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KR100717186B1 - 프린지필드구동 액정표시장치 - Google Patents

프린지필드구동 액정표시장치 Download PDF

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KR100717186B1
KR100717186B1 KR1020040092694A KR20040092694A KR100717186B1 KR 100717186 B1 KR100717186 B1 KR 100717186B1 KR 1020040092694 A KR1020040092694 A KR 1020040092694A KR 20040092694 A KR20040092694 A KR 20040092694A KR 100717186 B1 KR100717186 B1 KR 100717186B1
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slit
liquid crystal
bus line
crystal display
fringe field
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김미숙
정연학
김향율
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비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사
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Abstract

본 발명은 프린지필드구동 액정표시장치를 개시하며, 개시된 본 발명의 프린지필드구동 액정표시장치는, 게이트 버스라인과 데이타 버스라인이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 단위화소 내에는 투명도체를 이용한 통전극 형태의 공통전극과 투명도체를 이용한 슬릿 형태의 화소전극이 절연층을 사이에 두고 오버랩되게 배치되어 있는 하부 박막트랜지스터 기판이 액정을 개재시켜 컬러필터 기판과 합착되어 구성된 프린지필드구동 액정표시장치에 있어서, 상기 화소전극의 슬릿은 게이트 버스라인 방향을 따라 경사져서 연장되며, 상기 게이트 버스라인 방향을 따라 3분할되되, 3분할된 슬릿 부분들 중에서 양쪽 가장자리에 배치된 슬릿 부분들은 가운데 배치된 슬릿 부분 보다 게이트 버스라인을 기준으로 큰 슬릿 각도를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 화소전극의 슬릿은 게이트 버스라인 방향을 따라 3분할되되, 게이트 버스라인을 기준으로 양쪽 가장자리 부분의 슬릿 각도를 가운데 부분의 슬릿 각도 보다 더 크게 함으로써 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.

Description

프린지필드구동 액정표시장치{fringe field switching mode liquid crystal display device}
도 1은 종래의 제 1실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 종래의 제 2실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 제 2실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도.
도 5는 화소전극의 슬릿 각도 변화에 따른 전압 대 절대투과율을 나타낸 그래프.
본 발명은 프린지필드구동 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화소전극의 구조를 변경시켜 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터 버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받지 않도록 할 수 있는 프린지필드구동 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 경량, 박형, 및 저소비 전력등의 특성을 갖기 때문에 음극선관(Cathode Ray Tube)을 대신하여 각종 정보기기의 단말기 또는 비디오기기등에 사용되고 있다. 특히, 박막트랜지스(Thin Film Transister)가 구비된 박막트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)는 응답특성이 우수하고 고화소수에 적합하기 때문에 고화질 및 대형표시장치를 실현할 수 있다.
특히, 프린지필드구동 액정표시장치는 공통전극과 그 사이에 절연막을 두고 화소전극 간에 포물선형태의 프린지필드가 형성되도록 하여 상부 및 하부 양 기판 사이에 개재되는 액정 분자들이 모두 동작되도록 하여 편광판을 통과하여 온 빛이 진행하게끔 하여 고휘도 및 광시야각을 실현하도록 만든 구조이다.
도 1은 종래의 제 1실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도로서, 도 1을 참고로 하여 종래의 제 1실시예를 설명하기로 한다.
박막 트랜지스터 어레이기판(10) 내에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 버스라인(11)과 데이타 버스라인(13)이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 교차부에는 스위칭소자인 TFT(15)가 배치된다. 투명전도체로 이루어진 공통전극(17)이 단위화소 내에 배치되고 화소전극(19)이 상기 공통전극(17)과 오버랩되게 단위화소 내에 배치된다. 상기 화소전극(19)도 투명전도체로 이루어지며, 공통전극(17)과 절연층(미도시)에 의해 전기적으로 절연된다. 상기 화소전극(19)은 게이트 버스라인(13) 방향을 따라 경사져서 연장하고, 소정 간격으로 이격배치되는 다수의 슬릿을 갖는 슬릿 구조로 되어 있고 그 일단이 TFT(15)의 소오스전극(부호 표시안됨)과 연결되어 있다. 도면부호 21은 공통 버스 라인을 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 제 2실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다.
