W)이 대응하는 소스배선의 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극의 먼 쪽의 에지 간격을 L1, 가까운 쪽의 에지 간격을 L2, 상기 화소전극 또는 공통전극의 폭을 Wcom 으로 한 경우,

L2 - Wcom ≤ W ≤ L2 ＋ Wcom

의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

전계제어 전극을 불투명 물질, 예를 들면 크롬 등의 금속층으로 형성하는 경우, 전계제어 전극이 투명전극의 경우에 비하여 전계제어 전극의 폭(W)을 좁게 하는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 1 쌍의 기판의 접합시의 위치 어긋남에 의해 전계제어 전극이 표시영역으로 밀려나면 그만큼 개구율이 저하하기 때문이다.

청구항 6에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

상기 1 쌍의 기판중 다른 쪽의 기판 위에는 전계제어 전극이 형성되어 있으며, 상기 전계제어 전극은 상기 게이트배선의 에지(edge)부를 덮도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 전계제어 전극을 게이트배선의 에지부를 덮도록 배치하는 구성에 의해, 게이트배선 가까이의 전계를 종(縱)방향으로 하여 액정분자를 기판면에서 일어선 상태로 할 수 있으므로, 게이트배선 주변의 공극부가 흑(黑) 상태로 되어 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

청구항 7에 기재한 발명은, 청구항 6에 기재한 액정표시장치에 있어서, 상기 전계제어 전극이 상기 소스배선의 가까이도 덮고 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의해, 게이트배선 및 소스배선 가까이의 공극부가 흑(黑) 상태로 되어 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

청구항 8에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 액정표시장치에 있어서, 상기 액정층의 유전 이방성이 정(正)인 것을 특징으로 한다.

청구항 9에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성되고, 상기 1 쌍의 기판중 다른 쪽의 기판 위에는 소스배선과는 거의 겹치는 전계제어 전극이 형성된 구조의 액정표시장치의 구동방법으로서, 상기 소스배선에 인가되는 전압과 역(逆) 극성의 전압을, 상기 전계제어 전극에 인가하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에 의해, 소스배선 가까이의 종 전계를 강하게 하여 액정분자를 기판면에서 다시 일어선 상태로 할 수 있으므로, 소스배선 주변의 공극부를 흑 표시로 할 수 있어, 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

청구항 10에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 액정층은 상기 소스전극과 그 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극과의 간격부 또는 상기 게이트배선과 그 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극과의 간격부중 최소한 한 쪽에서 미리 액정이 수직배향하고 있는 수직배향 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 소스배선(또는 게이트배선)과 그 양측에 인접하는 화소전극(또는 공통전극)과의 간격부중 최소한 한 쪽에서 미리 액정이 수직배향하고 있는 수직배향 영역을 형성하고 있으므로, 전계제어 전극을 형성한 경우와 동일한 작용이 생겨서, 게이트배선 주변의 공극부를 흑 표시로 할 수 있고, 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

청구항 11에 기재한 발명은, 청구항 10에 기재한 액정표시장치에 있어서, 상기 소스배선 또는 상기 게이트배선중 최소한 한 쪽의 에지부를 덮도록 배치된 전계제어 전극을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 청구항 10의 효과에 더하여, 전계제어 전극의 효과도 더해지므로, 더욱 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

청구항 12에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성되고, 상기 액정층은 최소한 상기 소스배선과 그 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극과의 간격부에서 수직배향되고, 상기 소스배선 또는 상기 게이트배선중 최소한 한 쪽의 에지부를 덮도록 상기 다른 쪽의 기판 위에 형성된 전계제어 전극을 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 고분자를 포함하는 액정을 전계제어 전극에 전압을 인가하면서 UV 경화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 소스배선(또는 게이트배선)과 그 양측에 인접하는 화소전극(또는 공통전극)과의 간격부중 최소한 한 쪽에 액정이 수직배향하고 있는 수직배향 영역을 형성하는 것이 가능해진다.

이어서, 제 2 의 발명군에 대하여 설명한다.

제 2 의 발명군에 관해서는, 본 발명자는 예의 검토를 거듭한 결과, 상기 소스배선으로부터의 전계가 표시부의 전계에 미치는 영향과, 액정소자의 구성요소의 파라미터인 전극 폭, 전극 간격, 기판간 거리, 소스신호의 진폭치와의 사이에 상관 관계가 있는 것을 발견하였다.

구체적으로 설명하면, 다음의 ① ∼ ④ 의 상관관계를 발견하였다.

① 소스배선에서 발생하는 불필요한 전계의 강도는, 소스신호 진폭에 비례하여 강해지므로, 이 전계를 차폐하는 공통전극은 소스신호 진폭 강도에 비례하여 전극폭을 넓힐 필요가 있다.

일반적으로 소스배선에서 발생하는 전계의 강도는, 이 소스신호 진폭치에 비례하는 것이지만, 이 전계를 차폐하는 공통전극과의 사이에는 1n(자연 대수(代數)를 정수로 하는 Log 를 의미함)에 비례하는 것을 발견하였다.

② 또, 전계 강도는 거리에 반비례하므로, 액정을 구동하는 화소전극과 공통전극의 전극 간격이 넓어지면 소스배선으로부터의 전계의 영향을 받기 어려워지므로, 공통전극 폭을 좁게 할 수 있다.

③ 기판간 거리에 대해서도 기판간 거리가 작아지면, 소스배선으로부터의 전계의 영향을 받기 어려워지므로, 공통전극 폭을 좁게 할 수 있다.

④ 소스배선상에 배치되는 전계차폐 전극에 대해서는, 소스배선 폭보다 좁으면, 소스배선으로부터의 전계를 차폐하는데 충분한 효과를 얻을 수 없으므로, 소스배선 이상의 전극폭이 필요해진다.

이와 같은 상기 ① ∼ ④ 의 상관관계에 따라서, 본 발명자는 다음의 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적 구성은 다음과 같다.

청구항 13에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 다른 쪽의 기판 위에 소스배선과 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되고, 상기 소스배선 폭을 Ws, 상기 전계차폐 전극 폭을 Wbm, 상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

Wbm ≥Ws 또한 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 액정소자의 구성요소의 파라미터인 전극 간격, 기판가 거리, 소스신호의 진폭의 각 값이 액정표시장치의 설계에 따라서 실효적으로 유효한 어떤 값이 되었다 하더라도 소스배선에서 발생하는 불필요한 전계를 공통전극 및 전계차폐 전극에 의해 충분히 차폐할 수 있으므로, 크로스 토크가 없는 액정표시장치를 얻을 수 있다.

청구항 14에 기재한 발명은, 청구항 13에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계차폐 전극이 공통전극과 화소전극에 의해 형성되는 표시영역에 밀려나지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 전계차폐 전극의 폭이 너무 커져서, 표시부에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

청구항 15에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 소스배선에 인가되는 영상신호의 극성이 1 프레임 내에서 최소한 복수회 반전하고, 상기 다른 쪽의 기판 위에 소스배선과 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되고, 상기 소스배선 폭을 Ws, 상기 전계차폐 전극 폭을 Wbm, 상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

Wbm ≥Ws 또한 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 17

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 소스배선에 인가되는 영상신호의 극성이 1 프레임 내에서 최소한 복수회 반전하므로, 소스배선에서 발생하는 전계강도가 청구항 13의 발명에 비하여 실효적으로 작아진다.

따라서, 공통전극 폭 Wcom 을 청구항 13의 발명에 비교하여 작게 할 수 있어 그만큼 개구율을 향상할 수 있다.

청구항 16에 기재한 발명은, 청구항 13에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계차폐 전극이 도전성 재료로 형성된 블랙 매트릭스인 것을 특징으로 한다.

청구항 17에 기재한 발명은, 청구항 13에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계차폐 전극이 블랙 매트릭스 위에 형성되고, 전계차폐 전극의 폭이 블랙 매트릭스의 폭보다 좁게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 블랙 매트릭스를 수지재료로 형성할 수 있어 블랙 매트릭스의 형성이 용이해진다.

청구항 18에 기재한 발명은, 청구항 13에 기재한 액정표시장치에 있어서, 전계차폐 전극이 공통전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 전계차폐 전극의 전위가 안정되어 더욱 전계차폐효과가 얻어진다.

청구항 19에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 다른 쪽의 기판 위에서 상기 소스배선 및 상기 공통전극중 최소한 일부와 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되고, 상기 전계차폐 전극과 상기 공통 통전(通電) 전극이 도전성 스페이서에 의해 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 전계차폐 전극과 공통전극 전극을 도통시키기 위한 특별한 부재를 별도로 형성할 필요가 없다.

청구항 20에 기재한 발명은, 청구항 19에 기재한 액정표시장치에 있어서, 도전성 스페이서가 적어도 어느 한 쪽의 기판 위에 형성된 도전성을 가지는 돌기인 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 스페이서를 살포하는 공정을 생략할 수 있는 동시에, 전계차폐 전극의 전위가 안정되어 더욱 전계차폐효과가 얻어진다.

