KR20050021121A - Liquid Crystal Display device - Google Patents

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KR20050021121A
KR20050021121A KR1020030059221A KR20030059221A KR20050021121A KR 20050021121 A KR20050021121 A KR 20050021121A KR 1020030059221 A KR1020030059221 A KR 1020030059221A KR 20030059221 A KR20030059221 A KR 20030059221A KR 20050021121 A KR20050021121 A KR 20050021121A
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다케시타후사유끼
이건종
유재진
최낙초
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: An LCD(Liquid Crystal Display) is provided to acquire the same wiring resistance as the conventional LCD in spite of narrowing the width of electrode, thereby enlarging an aperture ratio without the increase of the wiring resistance, by forming at least one of a pixel electrode and a common electrode to have a three-dimensional structure. CONSTITUTION: An IPS(In-Plane Switching) mode LCD has a pair of substrates(100,110), a liquid crystal layer(120) between the substrates, and a plurality of the first and the second electrodes(a,b) on one of the substrates. The first and the second electrodes are formed for driving liquid crystals of the liquid crystal layer. The first electrodes or the second electrodes have three-dimensional structures and have the width of 0.1 to 5.0 micrometers. Also, the first electrodes or the second electrodes protrude from the lower end(or the upper end) of the liquid crystal layer toward the inside of the liquid crystal layer which is greater than 0.3 micrometers. Distance between the first electrodes and the second electrodes has 1 to 12 micrometers.

Description

액정표시소자{Liquid Crystal Display device}Liquid crystal display device

본 발명은 휴대전화, PC, TV 등에 사용되는 액정표시소자(liquid crystal display)에 관한 것으로, 특히 개구율과 응답속도 특성을 개선할 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to liquid crystal displays used in cellular phones, PCs, TVs, and the like, and more particularly, to liquid crystal display devices capable of improving aperture ratio and response speed characteristics.

액정표시소자는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정분자를 움직이므로써 이에 따라 달리지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표시하는 장치이다. The liquid crystal display device is formed by arranging two substrates on which the field generating electrodes are formed, facing the surfaces on which the two electrodes are formed, injecting a liquid crystal material between the two substrates, and then applying a voltage to the two electrodes. It is a device that displays an image by the transmittance of light which is moved accordingly by moving liquid crystal molecules by an electric field.

이들 액정표시소자는 다양한 형태를 갖는데, 현재 박막트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시소자가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다. These liquid crystal display devices have various forms. Currently, active matrix liquid crystal display devices in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistors are arranged in a matrix manner have attracted the most attention due to their excellent resolution and ability to implement video.

상기 소자는 통상, 하부기판에 화소전극이 형성되어 있고, 상부기판에 공통전극이 형성되어 있는 구조로, 두 전극 사이에 걸리는 기판에 수직한 방향의 전기장에 의해 액정 분자를 구동하는 방식이다. 이는 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상판의 공통전극이 접지역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정셀의 파괴를 방지할 수 있다. In general, the device has a structure in which a pixel electrode is formed on a lower substrate, and a common electrode is formed on an upper substrate, and the liquid crystal molecules are driven by an electric field perpendicular to the substrate applied between the two electrodes. This is excellent in the characteristics such as transmittance and aperture ratio, and the common electrode of the upper plate serves as a ground role can prevent the destruction of the liquid crystal cell due to static electricity.

그러나, 이와 같은 액정표시소자는 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 갖고 있다. 이를 극복하기 위해 여러 가지 방법이 제시되었는데, 그중의 한 예가 횡전계방식 즉, IPS(In-Plane Switching) 모드 액정표시소자이다. However, such a liquid crystal display device has a disadvantage that the viewing angle characteristics are not excellent. In order to overcome this, various methods have been proposed, one of which is a transverse electric field method, that is, an In-Plane Switching (IPS) mode liquid crystal display device.

횡전계방식 액정표시소자는 이미 20년 이상전에 발표되었지만 최근에야, 넓은 시야각이 주목되어 액티브 매트릭스형 액정패널에 이용되고 있다. 특히, 광학 보상판을 사용하지 않더라도 넓은 시야각이 얻어지므로 주로 TV용으로 많이 사용되고 있다. The transverse electric field type liquid crystal display device has already been announced more than 20 years ago, but recently, a wide viewing angle has been attracting attention and has been used in an active matrix liquid crystal panel. In particular, since a wide viewing angle is obtained even without using an optical compensation plate, it is mainly used for TV.

횡전계방식 액정표시소자는 일반적으로 2장의 편향판 사이에 투명한 제 1 기판과 제 2 기판이 배치되고, 제 1 및 제 2 기판 사이에는 2-10㎛ 두께의 액정 분자가 협지되며, 어느 한쪽의 기판 상에는 2개의 전극(화소전극, 공통전극)이 빗살 형상으로 교합되어, 액정 분자에 횡전계를 가하는 구조로 되어 있다. In the transverse electric field type liquid crystal display device, a transparent first substrate and a second substrate are generally disposed between two deflection plates, and liquid crystal molecules having a thickness of 2-10 μm are sandwiched between the first and second substrates. On the substrate, two electrodes (pixel electrode, common electrode) are combined in a comb-tooth shape to form a structure in which a transverse electric field is applied to the liquid crystal molecules.

따라서, 화소전극과 공통전극 사이에 인가된 전압에 의해 전극간의 액정 분자 배열을 평면적으로 변화시켜 빛의 투과율을 변조하고 화상을 표시하는 방식으로 소자 구동이 이루어지게 된다. Accordingly, device driving is performed by modulating the arrangement of liquid crystal molecules between the electrodes in a planar manner by the voltage applied between the pixel electrode and the common electrode to modulate the transmittance of light and display an image.

상기와 같이 횡전계방식으로 액정표시소자를 설계할 경우, 기판 표면의 액정 분자 배열이 기판에 대하여 평행한 방향으로 변화하는 점에서, 광변조의 시야각 의존성이 적은 표시품위가 좋은 액정표시패널을 얻을 수 있다. When the liquid crystal display device is designed by the transverse electric field as described above, since the arrangement of liquid crystal molecules on the surface of the substrate is changed in a direction parallel to the substrate, a liquid crystal display panel having a good display quality with less viewing angle dependency of optical modulation is obtained. Can be.

하지만, 이러한 횡전계방식에서는 도전성이 높은 불투명한 금속(예컨대, Al, Cr, 그 합금 등) 전극을 빗살 모양으로 배열시키고 있어, 빛을 투과할 수 있는 개구율이 작고, 화면의 밝기를 확보하는 것이 곤란하다는 문제가 있다. However, in such a transverse electric field system, highly conductive opaque metal (eg, Al, Cr, alloys, etc.) electrodes are arranged in the shape of a comb, so that the aperture ratio for transmitting light is small, and the brightness of the screen is ensured. There is a problem that is difficult.

개구율을 높이기 위해서는 불투명 전극의 폭을 좁게 하는 것이 효과적이지만 이 경우, 종래의 감광성수지에 의한 전극의 패터닝으로는 전극의 에칭 정밀도에 한계가 있고, 배선 끊어짐이나 배선 저항이 커지는 등의 기술적인 제약이 뒤따른다. In order to increase the aperture ratio, it is effective to narrow the width of the opaque electrode, but in this case, conventional electrode patterning by photosensitive resin has a limitation on the etching accuracy of the electrode, and technical limitations such as disconnection of the wiring and increase in wiring resistance are limited. Follows.