종래의 제 2실시예는 제 1실시예와 동일하되, 화소전극의 형상 면에서 차이가 있다. 종래의 제 2실시예 따른 화소전극(19a)은 게이트 버스라인(11)을 따라 경사져서 연장하면서 소정의 간격으로 이격배치되는 다수의 슬릿을 갖는 슬릿 구조로 형성되며, 상기 슬릿은 공통 버스 라인(21)을 기준으로 서로 대칭되게 경사진 형상을 가진다.
상술한 종래기술들은, IPS모드와 대비하여 뛰어난 투과율 특성 및 광시야각 특성을 실현시키는 데에는 무리가 없으나, 이러한 구조를 적용할 경우, 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터 버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받게 되어, 그레이(gray) 대 그레이 응답속도 특성이나 잔상 및 FFS 모드의 전기광학적 특성 등 FFS-LCD의 레벨을 끌어올리는 데에는 한계가 있었다.
따라서, 상기 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받지 않도록 하여 그레이 대 그레이 응답속도 특성, 잔상 및 FFS 모드의 전기광학적 특성을 개선시킬 수 있는 프린지필드구동 액정표시장치를 제공하려는 것이다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은, 게이트 버스라인과 데이타 버스라인이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 단위화소 내에는 투명도체를 이용한 통전극 형태의 공통전극과 투명도체를 이용한 슬릿 형태의 화소전극이 절연층을 사이에 두고 오버랩되게 배치되어 있는 하부 박막트랜지스터 기판이 액정을 개재시켜 컬러필터 기판과 합착되어 구성된 프린지필드구동 액정표시장치에 있어서, 상기 화소전극의 슬릿은 게이트 버스라인 방향을 따라 경사져서 연장되며, 상기 게이트 버스라인 방향을 따라 3분할되되, 3분할된 슬릿 부분들 중에서 양쪽 가장자리에 배치된 슬릿 부분들은 가운데 배치된 슬릿 부분 보다 게이트 버스라인을 기준으로 큰 슬릿 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치를 제공한다.
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상기 가운데 부분의 슬릿은 상기 게이트 버스라인을 기준으로 5∼20°각도를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 양쪽 가장자리 부분의 슬릿은 상기 가운데 부분의 슬릿보다 4∼20°각도만큼 더 크게 하는 것이 바람직하다.
상기 하부 박막트랜지스터 기판에 배치된 제 1편광판과, 칼라필터 기판에 배치된 제 2편광판을 더 추가하는 것이 바람직하다.
상기 제1편광판의 투과축과 상기 제 2편광판의 투과축이 서로 수직을 이루도록 배치되고, 제1편광판의 투과축 및 제 2편광판의 투과축 중 어느 하나가 기판의 러빙방향과 일치하는 것이 바람직하다.
상기 액정은, 유전율 이방성이 양인 경우, 상기 게이트버스라인에 평행한 방향으로 러빙처리된 것이 바람직하다.
상기 액정은, 유전율 이방성이 음인 경우, 데이터버스라인에 평행한 방향으로 배열되도록 러빙처리된 것이 바람직하다.
상기 양쪽 가장자리 부분의 슬릿 각도는 서로 동일한 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하고자, 본 발명은, 게이트 버스라인과 데이타 버스라인이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 단위화소 내에는 투명도체를 이용한 통전극 형태의 공통전극과 투명도체를 이용한 슬릿 형태의 화소전극이 절연층을 사이에 두고 오버랩되게 배치되며, 상기 단위화소의 중심을 지나도록 공통 버스라인이 배열되어 있는 하부 박막트랜지스터 기판이 액정을 개재시켜 컬러필터 기판과 합착되어 구성된 프린지필드구동 액정표시장치에 있어서, 상기 화소전극의 슬릿은 게이트 버스라인 방향을 따라 연장하고 상기 공통 버스 라인을 기준으로 2분할되어 서로 대칭되게 경사진 형상을 가지면서, 상기 게이트 버스라인 방향을 따라 3분할되되, 3분할된 슬릿 부분들 중에서 양쪽 가장자리에 배치된 슬릿 부분들은 가운데 배치된 슬릿 부분 보다 게이트 버스라인을 기준으로 큰 슬릿 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치를 제공한다.