청구항 21에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 다른 쪽의 기판 위에는 상기 공통전극에 접하는 위치에 돌기가, 상기 소스배선에 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되어 있으며, 상기 전계차폐 전극의 일부가 상기 돌기상에 형성되고, 상기 전계차폐 전극과 상기 공통전극이 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 22에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 12

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 공통전극 폭을 Wcom 을 크게 하면 전계차폐 전극을 형성하지 않아도, 소스배선에서 발생하는 불필요한 전계를 공통전극에 의해 충분히 차폐할 수 있으므로, 크로스 토크가 없는 액정표시장치를 얻을 수 있다.

청구항 23에 기재한 발명은, 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서, 상기 소스배선에 인가되는 영상신호의 극성이 1 프레임내에서 최소한 복수회 반전하여, 상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 소스배선에서 발생하는 전계강도가 청구항 22의 발명에 비하여 실효적으로 작아진다. 따라서, 공통전극 폭 Wcom 을 청구항 22의 발명에 비하여 작게 할 수 있어 그만큼 개구율을 향상할 수 있다.

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이며, 특히 광(廣) 시야각 특성을 가진 횡(橫)전계형 액정표시장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1-1 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태 1-1 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태 1-2 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 4a, 4b, 4c, 4d 는 본 발명의 실시형태 1-3 에 관한 액정표시장치의 구동파형을 나타낸 전압 파형도이다.

도 5는 본 발명의 실시형태 1-3 에 관한 액정표시장치의 화소전압 극성을 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명의 실시형태 1-3 에 관한 액정표시장치의 화소전압 극성을 나타낸 평면도이다.

도 7은 본 발명의 실시형태 1-3 에 관한 액정표시장치의 화소전압 극성을 나타낸 평면도이다.

도 8은 본 발명의 실시형태 1-3 에 관한 액정표시장치의 화소전압 극성을 나타낸 평면도이다.

도 9는 본 발명의 실시형태 1-4 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 10은 본 발명의 실시형태 1-4 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 11은 본 발명의 실시형태 1-5 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 12는 본 발명의 실시형태 1-6 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 13은 본 발명의 실시형태 1-7 에 관한 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 14는 본 발명의 실시형태 2-1 에 있어서의 액정표시장치의 1 화소의 구성을 나타낸 도면이다.

도 15는 본 발명의 실시형태 2-1 의 액정표시장치의 도 14에 있어서의 A-A' 단면도이다.

도 16은 실시형태 2-1 의 액정표시장치의 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 17은 실시형태 2-1 의 액정표시장치에 있어서의 변형예를 구성하는 1 화소의 단면도이다.

도 18a, 18b, 18c 는 실험예 1 에 있어서의 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 19는 실험예 2 에 있어서의 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 20a, 20b 는 실험예 3 에 있어서의 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 21은 실시형태 2-3 의 액정표시장치를 구성하는 1 화소의 단면도이다.

도 22는 실시형태 2-4 의 액정표시장치를 구성하는 1 화소의 단면도이다.

도 23은 실시형태 2-4 의 액정표시장치에 있어서의 변형예를 구성하는 1 화소의 단면도이다.

도 24는 실시형태 2-5 의 액정표시장치를 구성하는 1 화소의 단면도이다.

도 25는 실시형태 2-5 의 액정표시장치의 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 26은 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 27은 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 28a, 28b, 28c 는 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 것으로, 그 중 도 28a 는 단면도이며, 도 28b 는 도 28a 에 나타낸 블랙 매트릭스의 평면도이며, 도 28c 는 요부의 단면도이다.

도 29는 종래의 액정표시장치를 구성하는 1 화소를 나타낸 평면도이다.

도 30은 종래의 액정표시장치를 구성하는 도 29에 있어서의 A-A' 단면도이다.

도 31은 종래의 액정표시장치의 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

[제 1 의 발명군]

제 1 의 발명군은, 소스배선 또는 게이트배선 가까이에 위치하는 액정분자를 기판에 수직방향으로 배향시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 이와 같은 구성에 의해, 소스배선(또는 게이트배선)과 화소전극(또는 공통전극)의 사이로부터의 광 누출을 방지할 수 있고, 고(高)콘트라스트이며 또한 고품질의 표시 특성을 가지는 액정표시장치가 실현된다.

다음에, 제 1 의 발명군의 구체적인 구성 및 구동방법으로서 실시형태 1-1 ∼ 실시형태 1-8 을 예시한다.

(실시형태 1-1)

도 1은 본 발명의 실시형태 1-1 에 있어서의 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도, 도 2는 도 1 의 A-A' 에 있어서의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 있어서, 1 은 어레이기판이며, 2 는 대향기판이다. 어레이기판(1) 및 대향기판(2)은, 예를 들면 투명한 유리기판이다. 3 은 공통전극이며, 공통배선(13)에 의해 묶여져서 동일 전위로 되어 있다. 5 는 화소전극이며 이 화소전극(5)과 공통전극(3)과의 사이에 발생하는 횡(橫)전계에 의해 액정층(9)내의 액정분자를 기판(1),(2)에 평행한 면 내에 있어서 회전 동작시킨다.

화소전극(5)과 공통전극(3)의 폭은 3 ∼ 10m 정도, 그 간극부(양자의 에지 사이의 스페이스부)의 폭은 5 ∼ 20m 정도, 액정층의 두께는 2 ∼ 10m 정도로 설정되어 있다.

4 는 소스배선이며, 영상신호가 공급된다. 소스배선(4)과 이것에 인접하는 공통전극(3)의 사이는 2 ∼ 5㎛ 정도로 설정된다. 12 는 박막 트랜지스터(TFT) (14)를 스위칭시키기 위한 게이트배선이며, 이 게이트배선(12)에는 주사신호가 공급된다.

소스배선(4)과 게이트배선(12)은 분기부를 가지고 있으며, 반도체층(15)및화소전극(5)의 선단부와함께 박막 트랜지스터(14)를 구성하고 있다. 단, 박막 트랜지스터는 종래예(도 14)와 마찬가지로 게이트선상에 형성할 수도 있다.

6 은 절연막이며, 박막 트랜지스터(14)에 있어서의 게이트 절연막으로서 기능하는 동시에, 소스배선(4), 화소전극(5)과 게이트배선(12)ㆍ공통배선(13)을 분리하고 있다. 7 은 전계제어 전극이며, 소스배선(4)과는 반대측의 대향기판(2)에 형성되어 있다.

본 실시형태에 있어서는, 전계제어 전극(7)은 ITO 등의 투명전극에 의해 형성되어 있다. 이와 같이 본 실시형태에서는 대향기판(2)의 내측면에 소스배선(4)에 대향하여 전계제어 전극(7)을 형성하도록 하였으므로, 소스배선(4)과 전계제어 전극(7) 사이에 생기는 전계에 의해 소스배선(4) 가까이의 액정분자를 수직 배향시키는 것이 가능해지고, 소스배선(4)과 공통전극(3) 사이로부터의 광 누출을 방지하여 콘트라스트를 향상시키는 것이 가능해진다.

그리고,이러한 전계제어 전극(7)의 원리ㆍ작용ㆍ 효과 등에 대해서는 뒤에 상세하게 설명하기로 한다.

8 은 컬러 표시를 하기 위한 컬러 필터이다. 도시하고 있지 않지만, 각 기판(1),(2)의 가장 내측 표면에는 배향막이 형성되어 액정층(9)과의 전계에 있어서의 액정분자의 배향 방향을 규정하고 있다. 액정의 배향 방향은 화소전극이 뻗는방향과 평행 또는 거기에서 수(數)°경사진 방향이다.

10 과 11 은 편광판이며, 양자의 편광축은 서로 거의 직교하거나, 또한 어느 한 쪽이 액정의 배향 방향과는 거의 평행해지도록 배치되어 있다.

이어서, 상기 구성의 액정표시장치의 동작을 설명한다.

게이트배선(12)에 선택 전압(15 ∼ 20 볼트 정도)을 인가하면 박막 트랜지스터(14)가 온(ON) 상태가 된다. 그때, 소스배선(4)에는 표시에 따른 정(正)의 신호전압(0 ∼ 7 볼트)가 공급되어 있으며, 이 신호전압에 의해 화소전극(5)이 충전된다. 공통전극(3)의 전위는 공통배선(13)을 통하여 제로(0) 볼트로 되어 있다.

그 결과, 액정층(9)에는 정(正)의 신호전압이 인가된다. 화소 충전 후 게이트배선에 비(非) 선택전압(-10볼트 정도)을 인가하면 박막 트랜지스터(14)는 오프( OFF)상태로 되어 화소전위는 유지된다.

다음의 프레임에서는, 소스배선(4)에의 신호전압을 부(負)의 전압(-7 ∼ 0 볼트)으로 공급하고, 상기와 동일하게 하여 액정층(9)내 부(負)의 신호전압을 충전한다. 그 결과, 액정이 교류 구동된다.

본 실시형태의 액정표시장치의 콘트라스트 향상 효과에 대하여 다음에 설명한다.

전계제어 전극(7)에 공통전극(3)과 동등한 전위(제로(0) 볼트 전위)를 부여해두면, 액정표시장치의 단면에 있어서의 전계 분포는 도 2에 나타낸 것으로 된다.