또 다른 방법으로서, 화소전극과 공통전극 간의 거리를 넓게 하는 것도 유효하지만 이들 전극간의 폭이 12㎛보다 커지면 구동전압이 높아지고 액정의 응답속도가 늦어지는 문제가 있다. As another method, it is effective to widen the distance between the pixel electrode and the common electrode, but when the width between these electrodes is larger than 12 mu m, there is a problem that the driving voltage becomes high and the response speed of the liquid crystal becomes slow.

응답속도를 고려하여 전극간 거리를 10㎛ 미만으로 좁히면 응답속도는 빨라지지만 개구율이 나빠지고 전극간 쇼트가 발생하므로 바람직하지 않다.If the distance between the electrodes is narrowed to less than 10 μm in consideration of the response speed, the response speed is faster, but the opening ratio is worse and the short between the electrodes is not preferable.

즉, 횡전계모드는 시야각이 넓다는 메리트(merit)는 있지만 개구율을 좋게 하기 위해서는 빗형의 대항하는 전극간 거리를 크게 해야 하고, 전극간 거리가 커지면 응답속도가 늦어진다는 트레이트 오프 관계가 있어 현재로서는 액티브 구동하더라도 고휘도로 고속응답의 실현이 불가능하다고 여겨지고 있다. In other words, the transverse electric field mode has a merit of wide viewing angle, but in order to improve the aperture ratio, a comb-type opposing electrode distance needs to be increased, and when the distance between electrodes increases, the response speed becomes slow. It is considered that high speed response cannot be realized even at high brightness even with active driving.

또, 액티브 구동 패널의 경우, 액정층 하층의 PI막이나 절연막 내에 전극이 있고, 이 만곡한 전계에 의해 구동되므로, 액정의 실효전압이 낮고, 액정층 계면의 분자가 움직이기 어려워 응답속도가 느리며, 이로 인해 구동전압을 높게 가져가야 하는 등의 문제가 있다. In the case of the active driving panel, the electrodes are located in the PI film or the insulating film under the liquid crystal layer, and are driven by the curved electric field. Therefore, the effective voltage of the liquid crystal is low, the molecules at the interface of the liquid crystal layer are difficult to move, and the response speed is slow. For this reason, there is a problem that the driving voltage should be high.

따라서 본 발명은, 화소전극과 공통전극중 적어도 한쪽을 입체구조로 설계하므로써, 기존대비 전극폭을 좁게 가져가더라도 종래와 동일한 수준의 배선저항을 확보하고 개구율 특성을 개선할 수 있도록 한 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention, by designing at least one of the pixel electrode and the common electrode in a three-dimensional structure, even if the electrode width is narrow compared to the conventional liquid crystal display device to ensure the same level of wiring resistance and improve the aperture ratio characteristics compared to the conventional The purpose is to provide.

또, 이들 전극중 적어도 한쪽을 액정층의 최하부보다도 높게 설계하여 액정에 직선전계를 가하는 것이 가능하도록 하므로써, 고속응답을 실현할 수 있도록 한 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of realizing a high-speed response by designing at least one of these electrodes higher than the lowermost part of the liquid crystal layer so that a linear electric field can be applied to the liquid crystal.

또한, 어느쪽이든 한편의 기판 상에 칼라필터를 붙인것에 의하여 칼라화가 가능하고, 시야각이 좋으며, 밝고, 응답속도가 빠른 TV등에 이용가능한 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can be used in a TV, which can be colorized, has a good viewing angle, and is bright and has a fast response speed by attaching a color filter on one substrate.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 1 실시예에서는, 한쌍의 기판에 협지된 액정층을 갖고, 상기 기판의 어느 한쪽 기판에, 액정을 구동하기 위한 복수의 전극을 갖는 횡전계방식(IPS)을 개량한 표시방식이고, 하나의 기판 상에, 상대하는 전극의 적어도 하나의 전극이 입체 구조이고, 액정층 하부(또는 상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 또한 전극 폭이 0.1 ~ 5.0㎛이고, 전극간 거리가 1~12㎛까지인 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다. In one embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, a transverse electric field method (IPS) having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates and having a plurality of electrodes for driving a liquid crystal on either substrate of the substrate It is an improved display system, and on one substrate, at least one electrode of the corresponding electrode has a three-dimensional structure, 0.3 µm or more in the middle of the liquid crystal layer from the lower (or upper) liquid crystal layer, and the electrode width is 0.1 to 5.0 µm. And a distance between the electrodes is 1 to 12 mu m.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 2 실시예에서는, 횡전계 방식을 개선한 액티브 매트릭스형 액정표시소자이고, 하나의 기판 상에, 상대하는 전극이 절형이고, 전극의 적어도 하나는, 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 또한 전극의 횡폭은 0.1 ~ 5.0㎛까지이고, 상대하는 전극간 거리가 1 ~ 12㎛까지인 개구율이 좋은 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다. In the second embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, it is an active matrix type liquid crystal display device having an improved transverse electric field system, and on one substrate, the corresponding electrode is cut out, and at least one of the electrodes is the lowermost liquid crystal layer. Provided is a liquid crystal display device characterized in that the aperture ratio is 0.3 μm or more in the middle of the liquid crystal layer at the top (or the top), and the width of the electrode is 0.1 to 5.0 μm, and the distance between the electrodes is 1 to 12 μm. do.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 3 실시예에서는, 횡전계 방식을 개선한 액티브 매트릭스형 칼라 표시소자이고, 하나의 기판 상에, 상대하는 전극이 절형이고, 전극의 적어도 하나는, 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 또한 전극이 액정층에 근접하는 부분은, 도메인 발생을 막고, 시야각을 넓게 하기 위한 테이퍼를 갖고, 또한 전극폭이 0.1 ~ 5.0㎛까지인 개구율을 좋게 한 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다. In order to achieve the above object, in the third embodiment of the present invention, an active matrix type color display device having an improved transverse electric field system is provided. On one substrate, an opposite electrode is cut out, and at least one of the electrodes is a lowermost liquid crystal layer. (Or the uppermost part) 0.3 µm or more in the middle of the liquid crystal layer, and the portion where the electrode is close to the liquid crystal layer has a taper for preventing domain generation and widening the viewing angle, and having an electrode width of 0.1 to 5.0 µm. There is provided a liquid crystal display device, which is characterized in that.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 4 실시예에서는, 횡전계방식을 개선한 액티브 매트릭스형 칼라 표시소자이고, 전극의 양방향이 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 전극의 높이 방향의 에지 부분은, 도메인 발생을 막고, 시야각을 넓게 하기 위한 테이퍼를 갖고, 또한 그 전극폭을 0.1 ~ 5.0㎛까지로하고, 개구율을 좋게 하고, 또한 액정에 효율적으로 직선전계가 걸리도록 한 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다. In an embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, it is an active matrix type color display device having an improved transverse electric field system, and both electrodes of the electrode come out in the middle of the liquid crystal layer from the lowermost (or uppermost) of the liquid crystal layer. The edge portion in the height direction of has a taper for preventing domain generation and widening the viewing angle, making its electrode width up to 0.1 to 5.0 µm, improving aperture ratio, and applying a linear electric field to the liquid crystal efficiently. A liquid crystal display device is provided.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 5 실시예에서는, 횡전계방식을 개선한 액티브 매트릭스형 칼라 표시소자이고, 전극의 어느 한 방향은, 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 상대하는 전극의 높이가 0.1㎛ 이상 차이가 나고, 2종류의 경사전계(사면전계)를 발생시키고, 또한 그 전극폭을 0.1 ~ 5.0㎛까지로 해서 개구율을 좋게 한 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다. In the fifth embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, it is an active matrix type color display device having an improved transverse electric field system, and either direction of the electrode is 0.3 m or more in the middle of the liquid crystal layer at the bottom (or top) of the liquid crystal layer. The height of the counter electrode which differs by 0.1 micrometer or more, generate | occur | produces two types of inclination electric fields (slope electric field), and made the aperture ratio favorable by setting the electrode width to 0.1-5.0 micrometers, The liquid crystal display characterized by the above-mentioned. An element is provided.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 6 실시예에서는, 횡전계방식을 개선한 액티브 매트릭스형 칼라 표시소자이고, 절형 전극의 어느 한 방향은 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, く자형, 및 지그재그나 S자형으로 배치된 전극이고, 시야각이 넓고 개구율이 좋은 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다. In the sixth embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, it is an active matrix type color display device having an improved transverse electric field system, and one direction of the cut electrode is 0.3 占 퐉 or more in the middle of the liquid crystal layer at the lowermost (or uppermost) liquid crystal layer. A liquid crystal display device is provided, which is an electrode arranged in a square, zigzag and S-shape, and has a wide viewing angle and good aperture ratio.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 7 실시예에서는, 횡전계방식을 개선한 액티브 매트릭스형 칼라 표시소자이고, 전극이 투명 또는 불투명의 포토레지스트나 유리등의 물질로 되고, 표면 전부 또는 일부를 투명 도는 불투명의 도전성 물질로 도금 또는 코팅한 것을 특징으로 하는 액정표시소자가 제공된다. In the seventh embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, it is an active matrix type color display device having improved transverse electric field system, the electrode is made of transparent or opaque material such as photoresist or glass, and the whole or part of the surface is transparent. The present invention provides a liquid crystal display device which is plated or coated with an opaque conductive material.