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삭제
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 프린지필드구동 액정표시장치를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도로서, 도 3을 참고로 하여 본 발명의 제 1실시예를 설명하면 다음과 같다.
하부 박막트랜지스터 기판(40) 내에는 게이트 버스라인(41)과 데이타 버스라인(43)이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 단위화소 내에는 투명도체를 이용한 통전극 형태의 공통전극(47)과 투명도체를 이용한 슬릿구조의 화소전극(49)이 절연층(미도시)을 사이에 두고 오버랩되게 배치되어 있다. 도면부호 51은 공통 버스라인을 나타낸 것이다.
이때, 각 단위화소에서의 화소전극(49)의 슬릿은 게이트 버스라인(41) 방향을 따라 경사져서 연장되며, 특히, 게이트 버스라인(41) 방향을 따라 A영역, B영역, C영역으로 3분할되되, 상기 게이트 버스라인(41)을 기준으로 양쪽 가장자리에 배치된 슬릿 부분들(A영역 및 C영역에 해당됨)의 슬릿 각도는 가운데 배치된 슬릿 부분(B영역에 해당됨)의 슬릿 각도 보다 더 크게 설계된다. 바람직하게는, 상기 가운데 부분의 슬릿(B영역)은 게이트 버스라인(41)을 기준으로 5∼20°각도를 유지하고, 양쪽 가장자리 부분의 슬릿(A영역 및 C영역에 해당됨)은 가운데 부분의 슬릿(B영역) 보다 4∼20°만큼 더 크게 한다. 여기서, 양쪽 가장자리 부분의 슬릿(A영역 및 C영역에 해당됨)은 게이트 버스라인(41)을 기준으로 슬릿 각도가 서로 동일하다.
상기 구성을 가진 하부 박막트랜지스터 기판(40)은, 도면에 도시되지 않았으나, 액정을 개재시켜 컬러필터 기판과 합착된 구조를 가진다.
여기서, 상기 구성을 가진 하부 박막트랜지스터 기판(40)의 이면에는 제 1편광판(미도시)이 배치되고, 칼라필터 기판의 이면에는 제 2편광판(미도시)이 배치된다. 또한, 제1편광판의 투과축과 상기 제 2편광판의 투과축이 서로 수직을 이루도 록 배치되고, 제1편광판의 투과축 및 제 2편광판의 투과축 중 어느 하나가 기판의 러빙방향과 일치하도록 제작된다.
한편, 상기 액정은, 유전율 이방성이 양인 경우, 상기 게이트 버스라인(41)에 평행한 방향으로 러빙처리되고, 유전율 이방성이 음인 경우, 데이터 버스라인(43)에 평행한 방향으로 배열되도록 러빙처리된다.
따라서, 본 발명의 제 1실시예에서는 슬릿구조의 화소전극을 3분할하되, 게이트 버스 라인을 기준으로 양쪽 가장자리 부분의 슬릿은 가운데 부분의 슬릿 각도보다 크게 배열되도록 함으로써, 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터 버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받지 않게 된다. 즉, 데이터 버스라인 인근 단위화소 부분, 즉, 단위화소 가장자리로부터의 디스클리네이션 라인이 그레이(gray)를 높이더라도 단위화소의 중심영역으로 확장되어 들어오는 것을 막을 수 있다. 이로써, 그레이 대 그레이 응답속도 특성, 잔상문제 및 FFS 모드의 전기광학적 특성을 개선시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예로서, 프린지필드구동 액정표시장치의 하부 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도로서, 듀얼 도메인(dual-domain) 내에서의 프린지필드구동 액정표시장치의 단위화소 내에 화소전극의 슬릿을 3분할하는 방식을 보인 것이다. 이하, 도 4를 참고로 하여 본 발명의 제 2실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하부 박막트랜지스터 기판(60) 내에는 게이트 버스라인(61)과 데이타 버스라인(63)이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 단위화소 내에는 투명도체를 이용한 통전극 형태의 공통전극(67)과 투명도체를 이용한 빗살모양의 슬릿구조의 화소전극(69)이 절연층(미도시)을 사이에 두고 오버랩되게 배치 되고, 단위화소의 중심을 지나도록 공통 버스라인(71)이 배열되어 있다.