즉, 표시에 관한 화소 중앙부에서는 수평방향의 전계(E1)가 지배적인 것에 대하여, 표시와는 직접 관계가 없는 소스배선의 주변부에서는 거의 수직 방향의 전계(E2)가 지배적으로 되어, 종래 구성에서 발생하고 있던 불필요한 수평전계 성분 (E3)이 대폭적으로 감소한다.

그결과, 소스배선과 공통배선의 간극부(16)에 있어서의 액정분자가 기판면에서 일어선다. 편광판(10),(11)의 편광축이 직교하고 있으므로, 이 부분의 표시는 흑(黑) 상태가 되고, 소스배선(4)의 전계에 의한 광 누출이 없어지고 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

또, 종래의 액정표시장치에서는, 상기 간극부(16)는 표시부분에 있어서의 공통전극(3)과 화소전극(5)의 간극부보다 좁으므로 액정이 충분히 배향되지 않고, 이것에 의한 광 누출이 생기는 경우가 있었다.

본 실시형태의 액정표시장치에서는 간극부(16)에 수직 전계를 인가하고 있으므로, 배향의 양부(良否)에 관계없이 간극부(16)를 흑(黑) 상태로 할 수 있다. 그 결과, 광 누출이 없어지고 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다. 그리고, 상기 설명에서는, 화소전극(3)과 소스배선의 모두가 정(正) 전위인 경우를 나타내고 있다.

본 실시형태의 액정표시장치의 또 하나의 이점은, 개구율의 저하를 거의 수반하지 않고 상기 콘트라스트 향상효과가 얻어지는데 있다. 다음 이것에 대하여 설명한다.

먼저, 종래의 액정표시장치에 대하여 설명하면, 콘트라스트를 높이는 기술로서는 블랙 매트릭스(BM)로 간극부를 차광하는 구성이 이용되고 있다.

도 3 은 종래예에 있어서의 블랙 매트릭스의 영향을 설명하기 위한 단면도이다. 도면에 있어서, 201 과 202 는 기판, 203 은 공통전극, 204 는 소스배선, 205 는 화소전극, 206 은 절연층, 209 는 액정층, 210 과 211 은 편광판이다.

기판(202)위에는 컬러 필터(208)와 BM(217)이 형성되어 있다. BM 은 소스배선(204)과 인접하는 공통전극(203)의 사이에 있는 간극부로부터의 광 누출을 숨기기 위한 것이지만, 그 폭(WBM)은 상하 기판을 접합시킬 때의 위치 어긋남의 여백 등을 고려하여 소스배선에 인접하는 공통전극의 표시영역측 에지 사이의 거리(L1)로부터 양측으로 D1 만큼만 넓게 설정되어 있다.

종래의 액정표시장치에서는 이 부분(D1)의 광을 이용할 수 없으므로, 개구율이 저하되어 표시가 어둡게 되어 버린다.

본 실시형태에 있어서의 액정표시장치에서는, 블랙 매트릭스 대신 투명전극으로 이루어지는 전계제어 전극을 사용하여, 소스배선과 인접하는 공통전극 사이의 간극부를 차광하고 있다. 이 구성에 의하면 다음의 2가지 이유에 의해 개구율이 향상된다.

우선 첫째로, 전계제어 전극은 수직 전계를 얻기 위한 것이며, 이 간극부의 폭(L2)의 모두를 덮을 필요은 없다. 따라서, 전계제어 전극의 폭(W)을 도 3의 BM폭(WBM)보다 좁게 할 수 있다.

둘째로, 전계제어 전극이 위치 어긋남 등에 의해 도면의 (L1)부분의 밖으로 나온 경우에도 투명전극이므로 광이 완전히 차광되지 않고, 밝기의 저하는 약간이다.

전계제어 전극의 폭(W)은 너무 넓으면 화소영역에 수직 전계가 발생하여 액정에 충분한 수평전계가 걸리지 않게 되고, 또 너무 좁으면 수직 전계가 얻어지는 영역이 작아져서 전계제어효과가 불충분해진다.

본 발명자들의 실험 결과에 의하면,

L2 - Wcom ≤ W ≤ L1

더욱 바람직하게는,

L2 ≤ W ≤ L1

의 범위가 바람직한 결과를 주었다.

그리고, 전계제어 전극과 블랙 매트릭스를 병용하면 차광효과를 높이고, 또한 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다. 이 경우, 종래예와 같이 BM 의 폭(WBM)을 L1 보다 크게 할 필요는 없다.

본 실시형태에 있어서의 액정표시장치는, 예를 들면 다음과 같이 하여 제작할 수 있다.

먼저, 제 1 의 기판(11)상에 Al 합금 등으로 이루어지는 제 1 의 도전막층을 스퍼터법 등으로 형성하여 패터닝하여 게이트배선(3), 공통전극(3), 공통배선(13)을 얻는다.

이어서, 절연막(6)을 형성한 후, a - Si 등으로 이루어지는 반도체층(15)을 CVD 법 등으로 형성한다. 또한, Al 합금 등으로 이루어지는 제 2 의 도전막층을 스퍼터법 등으로 형성하여 패터닝하여 소스배선(4), 화소전극(5)을 얻는다.

그 후, 스위칭소자나 전극을 보호하기 위해 제 2 의 절연막을 형성해도 된다.

한편, 제 2 의 기판(2)위에는 RGB 의 3색이 도트형으로 배치된 컬러 필터층(8)을 형성하고, 예를 들면 ITO 등의 투명전극 재료를 사용하여 전계제어 전극(7)을 형성한다.

이와 같이 제작된 2개의 기판(1),(2)에 배향막을 도포하고, 소정의 방향으로 러빙처리를 하고 주변부를 시일제로 접착한 후, 액정(9)을 주입하고 봉지(封止)하여 액정패널을 얻는다. 그 후, 액정패널의 주변에 구동회로를 접속하여 액정표시장치를 얻는다.

본 실시형태의 액정표시장치에 의하면, 전계제어 전극의 효과에 의해 소스배선과 공통배선의 간극부의 액정분자를 기판면으로부터 일으켜 세워서 이 부분을 흑 (黑)상태로 할 수 있다.

그러므로, 소스배선의 전계에 의한 광 누출이나 이 간극부분의 배향이 불충분한 것으로 인한 광 누출이 없어지고 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다. 또, 광 누출을 방지하기 위해 표시영역의 안까지 블랙 매트릭스로 차광할 필요가 없어지므로 개구율이 향상되어 밝은 표시를 할 수 있다.

본 실시형태에서는, 소스배선에 공통배선이 인접하는 것으로서 설명을 하였지만, 소스배선에 화소전극이 인접하는 경우에도 전계제어 전극을 소스배선의 에지부에 형성하면, 같은 원리로 콘트라스트가 높으며 고(高) 개구율로 밝은 표시를 할 수 있다.

또한, 상기 설명에서는 전계제어 전극(7)은 컬러 필터(8)의 액정층 측에 형성한 것으로 하였지만, 이 순서는 반대로 해도 관게없다. 즉, 대향기판(2)의 내측면에 전계제어 전극(7)을 형성하여, 이 전계제어 전극(7)을 덮도록 컬러 필터(8)을형성하도록 해도 되며, 이와 같은 구성의 경우, 컬러 필터에 의한 약간의 전압 손실은 발생하지만, 컬러 필터 위에 전극을 형성하지 않아도 되므로 제조가 용이해진다는 장점이 있다.

(실시형태 1-2)

본 실시형태는, 상기의 실시형태 1-1 에서 설명한 액정표시장치에 있어서, 전계제어 전극을 차광성 금속으로 형성한 것이다.

도 1 과 도 2에 있어서의 전계제어 전극(7)을 투명전극 대신 크롬 등의 금속막으로 형성하면, 전극의 차광효과에 의해 더욱 콘트라스트가 향상된다.

본 실시형태의 경우, 상하 기판의 접합 시의 위치 어긋남에 의해 전계제어 전극(7)이 표시영역으로 밀려나는 경우에는 그만큼 개구율이 저하되므로, 전계제어 전극의 폭(W)은 제 1 의 실시형태보다 좁게 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명자들의 실험 결과에 의하면,

L2 - Wcom ≤ W ≤ L1 - Wcom

더욱 바람직하게는

L2 ≤ W ≤ L1 - Wcom

의 범위가 양호한 결과를 주었다.

그리고, L1 과 L2 의 사이에는

L1 = L2 ＋ 2 × Wcom

의 관계가 있으므로, 상기의 조건은, 식 3은

L2 - Wcom ≤ W ≤ L2 ＋ Wcom

식 4는

L2 ≤ W ≤ L2 ＋ Wcom

라고 개서(改書)된다.

따라서, 본 실시형태 1-2-에 관한 액정표시장치에 있어서는, 식 3 및 식 4 대신 식 6 을 만족시키거나 바람직하게는 식 7을 만족시키는 경우라도 된다.

(실시형태 1-3)

본 실시형태는, 상기 실시형태 1-1 또는 실시형태 1-2 에서 설명한 액정표시장치의 콘트라스트나 개구율 향상을 더욱 높이기 위한 구동방법에 관한 것이다.