상기 구조로 액정표시소자를 설계할 경우, 화소전극과 공통전극의 적어도 한 방향을 입체 구조로 가져가는 것과 전극 폭을 좁히는 것에 의해 개구율을 기존보다 상승시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 전극의 일부를 액정층 내로 돌출시키므로써, 액정에 직선 전계를 가하는 것이 가능하게 되므로 고휘도로 고속응답을 실현할 수 있게 된다. When the liquid crystal display device is designed with the above structure, the aperture ratio can be increased by taking at least one direction of the pixel electrode and the common electrode in a three-dimensional structure and by narrowing the electrode width. In addition, by protruding a part of the electrode into the liquid crystal layer, it is possible to apply a linear electric field to the liquid crystal, thereby realizing a high-speed response with high brightness.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1a 내지 도 1j는 본 발명에서 이용할 수 있는 전극의 형태 및 재질의 대표예를 보인 단면도이다. 1A to 1J are cross-sectional views showing representative examples of the shape and material of an electrode that can be used in the present invention.

상기 단면도에 보인 바와 같이 Al, Al 합금, Mo, Cr, Au, Ag, ITO 등의 전기 도전성 물질이 사용가능하고, 이들 금속을 표면과 다층으로 조합해서 사용해도 좋으며, 순수한 Al 등은 표면을 산화하므로써 안정화시키는 것도 가능하고, 레지스트+Al 합금의 형태로도 사용 가능하다. ITO 등의 투명전극을 사용하면 광 투과율이 더욱 좋아지는데, 투명전극을 이용하고자 할 경우에는 ITO+투명 레지스트, 투명 레지스트-ITO, 레지스트-ITO 등의 형태로 적용하는 것이 바람직하다. 이들 금속전극은 스퍼터링등의 잘 알려진 방법으로 기판 상에 제작 가능하며, 도시한 바와 같이 상단부가 모두 테이퍼진 형상을 가지도록 제작하는 것이 좋다. As shown in the cross-sectional view, an electrically conductive material such as Al, Al alloy, Mo, Cr, Au, Ag, ITO, etc. may be used, and these metals may be used in combination with the surface in multiple layers, and pure Al may oxidize the surface. Therefore, it is possible to stabilize, and can also be used in the form of a resist + Al alloy. If a transparent electrode such as ITO is used, the light transmittance is further improved. In the case of using a transparent electrode, it is preferable to apply in the form of ITO + transparent resist, transparent resist-ITO, resist-ITO, or the like. These metal electrodes can be fabricated on a substrate by a well-known method such as sputtering, and as shown, it is preferable to fabricate such that the upper ends have a tapered shape.

도 2a 내지 도 2f는 단위 픽셀 내에 적용 가능한 빗형 전극 패턴의 일 예를 보인 도면이다. 2A to 2F illustrate an example of a comb-shaped electrode pattern applicable to a unit pixel.

여기서는 일 예로서, 여섯가지의 경우에 한해 도시되어 있으나 이들 도면에 나타낸 전극 구조에 한정하는 것은 아니고 전극 〈자 형의 경우, 굽은 부분이 한 개 이상의 몇 개라도 상관없으며, 이외에도 적용 가능한 빗형 구조의 예로는 지그재그형, S자형 등을 들 수 있다.Here, as an example, only six cases are shown, but not limited to the electrode structure shown in these figures, and in the case of the electrode &lt; <type, any one or more bent portions may be used. Examples include a zigzag shape and an S shape.

또, 도 2a 내지 도 2f에 나타낸 이들 패턴을 좌 · 우, 상 · 하 대칭으로 나란히 놓아서 사용해도 좋고, 복수를 조합해서 사용할 수도 있다. 이때, 이들 대항하는 전극의 적어도 한쪽 전극 즉, 화소전극(a)과 공통전극(b) 중 적어도 하나는 액정층 내로 일정 높이 돌출되도록 설계해야 하고, 화소전극과 공통전극의 전극간 거리는 10㎛ 미만으로 설정하는 것이 바람직하며, 이들 전극의 횡방향 폭은 0.1-5.0㎛ 범위 내에서 형성하는 것이 좋다. 또, 액정층 내로 돌출되는 전극의 높이와 이에 대항하는 전극의 높이는 0.1㎛ 이상 차이나도록 설계하여 2종류의 경사전계를 발생시키는 방식으로 전극 설계를 이루는 것도 바람직하다. In addition, these patterns shown in Figs. 2A to 2F may be used side by side in right, left, up and down symmetry, or may be used in combination of a plurality. In this case, at least one of the opposing electrodes, that is, at least one of the pixel electrode a and the common electrode b, must be designed to protrude a predetermined height into the liquid crystal layer, and the distance between the electrode of the pixel electrode and the common electrode is less than 10 μm. It is preferable to set it as the width | variety of these electrodes, and it is good to form in 0.1-5.0 micrometers. In addition, the height of the electrode protruding into the liquid crystal layer and the height of the electrode opposed thereto are preferably designed to be different from each other by 0.1 占 퐉 or more to form an electrode design by generating two kinds of gradient electric fields.