상기 각 단위화소에서의 화소전극(69)은 게이트 버스라인(41)을 따라 경사져서 연장하는 다수의 슬릿을 가지며, 이때, 슬릿들은 공통 버스라인(71)을 기준으로 2분할되어 서로 대칭되게 경사진 형상을 가지고, 특히, 게이트 버스라인(61) 방향을 따라 3분할되되, 게이트 버스라인(61)을 기준으로 양쪽 가장자리 부분의 슬릿(A1영역 및 C1영역)은 가운데 부분의 슬릿(B1영역) 보다 큰 슬릿 각도를 갖도록 설계된다.
바람직하게는, 가운데 부분의 슬릿(B1영역)은 게이트 버스라인(61)을 기준으로 5∼20°각도를 유지하고, 양쪽 가장자리 부분의 슬릿(A1영역 및 C1영역)은 가운데 부분의 슬릿(B1영역)보다 4∼20°각도만큼 더 크게 제작된다.
상술한 구성을 가진 하부 박막트랜지스터 기판(60)은 액정(미도시)을 개재시켜 컬러필터 기판(미도시)과 합착된다.
여기서, 상기 구성을 가진 하부 박막트랜지스터 기판(60)의 이면에는 제 1편광판(미도시)이 배치되고, 칼라필터 기판의 이면에는 제 2편광판(미도시)이 배치된다. 또한, 제1편광판의 투과축과 상기 제 2편광판의 투과축이 서로 수직을 이루도록 배치되고, 제1편광판의 투과축 및 제 2편광판의 투과축 중 어느 하나가 기판의 러빙방향과 일치하도록 제작된다.
한편, 상기 액정은, 유전율 이방성이 양인 경우, 상기 게이트 버스라인(61)에 평행한 방향으로 러빙처리되고, 유전율 이방성이 음인 경우, 데이터 버스라인(63)에 평행한 방향으로 배열되도록 러빙처리된다.
도 5는 화소전극의 슬릿 각도 변화에 따른 전압 대 절대투과율을 나타낸 그래프로서, 슬릿 각도를 7°,11°,15°,19°및 23°로 할경우 전압에 따른 절대 투 과율을 각각 나타내었다.
본 발명에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적인 전압에 따른 투과율 곡선이 완만해지면서 넓어지게 되며 전체적인 구동 전압 역시 증가하게 된다. 이때, 양쪽 가장자리 부분의 슬릿(A영역 및 C영역) 각도는 가운데 부분의 슬릿(B영역)보다 4∼20°크며, 가운데 부분의 슬릿(B영역) 각도는 5∼20°유지하는 것이 가장 적정함을 알 수 있다. 따라서, 슬릿 각도가 큰 양쪽 가장자리 부분의 슬릿(A영역 및 C영역)에서는 외부 데이터 버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로 부터 액정 구동에 영향을 덜 받게 된다.