도 4a, 4b, 4c, 4d 는 도 2에 있어서의 각 전극의 구동 파형을 나타낸 것이다. 도 4a 에 있어서 Vs 는 각 화소에 영상신호를 공급하는 소스배선의 전위이며, 화상정보에 의해 각종 파고치(波高値)를 취하고 있다. 파고치의 최대치는 7 볼트이다. 영상신호의 극성은 1 H 기간마다 반전되고, 그 결과 화소전위의 부호는 도 5에 나타낸 바와 같이 1 라인마다 반전된 것(이른바 라인반전구동)이 된다.

도 4d 의 Vg 는 주사신호를 부여하는 게이트배선의 전위이며, 이 라인의 선택기간에는 15 볼트, 비(非)선택기간에는 -10 볼트로 되어 있다. 도 4c 의 Vcom 은 공통전극의 전위이며 제로(0)볼트로 되어 있다.

도 4b 의 Vf 는 전계제어 전극의 전위이며, 본 실시형태의 구동방법에서는 Vf 를 Vs 와는 반대 부호의 전압으로 하고 있다. 다음, 그 효과에 대하여 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 거의 수직방향의 전계(E2)는 주로 소스배선(4)과 전계제어 전극(7) 사이의 전압(Vs 와 Vf 의 차)에 의해 생기고 있다.

본 실시형태의 구동방법에 의하면, Vs 가 정(正)인 경우에는 Vf 는 부(負)이고, Vs 가 부(負)인 경우에는 Vf 는 정(正)이다. 따라서, Vf 를 제로(0) 볼트로 한 경우에 비하여 어떤 경우에도 Vs 와 Vf 의 전위차가 확대되어 E2 의 전계강도가 강해진다.

그 결과, 표시의 콘트라스트가 향상된다. 또, 전계제어 전극의 폭(W)이 L2 보다 좁은 경우에도 양호한 특성을 얻을 수 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이 소스배선(4)에 인접하는 전극이 공통전극 (3)인 경우에는, 공통전극(3)과 전계제어 전극(7)의 사이에도 거의 기판에 수직인 전계가 발생하므로, 본 실시형태의 구동방법은 더욱 높은 효과를 나타낸다.

그리고, 상기 설명에서는 1 H 마다 신호전압의 극성을 반전하는 라인반전구동(도 5)을 행하는 것으로 하였지만, 전체 화면을 동일 극성으로 기입하여 1 필드마다 극성을 반전하는 필드 반전구동(도 6)이나 1 열마다 역(逆)극성의 신호를 공급하는 칼럼 반전구동(도 7) 또는 1 열마다 1H 마다 극성 반전을 하는 도트 반전구동에도 본 실시형태의 구동방법은 적용된다.

어떤 경우에도 전계제어 전극에 공급하는 전압을 그것에 대향하는 소스전극 전압과 반대의 극성으로 해두면 된다.

(실시형태 1-4)

도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 있어서의 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다. A-A' 에 있어서의 단면은 실시형태 1-1 과 마찬가지로 도 2에 나타낸 것이다.

또, 도 1과 같은 부호를 붙인 부분은 본 실시형태 1-1 과 동일한 동작을 하는 것이므로 설명을 생략한다.

본 실시형태의 액정표시장치는 전계제어 전극(7)이 소스배선(4)의 에지부와 게이트배선(12)의 에지부의 양쪽을 덮도록 한 것이다. 실시형태 1-1 에서 설명한 주로 수직 성분으로 이루어지는 전계가 게이트배선 주변에도 발생하므로, 게이트배선 주변부분으로부터의 광 누출이 억제되어 콘트라스트가 향상된다.

전계제어 전극은 투명전극과 금속중 어느 것으로 형성해도 관계없다. 게이트측에 있는 전계제어 전극의 선폭(線幅)은 게이트선을 사이에 두는 화소전극 또는 공통전극의 에지 사이의 간격을 L2 로 하여

L2 - Wcom ≤ W

더욱 바람직하게는

L2 ≤ W

로 설정하면 양호한 표시특성을 얻을 수 있다.

전계제어 전극에 부여하는 전위는 실시형태 1-1 과 같이 공통전극과 동일 전위로 해도 관계없고, 실시형태 1-3 에 나타낸 바와 같이 소스배선과 역(逆) 극성의 전위로 해도 된다.

게이트배선의 전위는 도 4d 에 나타낸 바와 같이, 거의 모든 기간이 -10 볼트로 되어 있으므로, 어떤 경우에도 정(正)의 측에 1 볼트 정도 바이어스 전압을 가하면, 게이트배선과 전계제어 전극 사이의 전계가 강해져서 게이트측의 차광효과가 향상된다.

그리고, 도 7의 칼럼 반전구동이나 도 8의 도트 반전구동에서는, 소스배선의 전위는 열마다 역(逆) 극성으로 되어 있다.

그 경우, 전계제어 전극의 전위를 소스배선과 역(逆) 극성으로 하는데는 열 마다 전계제어 전극이 분리되어 있을 필요가 있다.

본 실시형태의 액정표시장치를 사용하여 이와 같은 구동을 하기 위해서는, 도 10에 나타낸 바와 같이 게이트배선을 각 열의 사이에서 분리해두면 된다.

(실시형태 1-5)

도 11은 본 발명의 실시형태 1-5 에 있어서의 액정표시장치의 구성을 나타낸평면도이다. 도 1과 같은 부호를 붙인 부분은 실시형태 1-1 과 동일한 동작을 하는 것이므로 설명을 생략한다.

실시형태 1-1(도 1)과의 차이는, 본 실시형태 1-5 의 액정표시장치에는 전계제어 전극(7)를 게이트배선(12)의 에지부분에만 형성하고 있는 점과, 소스배선(4)의 양측의 공통전극(3)이 결합되어 일체화되어 있는 점에 있다.

이와 같은 구성은 소스배선측의 광 누출이 없는 경우에 유효하다. 왜냐하면, 본 실시형태 1-5 의 액정표시장치에서는, 소스배선(4)과 그것에 인접하는 공통전극(3)의 사이에 간극부가 없다. 그러므로, 소스배선측으로부터의 광 누출이 없고, 게이트배선측에만 전계제어 전극(7)을 형성하면 되기 때문이다.

앞에서도 설명한 바와 같이, 게이트배선에는 거의 모든 시간 -10 볼트 정도의 비선택전압이 인가되어 있다. 따라서, 본 실시형태 1-5 의 전계제어 전극에는 제로(0) 볼트 또는 약간의 정(正)의 전압을 인가해두는 것이 바람직하다.

그리고, 도 11에서는, 공통전극(3)이 소스배선(4)보다 하층에 있는 것으로 하고 있지만, 예를 들면 제 3 의 전극층을 형성하여 공통전극(3)을 소스배선(4)보다 상층에 형성하는 구성으로 하면, 소스배선으로부터의 전계가 차폐되므로 소스측으로부터의 광 누출을 더욱 저감할 수 있다.

또, 전계제어 전극(7)을 게이트배선(12)의 에지부분에만 형성하는 구성은, 소스배선(4)과 그 양측의 공통전극(3)이 겹쳐 있는 경우에 한정하지 않고, 예를 들면 소스배선(4)과 그 양측의 공통전극(3)의 간극부에 차광층이 형성되어 있는 경우 등 소스배선측의 광 누출이 없는 경우에 유효한 것은 물론이다.

(실시형태 1-6)

도 12는 본 발명의 실시형태 1-6 에 있어서의 액정표시장치의 구성을 나타낸 평면도이다. 도 1과 같은 부호를 붙인 부분은 실시형태 1-1 과 동일한 동작을 하는 것이므로 설명을 생략한다.

실시형태 1-1(도 1)과의 차이는, 본 실시형태 1-6 의 액정표시장치에는 전계제어 전극(7) 대신, 소스배선(4)과 게이트배선(12)의 주변에 액정의 수직 배향영역 (21)을 형성하고 있는 점에 있다.

이와 같이 해두면, 소스배선과 공통배선의 간극부 또는 게이트배선 주변부에 있어서의 액정분자는 기판면으로부터 일어선 상태에 있다.

편광판(10),(11)의 편광축은 직교 배치되어 있으므로, 이 부분의 표시는 흑(黑) 상태가 되어 소스배선(4)이나 게이트배선(12)의 전계에 의한 광 누출이 없어지고, 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 있다.

본 실시형태 1-6 에 있어서의 액정표시장치는, 예를 들면 다음과 같이 하여 제작할 수 있다.

먼저, 실시형태 1-1 과 동일한 순서에 의해 박막 트랜지스터가 매트릭스형으로 형성된 제 1 의 기판을 형성한다. 한편, 제 2 의 기판(2)위에는 RGB 의 3색이 도트형으로 배치된 컬러 필터층(8)을 형성해둔다.

이와 같이 제작된 2개의 기판에 제 1 의 배향막을 도포하고, 소정의 방향으로 러빙처리를 한다. 이어서, 수직 배향영역에만 제 2 의 배향막(수직 배향막)을 형성한다. 이 공정은, 예를 들면 수직 배향막을 전면에 도포한 후 포토 리소그라피기술에 의해 패터닝하면 된다.