액정층 내로 돌출되는 전극의 높이는 0.3㎛ 이상으로, 액정층 두께의 1/3 이하로 한정하는 것이 바람직한데, 이는 전극으로 불투명 물질을 사용할 경우, 전극 두께가 너무 높으면 횡방향에서의 시야각이 나빠지기 때문이다. The height of the electrode protruding into the liquid crystal layer is 0.3 μm or more, preferably limited to 1/3 or less of the thickness of the liquid crystal layer. When using an opaque material as the electrode, when the electrode thickness is too high, the viewing angle in the lateral direction becomes worse. Because.

또한, 도 1a 내지 도 1j의 도면 설명시 기 언급된 바와 같이 전극(a),(b) 상단부의 앞쪽 끝단은 테이퍼진 형상으로 설계하는 것이 바람직한데, 이와 같이 전극의 각진 부분에 테이퍼를 부과한 것은 전경(disclination)이 발생하는 것을 막을 수 있을 뿐 아니라 이로 인해 시야각을 넓힐 수 있기 때문이다. In addition, as mentioned in the drawings of FIGS. 1A to 1J, the front ends of the upper ends of the electrodes (a) and (b) are preferably designed to have a tapered shape. This is because it not only prevents the occurrence of foreground, but also widens the viewing angle.

한편, 전극이 투명한 경우에는 전극 높이가 0.3㎛ 이상이면 액정층의 두께와 거의 동일한 정도까지 돌출 높이 설정에 있어 특별한 제한은 없다. 단, 투명전극을 사용하는 경우에는 전극 상부의 빛이 빠져나가는 것에 주의할 필요가 있다. On the other hand, when the electrode is transparent, if the electrode height is 0.3 μm or more, there is no particular limitation in setting the protrusion height to approximately the same as the thickness of the liquid crystal layer. However, when using a transparent electrode, it is necessary to pay attention to the light from the upper part of the electrode.

이를 확인하기 위한 일 실험예로서, autronic사의 2-DIMOS에서 시뮬레이션한 결과, 액정층 두께 3.8㎛, 전극간 거리 10㎛, 전극 폭 5㎛, 전극 높이 2000Å인 경우에 있어서의 응답속도는 31ms이었지만, 다른 조건은 그대로이고 전극 폭을 2㎛, 전극 높이를 10000Å으로 한 것에 의해 19ms의 응답속도를 얻을 수 있었다. 개구율도 83%로 15% 이상 개선되었다. "△n(액정의 굴절률) x d(액정층 두께)" 관계로 투과율이 조금 나빠졌지만 그것은 액정층 두께를 조금 두껍게 하는 것에 의해 개선 가능한 것으로 시뮬레이션 결과가 얻어졌다. As an experimental example to confirm this, as a result of simulation by autronic's 2-DIMOS, the response speed in the case of the liquid crystal layer thickness of 3.8 μm, the distance between the electrodes 10 μm, the electrode width 5 μm, and the electrode height of 2000 μs was 31 ms. The response speed of 19 ms was obtained by setting an electrode width of 2 micrometers and an electrode height of 10000 micrometers under other conditions. The aperture ratio was 83% and improved by more than 15%. Although the transmittance | permeability fell a little in relation to "(triangle | delta) n (refractive index of liquid crystal layer) x d (liquid crystal layer thickness)", the simulation result was obtained that it can be improved by making thickness of a liquid crystal layer thick a little.

배향막의 러빙에 관해서는, 본 발명의 전극이 존재하는 기판측은 빗형 전극쪽으로부터 0-15° 정도 벗어난 편이 좋다. 크게 벗어나면 전극의 단차 때문에 얼룩이 발생하기 쉽다. 또, 얼룩이 발생하기 쉬운 경우에는 UV나 레이저, 연 X선 등의 에너지를 가하므로써, 배향시키는 것도 가능하다. 또, 액정층 두께를 제어하는데 칼럼 스페이서를 사용할 수도 있지만, 스페이서를 겹쳐서 전극을 제작해도 좋고, 따로 만들어도 좋다. 또한, 본 발명의 효과를 잃지 않을 정도라면 한 쌍의 빗형 전극의 반대쪽 기판에 응답속도, 배향, 정전기 등을 제어하기 위한 다른 전극을 작성해도 좋다.Regarding the rubbing of the alignment film, it is preferable that the substrate side where the electrode of the present invention is present is deviated by about 0-15 ° from the comb-shaped electrode side. If it greatly deviates, staining is likely to occur due to the step difference of the electrode. In addition, when a stain is easy to generate | occur | produce, it is also possible to orientate by applying energy, such as UV, a laser, and soft X-rays. Moreover, although a column spacer can also be used for controlling the thickness of a liquid crystal layer, an electrode may be produced by overlapping a spacer and you may make it separately. Further, as long as the effects of the present invention are not lost, other electrodes for controlling response speed, orientation, static electricity, and the like may be provided on the substrate opposite to the pair of comb-shaped electrodes.

이해를 돕고자, 본 전극 구조가 적용된 횡전계방식 액정표시소자들의 예들을 아래에 기재해 놓았으나, 본 발명은 기재한 실시예에만 한정되는 것이 아니고, 참고로 하기 위한 일 예를 나타낸 것에 지나지 않는다. 이에 기초해서 각각의 실시예들을 설명하면 다음과 같다. For the sake of understanding, examples of the transverse electric field type liquid crystal display devices to which the present electrode structure is applied are described below, but the present invention is not limited to the described embodiments and is merely an example for reference. . Based on this, the embodiments will be described below.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 1 실시예로서, 도 2a ~ 도 2f의 전극이 적용된 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 도 3a는 그 정면도이고, 도 3b는 도 3a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.3A and 3B illustrate a unit pixel structure of a liquid crystal display device to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, and FIG. 3A is a front view thereof, and FIG. 3B is X of FIG. 3A. It is sectional drawing which cut -X 'part.

도 3a 및 도 3b에 보인 바와 같이, 본 실시예에서는 2매의 투명한 유리기판(100),(110) 사이에는 구모양 스페이서(미도시)에 의해 5㎛ 두께(t)의 액정층(120)이 협지되고, 한쪽 유리기판(100)에는 높이(h)가 0.5㎛이고 폭(w)이 3㎛인 전극(a),(b)이, 전극간 거리(d)가 6㎛ 이격되어 배치되도록 셀을 작성했다. 이때, 전극(a),(b)은 Al 재질의 빗형 구조로 설계했으며, 전극 상단부의 앞쪽 끝단은 둥글게 테이퍼진 형상으로 설계했다. Al 전극(a),(b)의 표면은 표면 알루미나로 피복했으며, 양쪽 유리기판(100),(110)에는 러빙 처리된 배향막(130)을 800Å의 두께로 코팅했다. 2매의 유리기판(100),(110) 외측에는 편향판(미도시)을 부착하고, 흑백 노멀 (normal) 블랙의 액정표시소자를 작성했다. As shown in FIGS. 3A and 3B, the liquid crystal layer 120 having a thickness of 5 μm (t) is formed between two transparent glass substrates 100 and 110 by a spherical spacer (not shown). The glass substrate 100 is sandwiched so that the electrodes a and b each having a height h of 0.5 µm and a width w of 3 µm are disposed so that the distance d between the electrodes is 6 µm apart. Created a cell. At this time, the electrodes (a), (b) was designed in a comb structure of Al material, the front end of the electrode is designed in a round tapered shape. The surfaces of the Al electrodes (a) and (b) were coated with surface alumina, and both glass substrates 100 and 110 were coated with a rubbed alignment layer 130 to a thickness of 800 Å. A deflection plate (not shown) was attached to the outside of the two glass substrates 100 and 110, thereby producing a black and white normal black liquid crystal display element.