따라서, 본 발명의 제 2실시예에서는 슬릿구조의 화소전극을 공통 버스 라인을 기준으로 2분할되어 서로 대칭인 형상으로 하고, 데이터 버스라인 방향으로 3분할되되, 게이트 버스라인을 기준으로 양쪽 가장자리 부분의 슬릿(A1영역 및 C1영역) 각도를 가운데 부분의 슬릿(B1영역)보다 더 크게 배열되도록 함으로써, 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터 버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받지 않게 된다. 이로써, 그레이 대 그레이 응답속도 특성, 잔상문제 및 FFS 모드의 전기광학적 특성을 개선시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 술릿구조의 화소전극을 3분할하되, 게이트 버스 라인을 기준으로 양쪽 가장자리 부분의 슬릿은 가운데 부분의 슬릿 보다 큰 슬릿 각도를 갖도록 함으로써, 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터 버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받지 않도록 하여 그레이 대 그레이 응답속도 특성, 잔상 문제 및 FFS 모드의 전기광학적 특성을 개선시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 슬릿구조의 화소전극을 상기 공통 버스 라인을 기준으로 2분할되어 서로 대칭인 형상을 가지고, 게이트 버스라인 방향으로 3분할되되, 게이트 버스라인을 기준으로 양쪽 가장자리 부분의 슬릿 각도를 가운데 부분의 슬릿 각도 보다 더 크게 되도록 함으로써, 화소전극의 양쪽 가장자리 부분에서 데이터 버스라인 등의 원하지 않는 필드 성분으로부터 액정 구동에 영향을 받지 않도록 하여 그레이 대 그레이 응답속도 특성, 잔상문제 및 FFS 모드의 전기광학적 특성을 개선시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 게이트 버스라인과 데이타 버스라인이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 단위화소 내에는 투명도체를 이용한 통전극 형태의 공통전극과 투명도체를 이용한 슬릿 형태의 화소전극이 절연층을 사이에 두고 오버랩되게 배치되어 있는 하부 박막트랜지스터 기판이 액정을 개재시켜 컬러필터 기판과 합착되어 구성된 프린지필드구동 액정표시장치에 있어서,
    상기 화소전극의 슬릿은 게이트 버스라인 방향을 따라 경사져서 연장되며, 상기 게이트 버스라인 방향을 따라 3분할되되, 3분할된 슬릿 부분들 중에서 양쪽 가장자리에 배치된 슬릿 부분들은 가운데 배치된 슬릿 부분 보다 게이트 버스라인을 기준으로 큰 슬릿 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가운데 부분의 슬릿은 상기 게이트 버스라인을 기준으로 5∼20°각도를 유지하는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 양쪽 가장자리 부분의 슬릿은 상기 가운데 부분의 슬릿보다 4∼20°각도만큼 더 크게 하는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하부 박막트랜지스터 기판에 배치된 제 1편광판과, 칼라필터 기판에 배치된 제 2편광판을 더 추가하는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제1편광판의 투과축과 상기 제 2편광판의 투과축이 서로 수직을 이루도록 배치되고, 제1편광판의 투과축 및 제 2편광판의 투과축 중 어느 하나가 기판의 러빙방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 액정은, 유전율 이방성이 양인 경우, 상기 게이트버스라인에 평행한 방향으로 러빙처리된 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 액정은, 유전율 이방성이 음인 경우, 데이터버스라인에 평행한 방향으로 배열되도록 러빙처리된 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 양쪽 가장자리 부분의 슬릿 각도는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  9. 게이트 버스라인과 데이타 버스라인이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 단위화소 내에는 투명도체를 이용한 통전극 형태의 공통전극과 투명도체를 이용한 슬릿 형태의 화소전극이 절연층을 사이에 두고 오버랩되게 배치되며, 상기 단위화소의 중심을 지나도록 공통 버스라인이 배열되어 있는 하부 박막트랜지스터 기판이 액정을 개재시켜 컬러필터 기판과 합착되어 구성된 프린지필드구동 액정표시장치에 있어서,
    상기 화소전극의 슬릿은 게이트 버스라인 방향을 따라 연장하고 상기 공통 버스 라인을 기준으로 2분할되어 서로 대칭되게 경사진 형상을 가지면서, 상기 게이트 버스라인 방향을 따라 3분할되되, 3분할된 슬릿 부분들 중에서 양쪽 가장자리에 배치된 슬릿 부분들은 가운데 배치된 슬릿 부분 보다 게이트 버스라인을 기준으로 큰 슬릿 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 가운데 부분의 슬릿은 상기 게이트 버스라인을 기준으로 5∼20°각도를 유지하는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 양쪽 가장자리 부분의 슬릿은 상기 가운데 부분의 슬릿보다 4∼20°각도만큼 더 크게 하는 것을 특징으로 하는 프린지필드구동 액정표시장치.
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