그 후, 주변부를 시일제로 접착하고 액정을 주입ㆍ봉지(封止)하여 액정패널을 얻는다. 액정패널의 주변에 구동회로를 접속하여 액정표시장치를 얻는다.

(실시형태 1-7)

그리고, 본 실시형태는 상기 실시형태 1-6 에서 설명한 수직 배향영역을 전계제어 전극과 병용한 것이다. 그렇게 하면 양자의 효과가 상승(相乘)하여, 콘트라스트가 대폭적으로 향상된 액정표시장치를 얻을 수 있다.

다음, 본 실시형태의 액정표시장치의 제조방법을 설명한다.

먼저, 실시형태 1-1 과 동일한 순서에 의해 박막 트랜지스터가 매트릭스형으로 형성된 제 1 의 기판을 형성한다. 한편, 제 2 의 기판(2)위에는 RGB 의 3색이 도트형으로 배치된 컬러 필터층(8)을 형성해둔다.

이와 같이 제작된 2개의 기판에 배향막을 도포하고, 소정의 방향으로 러빙처리를 한다. 그 후, 주변부를 시일제로 접착하여 액정이 주입되어 있지 않은 패널(공(空)패널)을 얻는다. 공(空)패널은 전계제어 전극이 형성된 것으로, 예를 들면 도 9에 평면도를 나타낸 것으로 된다.

이 공(空)패널에 중량비 0.01% 에서 1％ 의 UV 경화성의 폴리머를함유한 액정을 주입ㆍ봉지(封止)한다. 그 후, 게이트배선(12), 소스배선(4), 공통배선(13)의 모두를 접지 상태로 하여, 전계제어 전극(7)에 10 볼트에서 수십 볼트의 AC 전압을 인가하면서 패널에 UV 광을 조사하여 폴리머를 경화한다.

AC 전압에 의해 전계제어 전극(7)의 아래에 있는 액정분자는 일어선 상태에 있으며, 이것이 UV 경화한 폴리머에 의해 고정되어 전계제어 전극(7)의 아래에만 수직 배향영역을 형성할 수 있다.

전계제어 전극(7)이 투명한 경우에는 전계제어 전극(7)측에서, 그렇지 않은 경우에는 박막 트랜지스터 기판측에서 UV 조사하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 얻어진 액정패널의 주변에 구동회로를 접속하여 액정표시장치가 제작된다.

본 실시형태 1-7 의 제조방법에 의하면, 배향막이 1 종류만으로도 되고, 또 미세한 배향막의 패터닝이 불필요해진다는 장점이 있다.

또, 수직 배향막을 형성할 때의 얼라이먼트 어긋남에 의해 수직 배향영역이 표시영역에 들어가 개구율이 저하되는 일도 없다.

그리고, UV 광의 조사시에 각 화소의 표시영역을 덮는 마스크를 이용하면, 표시부분에서 폴리머가 경화하지 않으므로, 더욱 양호한 표시특성을 얻을 수 있다.

(실시형태 1-8)

도 13에 본 실시형태의 액정표시장치의 평면도을 나타낸다. 각 부의 동작은 실시형태 1-1 과 동일하므로 도 1과 같은 기호를 붙여서 설명을 생략한다.

본 실시형태 1-8 은 도 1의 구성에 있어서 공통전극의 단부(端部)를 연결하여 빗살무늬형(型)을 닫은 전극 구조로 한 것이다.

이와 같은 구성에 있어서도 실시형태 1-1 과 마찬가지로, 고(高)콘트라스트이고 개구율이 높은 액정표시장치를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 실시형태 1-2 ∼ 실시형태 1-6 에서 개시한 어떤 실시형태도 본 실에 나타낸 닫은 빗살무늬형 전극과 조합시킬 수 있다.

상기 7가지 실시형태에서 전계제어 전극은 소스배선이나 게이트배선을 완전히 덮는 것으로 하였는데, 최소한 에지부분을 덮고 있으면 본 발명의 효과는 충분히 얻을 수 있다.

예를 들면, 소스배선 또는 게이트배선의 중앙부의 전계제어 전극을 도려낸 구성으로 하면, 이들 배선의 부하용량을 감소시켜서 신호파형의 변형을 저감하고, 대화면 표시에 있어서의 표시불균일의 발생을 방지할 수 있다.

[제 2 의 발명군]

제 2 의 발명군은 소스배선에서 발생하는 전계가 표시영역내에 있어서의 표시특성에 영향을 주지 않을 정도까지 충분히 이 전계의 차폐를 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 이와 같은 구성에 의해, 크로스 토크의 발생을 방지할 수 있고 고품질의 표시특성을 가지는 액정표시장치가 실현된다.

다음에, 제 2 의 발명군의 구체적인 구성으로서 실시형태 2-1 ∼ 실시형태 2-4 를 예시한다.

(실시형태 2-1)

도 14는 본 발명의 실시형태 2-1 에 있어서의 액정표시장치의 1 화소의 구성을 나타낸 도면, 도 15는 도 14에 있어서의 B-B' 단면도, 도 16은 도 14에 있어서의 A-A' 단면도이며, 소스배선과 그 가까이의 표시부에 있어서의 전계의 양태를 모식적으로 나타낸 도면이다.

그리고, 도 29 및 도 30에 나타낸 종래예와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙여서 상세한 설명은 생략한다.

도 14에 있어서, 51 은 게이트 구동회로로부터의 주사신호를 공급하는 게이트배선, 52a, 52b 는 소스구동회로로부터의 영상신호를 공급하는 소스배선이다.

그리고, 설명의 편의상, 도 14의 우측에 위치하는 소스배선을 참조부호 52a 로 나타내고, 도 14의 우측에 위치하는 소스배선을 참조부호 52b 로 나타내고, 또 소스배선을 총칭할 때에는 참조부호 52 로 나타내기로 한다.

이 소스배선(52)과 게이트배선(51)과의 교차부 가까이에는, 반도체층으로 구성되는 스위칭소자로서의 TFT(55)가 형성되어 있다.

53 은 TFT(55)를 통하여 소스배선(52)과 접속된 화소전극, 54 는 기준 전위로 되는 공통전극이다. 이 공통전극(54)은 각 화소마다 공통배선(54c)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

그리고, 이들 게이트배선(51). 소스배선(52), TFT(55), 화소전극(53) 및 공통전극(54) 등은 어레이기판(60) 위에 형성되어 있다.

또, 80 은 대향기판(61)에 형성된 전계차폐 전극이며, 소스배선(52)에서 발생하는 전계가 표시부에 영향을 미치지 않도록 해당 전계를 차폐하는 작용을 한다.

본 실시형태에서는, 전계차폐 전극(80)은 불투명 전극이며, 블랙 매트릭스 (BM)를 겸용하고 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 전계차폐 전극(80)은 도 29및 도 30에 나타낸 종래예의 도전성 차광막(58)에 해당하는 것이다.

이 전계차폐 전극(80)은 상기 게이트배선(51)(또는 소스배선(52))과 화소전극(53)(또는 공통전극(54))과의 간극부를 최소한 덮도록 배치되어 있다.

또, 59 는 컬러 필터로, 상기 전계차폐 전극(80)사이의 개구부에 형성되어 각 화소마다 적색, 녹색, 청색중 어느 하나의 색층(色層)을 가지고 있으며, 액정표시장치 전체에서는 이 3색을 반복하는 배치로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 어레이기판(60)과 대향기판(61)이 기판 위에 살포된 비드(도시하지 않음)에 의해 일정한 갭을 유지하면서 액정(57)을 통하여 대향하고, 주위를 시일제 등으로 봉지되어 액정패널을 구성하고 있다.

전술한 바와 같이 구성된 액정패널의 소스배선단(端)에 소스신호 구동회로가 접속되고, 게이트배선단(端)에는 게이트 구동회로가 접속되고, 각각의 구동회로상에 있는 IC 등의 구동회로소자에는 콘트롤러에서 콘트롤신호나 전원이 플랫케이블 등을 통하여 급전(給電)되고 있다.

그리고, 소스신호 구동회로로부터의 소스신호는 1 프레임마다 극성이 반전하는 신호이며, 이로써 컬럼 반전구동이 행해진다.

여기서, 주목할 것은 공통전극(54)의 폭(Wcom) 및 전계차폐 전극(80)의 폭 (Wbm)이 다음의 식을 만족하도록 구성되어 있는 것이다.

Wbm ≥ Ws

또한,

Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15

상기 식에 있어서, Ws 는 소스배선폭, Wbm 은 전계차폐 전극폭, Wcom 은 공통전극의 폭, d 는 2 매의 기판(60),(61)간의 거리, Vmax 는 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치, s 는 회소전극(53)과 공통전극(54)의 간격을 나타낸다.

이와 같이, 공통전극(54)의 폭(Wcom) 및 전계차폐 전극(80)을 상기의 식 10, 11 을 만족하도록 구성함으로써, 소스배선(52)에서 발생하는 전계를 충분히 차폐할 수 있고, 크로스토크가 없는 고품질의 표시특성을 가지는 액정표시장치가 실현된다.