상기 구조를 적용해서 응답속도를 측정한 바, τr + τd에서 18ms로 얻어졌고, 개구율은 67%로 측정되었다. 편향판의 각도를 바꾸어 노멀 화이트로 응답속도를 측정했지만 거의 같은 응답속도의 결과가 얻어졌다. 여기서, τ는 액정의 응답속도을 나타내고, 첨자 r은 rising을 그리고 첨자 d는 decay를 나타낸다.When the response speed was measured by applying the above structure, it was obtained 18 ms at τr + τd, and the aperture ratio was measured at 67%. The response speed was measured with normal white by changing the angle of the deflection plate, but the result of the same response speed was obtained. Here, τ represents the response speed of the liquid crystal, subscript r represents rising and subscript d represents decay.

제 1 실시예와 비교하기 위해 종래의 횡전계방식 액정표시소자를 비교예로 해서 제 1 실시예와 동일한 방법으로 액정층 두께가 5㎛이고, Al 전극의 높이와 전극 폭이 각각 0.1㎛, 5㎛이며, 전극간 거리가 6㎛가 되도록 배치된 구조의 LCD를 제작했다. 응답속도를 측정한 바, τr + τd에서 24ms가 얻어졌다. 개구율은 55%로 측정되었다.In comparison with the first embodiment, the conventional transverse electric field type liquid crystal display device was used as a comparative example, and the liquid crystal layer had a thickness of 5 μm in the same manner as in the first embodiment, and the height and width of the Al electrode were 0.1 μm and 5, respectively. An LCD having a structure of µm and arranged so that the distance between electrodes was 6 µm was produced. When the response speed was measured, 24 ms was obtained at τr + τd. The aperture ratio was measured at 55%.

제 1 실시예와 비교예를 비교하면, 응답속도와 개구율이 모두 20% 이상 개선되고, 전극의 단면적도 약 3배 정도 확보되며, 배선 저항율도 1/3 감소됨을 확인할 수 있었다. 이로 보아, 본 발명은 종래의 표시소자에 비해 상당히 우수한 발명임을 알 수 있다.Comparing the first example and the comparative example, it was confirmed that both the response speed and the aperture ratio were improved by 20% or more, the cross-sectional area of the electrode was secured by about three times, and the wiring resistivity was reduced by 1/3. From this, it can be seen that the present invention is considerably superior to the conventional display device.

이때, 액정층(120) 내에 돌출되어 있는 전극(a),(d) 상단부의 앞쪽 끝단은 테이퍼진 형상을 가지도록 해서 전경(disclination)이 일어나지 않도록 하는 것이 좋지만, 전극이 액정층(120) 아래에 있는 경우에는 액정층의 배향에 관여하지 않으므로 전극의 형상은 그다지 문제되지 않는다.At this time, the front end of the upper end of the electrode (a), (d) protruding in the liquid crystal layer 120 has a tapered shape so that the foreground (disclination) does not occur, but the electrode is below the liquid crystal layer 120 In the case of, the shape of the electrode is not a problem since it is not involved in the alignment of the liquid crystal layer.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예로서, 도 2a ~ 도 2f의 전극이 적용된 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 도 4a는 그 정면도이고, 도 4b는 도 4a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.4A and 4B illustrate a unit pixel structure of a liquid crystal display device to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, and FIG. 4A is a front view thereof, and FIG. 4B is X of FIG. 4A. It is sectional drawing which cut -X 'part.

도 4a 및 도 4b에 보인 바와 같이, 본 실시예에서는 시야각을 크게 하기 위해 전극(a),(b)을 빗형으로 설계하되, 〈자형으로 2회 구부러진 구조로 제작하고, 액정층(120)의 두께(t)가 7㎛인 셀을 작성했다. 또, 하나의 전극(b)은 액정층(120)에 1.0㎛의 높이(h)로 돌출되고, 이에 대항하는 전극(a)은 액정층(120) 아래에 위치하도록 설계했으며, 전극간 거리(d)는 4㎛이고, 전극 폭(w)은 2㎛로 제작했다. As shown in FIGS. 4A and 4B, in order to increase the viewing angle, the electrodes (a) and (b) are designed in the shape of a comb, but are fabricated in a structure that is bent twice in a shape of the liquid crystal layer 120. The cell whose thickness t was 7 micrometers was created. In addition, one electrode (b) is projected to a height (h) of 1.0㎛ on the liquid crystal layer 120, and the electrode (a) against it is designed to be located below the liquid crystal layer 120, the distance between the electrodes ( d) was 4 micrometers, and the electrode width w was produced at 2 micrometers.

상기 구조로 제작된 액정표시패널은, 횡방향에서 보더라도 시야각 특성이 양호했으며, 개구율은 66%이고, 응답속도는 13ms로 측정되었다. 이로 보아, 본 실시예에서 제안된 구조가 비교예보다도 고개구율로, 한층 더 응답속도가 빠른 우수한 구조임을 알 수 있다.The liquid crystal display panel manufactured with the above structure had good viewing angle characteristics even in the lateral direction, and the aperture ratio was 66%, and the response speed was measured to be 13 ms. As a result, it can be seen that the structure proposed in the present embodiment has a higher opening ratio than the comparative example, and is an excellent structure with a faster response speed.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 3 실시예로서, 도 2a ~ 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 도 5a는 그 정면도이고, 도 5b는 도 5a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.5A and 5B illustrate a unit pixel structure of an active-drive type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, and FIG. 5A is a front view thereof. 5B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 5A.

도 5a 및 도 5b에 보인 바와 같이, 2매의 투명 유리기판(100),(110) 사이에는 4㎛ 두께(t)의 액정층(120)이 협지되고, 한쪽 유리기판(100) 상에는 TFT를 포함하는 게이트 절연막(150)과 오버코팅막(140)이 순차 적층되며, 그 반대쪽 유리기판(110) 상에는 칼라필터층(160)이 배치되도록 셀을 작성했다. 또, TFT가 형성되어 있는 쪽의 유리기판(100)에는 앞쪽 끝단이 둥글게 테이퍼진 형상을 갖는 서로 다른 높이의 전극(a),(b)이, 전극간 거리(d)가 7㎛ 이격되어 배치되도록 빗형으로 제작했다. 이때, 하나의 전극(b)은 게이트 절연막(150) 상에 형성하여 액정층(120) 아래에 놓이도록 설계하고, 이에 대항하는 전극(a)은 오버코팅막(140) 상에 형성하여 액정층(120) 내에 0.3㎛의 높이(h)로 돌출되도록 설계했다. 여기서, 미설명 참조부호 G/L은 게이트 라인을, D/L은 데이터 라인을, S는 데이터 라인의 분지인 소스 전극을, D는 전극 라인의 분지인 드레인 전극을 각각 나타낸다. 이들 전극(a),(b)은 모두 Mo-Al-Mo 재질로 형성했으며, 전극 폭(w)은 3㎛로 제작했다. "△n(액정의 굴절률) x d(액정층 두께)"는 0.32로 설정했다. 양쪽 유리기판(100),(110)에는 러빙 처리된 배향막(130)을 600Å의 두께로 코팅했고, 2매의 유리기판(100),(110) 외측에는 편향판(미도시)을 부착했다. As shown in FIGS. 5A and 5B, a liquid crystal layer 120 having a thickness of 4 μm is sandwiched between two transparent glass substrates 100 and 110, and a TFT is disposed on one glass substrate 100. The cell was prepared such that the gate insulating film 150 and the overcoating film 140 were sequentially stacked, and the color filter layer 160 was disposed on the glass substrate 110 on the opposite side thereof. In the glass substrate 100 on the side where the TFT is formed, electrodes (a) and (b) having different heights having a rounded tapered shape at the front ends are arranged with a distance of 7 μm between the electrodes. Made as comb as possible. At this time, one electrode (b) is formed on the gate insulating film 150 to be placed under the liquid crystal layer 120, and the electrode (a) opposed to this is formed on the overcoat layer 140 to form a liquid crystal layer ( 120) was designed to protrude to a height (h) of 0.3㎛. Here, reference numeral G / L denotes a gate line, D / L denotes a data line, S denotes a source electrode which is a branch of the data line, and D denotes a drain electrode which is a branch of the electrode line. These electrodes (a) and (b) were all formed of Mo-Al-Mo material, and the electrode width (w) was manufactured to 3 micrometers. "Δn (refractive index of liquid crystal) x d (liquid crystal layer thickness)" was set to 0.32. Both glass substrates 100 and 110 were coated with a rubbed alignment layer 130 to a thickness of 600 kPa, and two glass substrates 100 and 110 were attached with a deflection plate (not shown) to the outside.

상기 구조를 적용해서 응답속도를 측정한 바, τr + τd에서 17ms로 얻어졌고, 개구율은 70%로 측정되었다.When the response speed was measured by applying the above structure, 17 ms was obtained at τr + τd, and the aperture ratio was measured at 70%.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 4 실시예로서, 도 2a ~ 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 도 6a는 그 정면도이고, 도 6b는 도 6a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.6A and 6B illustrate a unit pixel structure of an active-drive type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, and FIG. 6A is a front view thereof. 6B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 6A.

도 6a 및 도 6b에 보인 바와 같이, 본 실시예에서는 전극(a),(b)을 빗형 즉, 〈자형이 2회 굽은 구조로 제작하고, 액정층(120)의 두께(t)가 5㎛이며, 전극 폭(w)이 4㎛이고, 전극간 거리(d)가 6㎛인 셀을 작성했다. 하나의 전극(a)은 액정층(120)에 0.4㎛ 높이(h) 돌출되고, 이에 대항하는 전극(b)은 액정층(120) 아래에 위치하도록 설계했으며, 이중 액정층 내로 돌출된 전극(a)은 Mo-Al-Mo 재질로 제작했고, 이에 대항하는 전극(b)은 Al 상에 Mo를 코팅해서 0.1㎛의 높이로 제작했다. "△n(액정의 굴절률) x d(액정층 두께)"는 0.40으로 설정했으며, 배향막(130)은 800Å의 두께로 형성했다. 여기서, 미 설명 참조번호 170은 블랙매트릭스를 나타낸다.As shown in FIGS. 6A and 6B, in this embodiment, the electrodes a and b are comb-shaped, that is, the " shaped shape is bent twice, and the thickness t of the liquid crystal layer 120 is 5 μm. And a cell having an electrode width (w) of 4 µm and an inter-electrode distance d of 6 µm. One electrode (a) is protruded 0.4㎛ height (h) on the liquid crystal layer 120, the electrode (b) is designed to be located below the liquid crystal layer 120, the electrode protruding into the double liquid crystal layer ( a) was made of Mo-Al-Mo material, and the electrode (b) opposed thereto was made to a height of 0.1㎛ by coating Mo on Al. "Δn (refractive index of liquid crystal) x d (liquid crystal layer thickness)" was set to 0.40, and the alignment film 130 was formed to a thickness of 800 GPa. Herein, reference numeral 170 denotes a black matrix.

상기 구조를 적용해서 응답속도를 측정한 바, τr + τd에서 16ms로 얻어졌고, 개구율은 69%로 측정되었다When the response speed was measured by applying the above structure, it was obtained in 16ms at τr + τd and the aperture ratio was measured at 69%.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 5 실시예로서, 도 2a ~ 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 도 7a는 그 정면도이고, 도 7b는 도 6a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.7A and 7B illustrate a unit pixel structure of an active driver type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, and FIG. 7A is a front view thereof. 7B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 6A.

도 7a 및 도 7b에 보인 바와 같이, 본 실시예에서는 전극(a),(b)을 빗형 즉, |자형 구조로 제작하고, 액정층(120)의 두께(t)가 5㎛이며, 전극 폭(w)이 2㎛이고, 전극간 거리(d)가 5㎛인 셀을 작성했다. 이들 전극(a),(b)은 포토레지스트 표면에 ITO가 코팅된 구조를 사용했고, 액정층에 1.0㎛ 높이(h) 돌출되도록 설계했다. "△n(액정의 굴절률) x d(액정층 두께)"는 0.32로 설정했으며, 배향막(130)은 600Å의 두께로 형성했다. As shown in Figs. 7A and 7B, in this embodiment, the electrodes a and b are comb-shaped, i.e., have a comb-shaped structure, and the thickness t of the liquid crystal layer 120 is 5 mu m, and the electrode width. A cell was prepared in which (w) was 2 µm and the distance d between electrodes was 5 µm. These electrodes (a) and (b) used a structure coated with ITO on the surface of the photoresist, and designed to protrude 1.0 μm in height (h) onto the liquid crystal layer. "Δn (refractive index of liquid crystal) x d (liquid crystal layer thickness)" was set to 0.32, and the alignment film 130 was formed to a thickness of 600 GPa.

상기 구조를 적용해서 응답속도를 측정한 바, τr + τd에서 15ms로 얻어졌고, 개구율은 71%로 측정되었다.When the response speed was measured by applying the above structure, it was obtained as 15ms at τr + τd, and the aperture ratio was measured as 71%.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 6 실시예로서, 도 2a ~ 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 도 8a는 그 정면도이고, 도 8b는 도 6a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.8A and 8B illustrate a unit pixel structure of an active-drive type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, and FIG. 8A is a front view thereof. 8B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 6A.

도 8a 및 도 8b에 보인 바와 같이, 본 실시예에서는 전극(a),(b)을 빗형 즉, 〈자형 구조로 제작하고, 액정층(120)의 두께(t)가 6㎛이며, 전극 폭(w)이 2㎛이고, 전극간 거리(d)가 6㎛인 셀을 작성했다. 전극은 투명한 포토레지스트 표면에 돌기를 붙이고 표면에 ITO를 코팅한 구조를 사용했으며, 액정층에 2.0㎛ 높이(h) 돌출되도록 설계했다. 그리고, 배향막(130)은 600Å의 두께로 형성했다As shown in Figs. 8A and 8B, in this embodiment, the electrodes a and b are comb-shaped, &lt; have a &lt; -shaped structure, and the thickness t of the liquid crystal layer 120 is 6 mu m, the electrode width. (w) was 2 micrometers, and the cell of which the distance d between electrodes was 6 micrometers was created. The electrode used a structure coated with a projection on the surface of the transparent photoresist and coated with ITO on the surface, and designed to protrude 2.0 μm in height (h) onto the liquid crystal layer. The alignment film 130 was formed to a thickness of 600 GPa.