그리고, 공통전극(54)의 폭(Wcom) 및 전계차폐 전극(80)을 상기의 식 10, 11 을 만족하도록 구성한 경우에, 상기의 크로스 토크가 없는 고품질의 표시특성이 얻어지는 이유에 대해서는, 후에 상세하게 설명하기로 한다.

본 실시형태에 있어서의 액정표시장치는, 예를 들면 다음과 같이 하여 제작할 수 있다.

먼저, 어레이기판이 되는 유리 위에 알루미늄(Al)을 주성분으로 하는 제 1 의 도전층을 스퍼터법 등으로 성막한 후, 포토리소그라피법으로 동일 평면형상으로 패턴 형성하여 게이트배선(51), 공통전극(54), 공통배선(54c)을 얻는다.

이어서, CVD 법 등에 의해 질화규소(Slnx) 등의 절연층(56)을 퇴적시킨 후, a - Si 등으로 이루어지는 반도체층을 CVD 법 등으로 형성한다. 또한, 제 1 의 도전층과 동일한 공정에서 제 2 의 도전막층을 형성, 패터닝하여 소스배선(52), 화소전극 (53) 및 TFT(55)를 얻는다. 그 후, TFT 나 전극을 보호하기 위해 제 2 의 절연막을 형성해도 된다.

또, 도전층으로서 사용하는 재료는 배선 저항이 낮은 금속이 바람직하지만, 특히 알루미늄계 금속으로 한정하는 것은 아니고, 또 단층막이라도 다층막이라도 된다.

한편, 대향기판이 되는 유리기판 위에는, 금속(Cr)을 스퍼터 등에 의해 성막 후, 포토 리소그라피법으로 동일 평면형상으로 패턴 형성하여 도전성 블랙 매트릭스(전계차폐 전극(80)에 해당)를 얻는다.

다음에, RGB 의 3색을 각각의 색소를 가지는 수지를 차례로 패턴형성하고, 도트형으로 배치된 컬러 필터층(59)을 얻는다.

그 후, Cr 등에 의한 액정층에의 오염을 방지하기 위해 아크릴 등의 수지에 의해 대향기판(61)전체에 오버 코트층의 형성을 해도 된다.

이와 같이 제작된 2개의 기판(60),(61)에 배향막을 도포하고, 소정의 방향으로 러빙처리를 하여 기판(60),(61)사이에 수지 스페이서를 협지한 상태에서 주변부를 시일제로 접착한 후, 액정(57)을 주입하고 봉지(封止)하여 액정패널을 얻는다. 그 후, 액정패널의 주변에 구동회로를 접속하여 액정표시장치를 얻는다.

이 액정표시장치의 동작은 다음과 같은 것이다.

먼저, 콘트롤러로부터의 신호에 의해, 게이트 구동회로로부터는 순차 주사신호가 각 게이트배선(51)으로 공급되고, 소스구동회로로부터는 영상신호가 각 소스배선(52)으로 공급된다.

다음에, 게이트배선(51)을 통하여 공급된 주사신호에 의해, 게이트배선에 접속된 TFT(55)가 선택적으로 스위칭되고, TFT(55)의 온(ON) 기간에 소스배선(52)을 통하여 공급되는 영상신호가 TFT 를 통하여 화소전극(53)으로 공급된다.

이 화소전극(53)에 공급된 전위와 기준전위가 되는 공통전극(54)의 전위와의 사이에서 전계를 발생시켜서 전극 사이에 배향시킨 액정(57)의 움직임을 제어하고 있다.

액정패널의 어레이기판측에는 냉음극관으로 이루어지는 백라이트가 배치되어 있으며, 이 백라이트로부터의 광을 전술한 바와 같이 액정을 제어함으로써 계조 (階調)표시를 한다.

다음에, 본 발명의 주된 특징인 전계차폐의 원리에 대하여 설명한다.

본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 소스배선 폭을 Ws, 전계차폐 전극 폭을 Wbm, 공통전극의 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

Wbm ≥ Ws

또한, Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15

를 만족시키도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성하면 소스배선(52)으로부터의 전계를 충분히 차폐할 수 있는 이유를 다음에 상세히 설명한다.

본 발명자는 예의 검토를 거듭한 결과, 상기 소스배선으로부터의 전계가 표시부의 전계에 미치는 영향과, 액정소자의 구성요소의 파라미터인 전극 폭, 전극 간격, 기판간 거리, 소스신호의 진폭치와의 사이에 상관 관계가 있는 것을 발견하였다.

구체적으로 설명하면, 다음과 같다.

① 소스배선으로부터의 전계에 관한 공통전극 폭(Wcom)과 소스신호의 진폭치와의 관계

소스배선에서 발생하는 불필요한 전계의 강도는 소스신호 진폭에 비례하여 강해지므로, 이 전계를 차폐하는 공통전극은 소스신호 진폭 강도에 비례하여 전극폭을 넓힐 필요가 있다.

일반적으로 소스배선에서 발생하는 전계의 강도는, 이 소스신호 진폭치에 비례하는 것이지만, 이 전계를 차폐하는 공통전극과의 사이에는 1n(자연 대수(代數)를 정수로 하는 Log 를 의미함)에 비례하는 것을 발견하였다.

따라서, 소스배선에서 발생하는 전계를 차폐하기 위해서는, 소스신호 진폭의 최대치(Vmax)를 고려하여 공통전극 폭(Vcom)이 최소한 k1ㆍ1n(Vmax)보다 크게 할 필요가 있다고 생각된다(단, k1 은 정수).

② 소스배선으로부터의 전계에 관한 공통전극 폭(Wcom)과 소스신호의 전극간격(s)과의 관계

전계 강도는 거리에 반비례하므로, 액정을 구동하는 화소전극과 공통전극의 전극 간격(s)이 넓어지면 소스배선으로부터의 전계의 영향을 받기 어려워지므로, 공통전극 폭(Wcom)을 좁게 할 수 있다.

따라서, 공통전극 폭(Vcom)을 결정할 때, k2ㆍs 를 파라미터로서 고려할 필요가 있다(단, k2 는 정수).

③ 소스배선으로부터의 전계에 관한 공통전극 폭(Wcom)과 기판간 거리(d)와의 관계

기판간 거리(d)에 대해서도 기판간 거리(d)가 작아지면, 소스배선으로부터의 전계의 영향을 받기 어려워지므로, 공통전극 폭을 좁게 할 수 있다.

따라서, 공통전극 폭(Vcom)을 결정할 때, k3ㆍd 를 파라미터로서 고려할 필요가 있다(단, k3 은 정수).

④ 소스배선으로부터의 전계에 관한 공통전극 폭(Wcom)과 소스배선 폭(Ws)과의 관계

소스배선상에 배치되는 전계차폐 전극에 대해서는, 소스배선 폭보다 좁으면, 소스배선으로부터의 전계를 차폐하는데 충분한 효과를 얻을 수 없으므로, 소스배선 이상의 전극폭이 필요해진다.

상기 ① ∼ ④ 의 상관관계에서 소스배선으로부터의 불필요한 전계를 유효하게 차폐하기 위한 액정표시장치의 구성으로서는, 상기 ① ∼ ③ 의 상관관계에서 유도되는 Wcom ≥ k1ㆍln(Vmax) ＋ k2 ㆍ d - k3 ㆍs - k4 의 조건식(단, k3 은 정수)과, 상기 ④ 의 상관관계에서 유도되는 Wbm ≥Ws 의 조건식인 2개의 조건식을만족시킬 필요가 있다는 것을 추론할 수 있다.

그리고, 상기 추론에 의거하여 본 발명자들의 실험 등에 의해 상기의 정수 k1, k2, k3, k4 의 최적치를 구하고, Wbm ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 의 조건식을 발견한 것이다.

그리고, 본 발명자들의 실험 결과에 의하면, 바람직하게는 Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 12 의 조건식을 만족시키는 편이 좋고, 이와 같은 조건식이라면 더욱 전계 차폐의 효과가 향상하고, 크로스 토크를 거의 인식할 수 없는 레벨의 표시가 가능해진다.

본 실시형태에 관한 액정표시장치에 있어서는, 소스배선 폭을 6㎛, 전계차폐 전극 폭을 16㎛, 기판간 거리가 4㎛, 소스배선(52)에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치가 14V, 화소전극(53)과 공통전극(54)의 간격이 10㎛ 이며, 전술한 조건식을 만족시키도록 공통전극(54)의 폭을 9㎛ 로 되어 있다.

그리고, 이 때의 공통전극(54)의 전위는 소스신호의 중간치인 7V, 화소전극 (53)에는 회색 표시를 위한 10V 및 4V 가 번갈아 인가되어 있다.

이 구성에 의해 도 16에 나타낸 바와 같이 공통전극(54)이 충분히 폭넓게 형성되어 있으므로, 소스배선(52)에서 발생하는 전계를 충분이 차폐할 수 있어, 크로스 토크의 발생을 억제한 양호한 투과율 분포를 얻을 수 있었다.

상기 예에서는 전계차폐 전극이 블랙 매트릭스를 겸용하고 있었지만, 도 17에 나타낸 블랙 매트릭스(58)상에 별도의 전계차폐 전극(80a)을 형성하는 구성으로 해도 된다.