상기 구조를 적용해서 응답속도를 측정한 바, τr + τd에서 14ms로 얻어졌고, 개구율은 90% 이상으로 측정되었다.When the response speed was measured by applying the above structure, it was obtained in 14 ms at τr + τd, and the aperture ratio was measured to be 90% or more.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 7 실시예로서, 도 2a ~ 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 도 9a는 그 정면도이고, 도 9b는 도 6a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.9A and 9B illustrate a unit pixel structure of an active-drive type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, and FIG. 9A is a front view thereof. 9B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 6A.

도 9a 및 도 9b에 보인 바와 같이, 본 실시예에서는 칼라필터층(160)과 TFT가 구비된 유리기판(100)상의 칼라필터층(160) 일측에 전극(a),(b)이 놓여지도록 셀을 작성했다. 이 경우 역시, 도 5b에서와 같이 서로 다른 높이의 전극(a),(b)을 빗형 구조 즉, |자형 구조로 설계하되, 전극 폭(w)이 3㎛이고, 전극간 거리(d)가 6㎛이며, 액정층(120) 두께가 5㎛가 되도록 셀을 작성했다. 이때, 하나의 전극(b)은 칼라필터층(160) 상에 배치하여 액정층(120) 아래에 놓이도록 설계하고, 이에 대항하는 전극(a)은 오버코팅막(140) 상에 배치하여 액정층(120)에 1.0㎛의 높이(h)로 돌출되도록 설계했다. 또한, 액정층(120)에 돌출한 전극(a)은 투명레지스트 상에 ITO를 코팅해서 제작했으며, 그렇지 않은 쪽의 전극(a)은 ITO로 작성했다. 배향막(130)은 800Å의 두께로 형성했으며, 미 설명 참조번호 170은 블랙매트릭스를 나타낸다.As shown in FIGS. 9A and 9B, in the present embodiment, the cells are placed so that the electrodes a and b are placed on one side of the color filter layer 160 on the glass substrate 100 provided with the color filter layer 160 and the TFT. Created. In this case, too, as shown in FIG. 5B, electrodes (a) and (b) having different heights are designed in a comb-shaped structure, that is, a | -shaped structure, with an electrode width w of 3 µm and an inter-electrode distance d The cell was created so that it might be 6 micrometers and the thickness of the liquid crystal layer 120 may be 5 micrometers. At this time, one electrode (b) is designed to be disposed on the color filter layer 160 to be placed under the liquid crystal layer 120, and the electrode (a) opposed to this is disposed on the overcoat layer 140 to form a liquid crystal layer ( 120) was designed to protrude at a height h of 1.0 mu m. Moreover, the electrode a which protruded on the liquid crystal layer 120 was produced by coating ITO on a transparent resist, and the electrode a of the other side was made of ITO. The alignment layer 130 is formed to a thickness of 800 Å, and reference numeral 170 denotes a black matrix.

상기 구조를 적용한 바, 개구율이 90% 이상으로 측정되었다.Applying the above structure, the aperture ratio was measured to be 90% or more.

상기 실시예에서 알 수 있듯이, 도 2a 내지 도 2f에 제시된 전극 구조를 적용해서 횡전계방식 액정표시소자를 제조할 경우, 화소전극과 공통전극중에서 적어도 하나의 전극을 입체 구조로 가져가는 것과 전극 폭을 좁히는 것에 의해 개구율을 기존보다 현격히 상승시킬 수 있음을 확인할 수 있다. As can be seen from the above embodiment, when the transverse electric field type liquid crystal display device is manufactured by applying the electrode structures shown in Figs. 2A to 2F, at least one of the pixel electrode and the common electrode has a three-dimensional structure and an electrode width. It can be seen that by narrowing the aperture ratio can be significantly increased than before.

또한, 전극의 일부 또는 모두를 액정층 내로 돌출시키므로써, 액정에 직선 전계를 가하는 것이 가능하게 되므로, 고휘도로 고속응답을 실현할 수 있다. Further, by protruding a part or all of the electrodes into the liquid crystal layer, it becomes possible to apply a linear electric field to the liquid crystal, thereby realizing high-speed response with high brightness.

또, 액정 재료는 △ε이, 정(+)의 재료로도 부(-)의 재료로도 사용할 수 있어, 배향을 무너뜨릴 정도가 아니라면 Chiral제를 첨가해도 좋다. 그리고 배향막은 수평, 수직, 그 중간에서도, 본 발명의 물성에 악영향을 미치지 않을 정도로 사용 가능하다. Further, the liquid crystal material may be used as a positive material or as a negative material as Δε, and a chiral agent may be added as long as the orientation is not broken. The alignment film can be used horizontally, vertically, or in the middle thereof to the extent that it does not adversely affect the physical properties of the present invention.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the technical scope of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 화소전극과 공통전극의 적어도 하나 또는 모두를 입체구조로 설계하므로써, 기존대비 전극폭을 좁게 가져가더라도 단면적에 비례하는 배선저항을 종래와 동일한 수준으로 확보할 수 있게 되므로, 배선 끊어짐이나 배선 저항이 커지는 등의 기술적인 제약없이 개구율 특성을 개선할 수 있게 된다. 또, 이들 전극중 적어도 하나를 액정층의 최하부보다도 높게 설계하므로써, 액정에 직선 전계를 가할 수 있게 되고, 이로 인해 고휘도로 고속응답을 실현할 수 있게 된다. 게다가, 어느쪽이든 한편의 기판 상에 칼라필터를 붙인것에 의하여 칼라화가 가능하므로, 시야각이 좋으며, 밝고, 응답속도가 빠른 TV 등에 본 구조를 적용하는 것이 가능하게 된다. As described above, according to the present invention, by designing at least one or both of the pixel electrode and the common electrode in a three-dimensional structure, even if the electrode width is narrow compared to the existing, wiring resistance proportional to the cross-sectional area can be secured to the same level as in the prior art. As a result, the aperture ratio characteristics can be improved without technical limitations such as disconnection of wiring and increase in wiring resistance. In addition, by designing at least one of these electrodes higher than the lowermost part of the liquid crystal layer, it is possible to apply a linear electric field to the liquid crystal, thereby realizing a high-speed response with high brightness. In addition, since color can be formed by attaching a color filter on either substrate, it is possible to apply this structure to a TV having a good viewing angle and a bright and fast response speed.

도 1a 내지 도 1j는 본 발명에서 제안된 전극의 형상 및 재질의 대표예를 보인 도면이다. 1a to 1j is a view showing a representative example of the shape and material of the electrode proposed in the present invention.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에서 제안된 빗형 전극 패턴의 일 예를 보인 도면이다. 2A to 2F are views illustrating an example of a comb-shaped electrode pattern proposed in the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 1 실시예로서, 도 2a 내지 도 2f의 전극이 적용된 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 3A and 3B illustrate a unit pixel structure of a liquid crystal display device to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, according to a first embodiment of the present invention.