이 경우 블랙 매트릭스(58)의 형성재료로서 도전성을 필요로 하지 않으므로, 수지재료를 사용할 수 있게 되고, 예를 들면 스핀코트 등의 도포법으로 간단하게 블랙 매트릭스(58)를 형성할 수 있게 된다.

또, 전계차폐 전극(80a)에 의해 표시부(M)에 대한 전계의 영향을 억제하고, 블랙 매트릭스(58)에 의해 비스듬한 시야 방향에 대한 차광을 충분히 할 수 있게 된다.

또, 다른 변형예로서는, 전계차폐 전극(80(80a))과 공통전극(54c)을 전기적으로 접속하도록 해도 되며, 이와 같이 하면, 전계차폐 전극(80(80a))의 전위가 안정되어 더욱 전계차폐 효과가 얻을 수 있게 된다.

또, 소스배선(52b)과 공통전극(54)과의 간격을 L 로 하면, 상기 조건식 10, 조건식 11에 더하여 조건식 Wbm ≤ Ws ＋ L2 ＋2Wcom 도 동시에 만족시킴으로써, 전계차폐 전극이 필요 이상으로 확대하지 않고 개구율의 저하를 억제할 수 있다.

이어서, 본 발명자들은 소스배선으로부터의 전계에 관하여, 전극 폭, 전극간격, 기판간 거리, 소스신호의 진폭치와의 사이에 상기 상관관계가 있는 것 및 그 상관관계에서 유도되는 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 의 유효성에 대하여 다음의 실험을 하였다.

(실험예 1)

공통전극 폭을 7㎛ 로 한 것 이외에는 상기의 실시형태 2-1 과 동일한 구성의 액정표시장치를 제작하고, 소스배선(2)에 공급하는 소스신호 진폭의 최대치(Vmax)가 14V, 8V, 5V 로 인가하였다. 이 때의 전계와 투과율 분포의 양태를 각각 도 18a ∼ 18c 에 나타낸다.

소스신호 진폭의 최대치(Vmax)가 8V, 5V 인 경우에는 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 를 만족하고, 소스배선으로부터의 전계의 영향을 받고 있지 않은 경우의 표시부의 투과율 분포에 대하여 플러스 10% 이내로 억제되었다.

이것에 대하여, 14V 인 경우에는 상기 식을 만족하지 않으므로, 30% 이상 투과율 분포가 높아져서 크로스 토크가 확인되었다.

따라서, 소스신호 진폭의 최대치(Vmax)가 소스배선으로부터의 전계에 영향을 미치는 것이 확인되어, Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 를 충족하면 크로스 토크를 방지할 수 있는 것을 입증할 수 있었다.

그리고, 5V 의 경우에는 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 12 를 충족하고 있으며, 투과율 분포의 상승은 5% 이내로 억제되어 크로스 토크는 거의 인식할 수 없는 레벨이었다.

따라서, 바람직하게로는 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 12 를 충족할 필요가 있다는 것이 입증되었다.

(실험예 2)

공통전극과 화소전극과의 전극 간격(s)을 15㎛, 공통전극 폭(Wcom)을 7㎛ 로 한 것 이외는, 상기 실시형태 2-1 과 동일한 구성의 액정표시장치를 제작하고, 소스배선(2)에 공급하는 소스신호 진폭의 최대치(Vmax)가 15V 로 인가하였다. 이때의 전계와 투과율 분포의 양태를 도 19에 나타낸다.

이 경우에는 전극 간격(s)이 넓어져 있으므로, 실시형태 2-1 에서 사용한 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 에서 공통전극 폭을 4㎛ 이상으로 하면 되고, 공통전극 폭을 7㎛ 로 하고 있으므로, 투과율 분포의 상승을 억제하여 크로스 토크의 발생을 억제할 수 있었다.

따라서, 소스배선으로부터의 전계를 유효하게 차폐하는데는 전극간격(s)을 작게 하면 공통전극 폭(Wcom)을 좁게 하는 것이 확인되어 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 를 충족하면 크로스 토크를 방지할 수 있다는 것을 입증할 수 있었다.

(실험예 3)

어레이기판과 대향기판과의 기판간격(d)을 3.5㎛ 또는 3㎛, 공통전극 폭(W com)을 7㎛ 로 한 것 이외는 실시형태 2-1 과 동일한 구성의 액정표시장치를 제작하고, 소스배선(2)에 공급하는 소스신호 진폭의 최대치(Vmax)를 1.5V 로 인가하였다. 이 때의 전계와 투과율 분포의 양태를 도 20a, 도 20b 에 나타낸다.

도 20a 는 기판간격(d)을 3.5㎛ 로 한 경우를 나타내고, 도 20b 는 기판간격 (d)을 3㎛ 로 한 경우를 나타내고 있다.

이 실험예 3에서는 기판간격(d)이 좁게 되어 있으므로, 실시형태 2-1 에서 사용한 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 에서 공통전극 폭을 6㎛ 이상으로 하면 되고, 공통전극 폭을 7㎛ 로 하고 있으므로, 투과율 분포의 상승을 억제하여 크로스 토크의 발생을 억제할 수 있었다.

따라서, 소스배선으로부터의 전계를 유효하게 차폐하는데는 기판간격(d)을 좁게 하면 공통전극 폭(Wcom)을 좁게 하는 것이 확인되어 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15 를 충족하면 크로스 토크를 방지할 수 있다는 것을 입증할 수 있었다.

(실시형태 2-2)

실시형태 2-1 에 있어서의 액정표시장치를 사용하고, 소스구동회로에서 공급되는 영상신호를 게이트구동회로에서 공급되는 주사신호의 1 주사기간마다 극성을 반전시킨 도트반전구동을 하고, 또한

Wbm ≥ Ws

또한,

Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 17

를 만족시키도록 공통전극(4)의 폭을 7㎛ 로 하고, 실시형태 2-1 과 동일하게 동작시켰다.

그리고, 소스구동회로에서 공급되는 영상신호는 도 4a에 나타낸 바와 같은 최대 진폭이 -7V 에서 ＋7V 의 신호 파형을 가지는 신호이다.

상기 구성에 의하면, 1 주사기간마다 소스배선의 극성이 반전하므로, 소스배선에서 발생하는 전계강도가 실시형태 2-1 과 비교하여 실효적으로 작아지므로, 상기 조건식 11 보다 공통전극 폭을 작게 할 수 있고(조건식 12 를 만족하게 됨), 그만큼 개구율을 향상하여 밝은 액정표시장치를 실현할 수 있다.

(실시형태 2-3)

도 21은 본 발명의 실시형태 2-3 에 있어서의 액정표시장치를 구성하는 1 화소의 단면을 나타낸 도면이며, 실시형태 2-1 에 있어서의 도 15에 나타낸 단면과 거의 같은 부근을 나타내고 있다.

본 실시형태가 실시형태 2-1 과 다른 것은, 어레이기판(60)과 대향기판(61)의 기판간 거리(d)를 형성하기 위한 스페이서(62a)가 도전성을 가지고 있으며, 또한 이 도전성 스페이서(62a)가 블랙 매트릭스를 겸용하는 전계차폐 전극(80)과 공통전극(54)의 양쪽에 접촉하여, 이 도전성 스페이서(62a)에 의해 전계차폐 전극 (80)과 공통전극(54)이 전기적으로 도통하고 있는 점이다.

상기 구성에 의해 전계차폐 전극(80)과 공통전극(54)을 전기적으로 접속하는 배선이나 공정을 생략할 수 있고, 또 통상은 스페이서는 1 화소에 1개 이상의 비율로 살포되므로, 전계차폐 전극(80)과 공통전극(54)의 전위가 액정패널 전면에서 균일하게 되어, 보다 안정된 전계차폐효과가 얻어진다.

(실시형태 2-4)

도 22는 본 발명의 실시형태 2-4 에 있어서의 액정표시장치를 구성하는 1 화소의 단면을 나타낸 도면이며, 실시형태 2-3 에 있어서의 도 21에 나타낸 단면과 거의 같은 부근을 나타내고 있다.

본 실시형태가 실시형태 2-3 과 다른 것은, 어레이기판(60)과 대향기판(61)의 기판간 거리(d)를 형성하기 위한 스페이서(62b)가 대향기판(61)의 전계차폐 전극(80)상에 돌기로서 일체적으로 형성되고, 또한 이 돌기가 도전성을 가지고 있으며, 이 도전성 스페이서(62b)가 공통전극(54)에 접촉하여, 이 도전성 스페이서 (62b)에 의해 전계차폐 전극(80)과 공통전극(54)이 전기적으로 도통하고 있는 점이다.

상기 구성에 의해 스페이서를 살포하는 공정을 생략할 수 있이고, 또한 스페이서의 위치를 고정할 수 있으므로, 공통전극(54)과 확실하게 접촉시킬 수 있어 전계차폐 전극(80)과 공통전극(54)의 전위가 액정패널 전면에서 더욱 균일해져서 보다 안정된 전계차폐효과가 얻어진다.