도 3a는 그 정면도이고, 3a is a front view thereof;

도 3b는 도 3a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다. 3B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 3A.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예로서, 도 2a 내지 도 2f의 전극이 적용된 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 4A and 4B illustrate a unit pixel structure of a liquid crystal display device to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, according to a second embodiment of the present invention.

도 4a는 그 정면도이고,4A is a front view thereof;

도 4b는 도 4a의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.4B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 4A.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 3 실시예로서, 도 2a 내지 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로, 5A and 5B illustrate a unit pixel structure of an active driver type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, according to a third embodiment of the present invention.

도 5a는 그 정면도이고, 5A is a front view thereof;

도 5b는 도 5a의 의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.5B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 5A.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 4 실시예로서, 도 2a 내지 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로,6A and 6B illustrate a unit pixel structure of an active driver type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, according to a fourth embodiment of the present invention.

도 6a는 그 정면도이고,6A is a front view thereof;

도 6b는 도 6a의 의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.6B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 6A.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 5 실시예로서, 도 2a 내지 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로,7A and 7B illustrate a unit pixel structure of an active driver type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, according to a fifth embodiment of the present invention.

도 7a는 그 정면도이고,7A is a front view thereof;

도 7b는 도 7a의 의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 7A.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 6 실시예로서, 도 2a 내지 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로,8A and 8B illustrate a unit pixel structure of an active driver type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, according to a sixth embodiment of the present invention.

도 8a는 그 정면도이고,8A is a front view thereof;

도 8b는 도 8a의 의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 8A.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 7 실시예로서, 도 2a 내지 도 2f의 전극이 적용된 TFT 부착 액티브 구동형 칼라 액정표시소자의 단위화소 구조를 도시한 것으로,9A and 9B illustrate a unit pixel structure of an active driver type color liquid crystal display with a TFT to which the electrodes of FIGS. 2A to 2F are applied, according to a seventh embodiment of the present invention.

도 9a는 그 정면도이고,9A is a front view thereof;

도 9b는 도 9a의 의 X-X'부분을 절단한 단면도이다.9B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 9A.

Claims (7)

한쌍의 기판에 협지된 액정층을 갖고, 상기 기판의 어느 한쪽 기판에, 액정을 구동하기 위한 복수의 전극을 갖는 횡전계방식(IPS)을 개량한 표시방식이고, 하나의 기판 상에, 상대하는 전극의 적어도 하나의 전극이 입체 구조이고, 액정층 하부(또는 상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 또한 전극 폭이 0.1 ~ 5.0㎛이고, 전극간 거리가 1~12㎛까지인 것을 특징으로 하는 액정표시소자. It is a display system which improved the transverse electric field system (IPS) which has a liquid crystal layer clamped by a pair of board | substrate, and has a some electrode for driving a liquid crystal to either board | substrate of the said board | substrate, At least one electrode of the electrode has a three-dimensional structure, 0.3 ㎛ or more in the middle of the liquid crystal layer from the lower (or upper) of the liquid crystal layer, the electrode width is 0.1 ~ 5.0 ㎛, the distance between electrodes is 1 to 12 ㎛ Liquid crystal display device. 횡전계 방식을 개선한 액티브 매트릭스형 액정표시소자이고, 하나의 기판 상에, 상대하는 전극이 절형이고, 전극의 적어도 하나는, 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 또한 전극의 횡폭은 0.1 ~ 5.0㎛까지이고, 상대하는 전극간 거리가 1 ~ 12㎛까지인 개구율이 좋은 것을 특징으로 하는 액정표시소자. It is an active matrix liquid crystal display device having an improved transverse electric field system, and a counter electrode is cut on one substrate, and at least one of the electrodes is 0.3 μm or more in the middle of the liquid crystal layer at the bottom (or top) of the liquid crystal layer, In addition, the width of the electrode is up to 0.1 ~ 5.0㎛, the liquid crystal display device characterized in that the aperture ratio is good, the distance between the electrodes to 1 ~ 12㎛. 횡전계 방식을 개선한 액티브 매트릭스형 칼라 표시소자이고, 하나의 기판 상에, 상대하는 전극이 절형이고, 전극의 적어도 하나는, 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 또한 전극이 액정층에 근접하는 부분은, 도메인 발생을 막고, 시야각을 넓게 하기 위한 테이퍼를 갖고, 또한 전극폭이 0.1 ~ 5.0㎛까지인 개구율을 좋게 한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.It is an active matrix type color display device having an improved transverse electric field system, and a counter electrode is cut on one substrate, and at least one of the electrodes is 0.3 μm or more in the middle of the liquid crystal layer at the bottom (or top) of the liquid crystal layer, The liquid crystal display device further comprising a taper for preventing a domain from being generated, widening the viewing angle, and improving an aperture ratio of an electrode width of 0.1 to 5.0 µm. 제 3항에 있어서, 상기 전극의 양방향이 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 전극의 높이 방향의 에지 부분은, 도메인 발생을 막고, 시야각을 넓게 하기 위한 테이퍼를 갖고, 또한 그 전극폭을 0.1 ~ 5.0㎛까지로 하고, 개구율을 좋게 하고, 또한 액정에 효율적으로 직선전계가 걸리도록 한 것을 특징으로 하는 액정표시소자. The method according to claim 3, wherein both directions of the electrode come out at least 0.3 μm in the middle of the liquid crystal layer from the bottom (or top) of the liquid crystal layer, and the edge portion in the height direction of the electrode has a taper for preventing domain generation and widening the viewing angle. And an electrode width of up to 0.1 to 5.0 占 m, an opening ratio being improved, and a liquid crystal display device having a linear electric field efficiently applied to the liquid crystal. 제 3항에 있어서, 상기 전극의 어느 한 방향은, 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, 상대하는 전극의 높이가 0.1㎛ 이상 차이가 나고, 2종류의 경사전계(사면전계)를 발생시키고, 또한 그 전극폭을 0.1 ~ 5.0㎛까지로 해서 개구율을 좋게 한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal layer according to claim 3, wherein one of the electrodes has a direction of 0.3 µm or more in the middle of the liquid crystal layer at the bottom (or top) of the liquid crystal layer, and the height of the corresponding electrode differs by 0.1 µm or more. A slope electric field) is generated, and the aperture ratio is improved by setting the electrode width to 0.1 to 5.0 mu m. 제 3항에 있어서, 상기 절형 전극의 어느 한 방향은 액정층 최하부(또는 최상부)에서 액정층 중간에 0.3㎛ 이상 나오고, く자형, 및 지그재그나 S자형으로 배치된 전극이고, 시야각이 넓고 개구율이 좋은 것을 특징으로 하는 액정표시소자.4. The electrode according to claim 3, wherein the one direction of the cut electrode is an electrode arranged in the middle of the liquid crystal layer at the lowermost (or uppermost) of the liquid crystal layer and arranged in a zigzag, zigzag, or S-shape, and has a wide viewing angle and an aperture ratio. A liquid crystal display device, characterized by good. 제 3항에 있어서, 상기 전극이 투명 또는 불투명의 포토레지스트나 유리등의 물질로 되고, 표면 전부 또는 일부를 투명 도는 불투명의 도전성 물질로 도금 또는 코팅한 것을 특징으로 하는 액정표시소자. 4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the electrode is made of a transparent or opaque material such as photoresist or glass, and all or part of the surface is plated or coated with a transparent opaque conductive material.
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