그리고, 도 23에 나타낸 바와 같이, 전계차폐 전극(81a)을 블랙 매트릭스 (58)와는 별도의 구성으로 하고, 또한 이 전계차폐 전극(81a)을 돌기 스페이서 (62b) 및 블랙 매트릭스(58)를 덮도록 형성해도 된다.

(실시형태 2-5)

도 24는 본 발명의 실시형태 2-5 에 있어서의 액정표시장치를 구성하는 1 화소의 단면을 나타낸 도면이며, 실시형태 2-1 에 있어서의 도 15에 나타낸 단면과 거의 같은 부근을 나타내고 있다.

본 실시형태가 실시형태 2-1 과 다른 것은, 대향기판(61)상에 전계차폐 전극을 형성하고 있지 않은 점과,

Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 12

를 만족시키도록 공통전극(54)의 폭이 10㎛ 로 되어 있는 점이다.

상기 구성에 의하면, 블랙 매트릭스(58)의 형성재료로서, 도전성을 필요로 하지 않으므로, 수지재료를 사용할 수 있게 되고, 예를 들면 스핀 코트 등의 도포법으로 간단하게 블랙 매트릭스를 형성할 수 있게 된다.

또, 별도의 전계차폐 전극을 형성하지 않아도 되므로, 공정을 간략화할 수 있다.

또, 이 구성에 의해 도 25에 나타낸 바와 같이, 대향기판(61)상에 전계차폐 전극이 형성되어 있지 않은 경우에도 공통전극(54)이 충분히 폭넓게 형성되어 있으므로, 소스배선(52)에서 발생하는 전계를 충분히 차폐할 수 있어, 크로스 토크의 발생을 억제한 양호한 투과율 분포가 얻어진다.

(실시형태 2-6)

실시형태 2-5 에 있어서의 액정표시장치를 사용하여, 소스구동회로에서 공급되는 영상신호를 게이트구동회로에서 공급되는 주사신호의 1 주사기간 마다 극성을 반전시키고,

Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15

를 만족시키도록 공통전극(54)의 폭을 7㎛ 로 하고, 실시형태 2-5 와 마찬가지로 동작시켰다.

상기 구성에 의하면, 1 주사기간마다 소스배선의 극성이 반전하므로, 소스배선에서 발생하는 전계강도가 실시형태 2-1 과 비교하여 실효적으로 작아지므로, 상기 조건식 13 보다 공통전극 폭을 작게 할 수 있어(조건식 14 를 만족하게 됨), 그만큼 개구율을 향상시키고 밝은 액정표시장치를 실현할 수 잇다.

이상과 같이 본 발명의 구성에 의하면, 본 발명의 각 과제를 충분히 달성할 수 있다. 구체적으로는 다음과 같다.

(1) 소스배선 또는 게이트배선 가까이의 액정에 기판에 수직인 전계가 인가되어 액정분자가 기판 수직방향으로 향하므로, 광 누출이 방지되어 콘트라스트가 향상된다.

(2) 소스배선 또는 게이트배선 가까이의 액정을 수직 배향처리하고 있으므로, 광 누출이 방지되어 콘트라스트가 향상된다.

(3) 소스배선 또는 게이트배선 가까이의 광 누출을 방지하기 위한 블랙 매트릭스가 불필요해지거나 또는 그 폭을 좁게 할 수 있으므로, 개구율이 상승하여 밝은 표시를 할 수 있다.

(4) 전계제어 전극을 사용하여 수직 배향영역을 형성하고 있으므로, 간단한 프로세스로 높은 위치 정밀도의 수직 배향영역을 형성할 수 있다.

(5) 상기 (1) ∼ (4)에서 광(廣)시야각, 고(高)콘트라스트, 고(高)휘도의 액정표시장치를 저(低)코스트 프로세스로 제작할 수 있으므로 산업상의 가치는 매우 크다.

(6) 액정표시소자의 구성요소의 파라미터가 어떤 경우에도 소스배선으로부터의 불필요한 전계를 억제하여, 크로스 토크의 발생이 없는 표시품질이 높은 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (23)

1. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

   상기 1 쌍의 기판중 다른 쪽의 기판 위에는 전계제어 전극이 형성되어 있으며, 상기 전계제어 전극은 상기 소스배선의 에지(edge)부를 덮도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전계제어 전극이 투명물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 전계제어 전극의 폭(W)이 대응하는 소스배선의 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극의 먼 쪽의 에지 간격을 L1, 가까운 쪽의 에지 간격을 L2, 상기 화소전극 또는 공통전극의 폭을 Wcom 으로 한 경우,

   L2 - Wcom ≤ W ≤ L1

   의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전계제어 전극이 불투명 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 전계제어 전극의 폭(W)이 대응하는 소스배선의 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극의 먼 쪽의 에지 간격을 L1, 가까운 쪽의 에지 간격을 L2, 상기 화소전극 또는 공통전극의 폭을 Wcom 으로 한 경우,

   L2 - Wcom ≤ W ≤ L2 ＋ Wcom

   의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

   상기 1 쌍의 기판중 다른 쪽의 기판 위에는 전계제어 전극이 형성되어 있으며, 상기 전계제어 전극은 상기 게이트배선의 에지(edge)부를 덮도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 전계제어 전극이 상기 소스배선의 가까이도 덮고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 액정층의 유전 이방성이 정(正)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성되고, 상기 1 쌍의 기판중 다른 쪽의 기판 위에는 소스배선과 거의 겹치는 전계제어 전극이 형성된 구조의 액정표시장치의 구동방법으로서,

   상기 소스배선에 인가되는 전압과 역(逆) 극성의 전압을, 상기 전계제어 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
10. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

    상기 액정층은 상기 소스전극과 그 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극과의 간격부 또는 상기 게이트배선과 그 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극과의 간격부중 최소한 한 쪽에서 미리 액정이 수직배향하고 있는 수직배향 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 소스배선 또는 상기 게이트배선중 최소한 한 쪽의 에지부를 덮도록 배치된 전계제어 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성되고, 상기 액정층은 최소한 상기 소스배선과 그 양측에 인접하는 화소전극 또는 공통전극과의 간격부에서 수직배향되고, 상기 소스배선 또는 상기 게이트배선중 최소한 한 쪽의 에지부를 덮도록 상기 다른 쪽의 기판 위에 형성된 전계제어 전극을 구비한 액정표시장치의 제조방법에 있어서,

    고분자를 포함하는 액정을 전계제어 전극에 전압을 인가하면서 UV 경화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
13. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

    상기 다른 쪽의 기판 위에 소스배선과 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되고, 상기 소스배선 폭을 Ws, 상기 전계차폐 전극 폭을 Wbm, 상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

    Wbm ≥ Ws 또한 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15

    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
14. 제13항에 있어서, 전계차폐 전극이 공통전극과 화소전극에 의해 형성되는 표시영역으로 밀려나지 않는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
15. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

    상기 소스배선에 인가되는 영상신호의 극성이 1 프레임 내에서 최소한 복수회 반전하고, 상기 다른 쪽의 기판 위에 소스배선과 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되고, 상기 소스배선 폭을 Ws, 상기 전계차폐 전극 폭을 Wbm, 상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

    Wbm ≥ Ws 또한 Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 17

    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
16. 제13항에 있어서, 전계차폐 전극이 도전성 재료로 형성된 블랙 매트릭스인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
17. 제13항에 있어서, 전계차폐 전극이 블랙 매트릭스 위에 형성되고, 전계차폐 전극의 폭이 블랙 매트릭스의 폭보다 좁게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
18. 제13항에 있어서, 전계차폐 전극이 공통전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
19. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

    상기 다른 쪽의 기판 위에서 상기 소스배선 및 상기 공통전극중 최소한 일부와 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되고, 상기 전계차폐 전극과 상기 공통 통전(通電) 전극이 도전성 스페이서에 의해 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
20. 제19항에 있어서, 도전성(導電性) 스페이서가 적어도 어느 한 쪽의 기판 위에 형성된 도전성을 가지는 돌기인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
21. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

    상기 다른 쪽의 기판 위에는 상기 공통전극에 접하는 위치에 돌기가, 상기 소스배선에 겹치는 위치에 전계차폐 전극이 형성되어 있으며, 상기 전계차폐 전극의 일부가 상기 돌기상에 형성되고, 상기 전계차폐 전극과 상기 공통전극이 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
22. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

    상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

    Wcom ≥5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 12

    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
23. 액정층을 협지하여 대향하는 2 매의 기판중, 한 쪽 기판의 대향면측에는 매트릭스형으로 배치된 소스배선 및 게이트배선, 상기 소스배선과 게이트배선의 각 교차점에 대응하여 형성된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극 및 상기 화소전극과 대향하여 상기 소스배선을 따라서 형성된 공통전극이 형성된 구조의 액정표시장치에 있어서,

    상기 소스배선에 인가되는 영상신호의 극성이 1 프레임내에서 최소한 복수회 반전하여, 상기 공통전극 폭을 Wcom, 상기 2 매의 기판간 거리를 d, 상기 소스배선에 공급되는 신호전압 진폭의 최대치를 Vmax, 상기 화소전극과 공통전극의 간격을 s 로 하면,

    Wcom ≥ 5 ln(Vmax) ＋ 5d - s - 15

    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.