JP2004004822A

JP2004004822A - Liquid crystal display using four color and panel for it

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Publication number: JP2004004822A
Application number: JP2003128001A
Authority: JP
Inventors: Munshaku Ko; 洪　▲ムン▼　杓; Tetsuyu Boku; 朴　哲　佑; Nanshaku Ro; 盧　南　錫; Konkei So; 宋　根　圭; Jon Ye Choi; チョイ　ジョン　イェ
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-05-04
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: JP5658699B2; CN1324363C; CN1484071A; JP2009276786A; JP5638780B2; JP2014123132A; TW200405069A; JP5710801B2; TWI274206B; JP4460849B2; JP2012083794A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display having a high optical efficiency. <P>SOLUTION: This liquid crystal display includes a liquid crystal display panel having a red filter 230R having red pixels, a green filter 230G having green pixels, a blue filter 230B having blue pixels and white pixels W; and a back light unit 350 disposed in one side of the panel. Light emitted from the back light unit 350 has x-color coordinates ranging from 0.31 to 0.34, and y-color coordinates from 0.32 to 0.35. The optical throughput can be totally enhanced by displaying the red, green, blue and white pixels as one dot as described above. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関し、さらに詳しくは高解像度で画像を表示するための画素配列構造を有する液晶表示装置及びその駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は一般に電場を生成する電極を有している二つの基板の間に液晶物質を注入しておいて、二つの電極に互いに異なる電位を印加することによって電界を形成して液晶分子の配列を変更させ、これによって光の透過率を調節することにより画像を表現する装置である。
このような液晶表示装置は画素電極と赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色フィルターが形成されている複数の画素を有し、配線を通じて印加される信号によって各画素が駆動されて表示動作が行われる。配線には走査信号を伝達するゲート線（または走査信号線）、画像信号を伝達するデータ線（または画像信号線）があり、各画素には一つのゲート線及び一つのデータ線と連結されている薄膜トランジスタが形成されており、これを通じて画素に形成されている画素電極に伝達される画像信号が制御される。
【０００３】
しかし、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色画素に基づいて一つのドットを表示する従来の液晶表示装置では光効率が低下するという短所がある。具体的に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれの画素には色フィルターがあるが、このような色フィルターは印加される光の１／３程度だけを透過させるために、全体的に光効率が落ちる。
一方、それぞれの画素に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色フィルターを多様に配列して様々なカラーを表示することができ、配列方法としては同一色のカラーフィルターを画素列単位で配列するストライプ型、列及び行方向に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルターを順次に配列するモザイク型、列方向に単位画素を交差するようにジグザグ形態で配置し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルターを順次に配列するデルタ型などがある。デルタ型の場合には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色フィルターを含む３つの単位画素を一つのドットで画像表示する時、画面表示で円形や対角線を表現するのに有利な表現能力を有している。
【０００４】
また、”ＣｌａｉｒＶｏｙａｎｔｅ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ”では画像を表示する時に一層有利な高解像度の表現能力を有すると同時に、設計費用を最少化することができる”Ｔｈｅ　ＰｅｎＴｉｌｅ　Ｍａｔｒｉｘ^ＴＭｃｏｌｏｒ　ｐｉｘｅｌ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ”という画素配列構造を提案した。このようなペンタイルマトリックスの画素配列構造では、互いに隣接する青色の単位画素は一つのデータ駆動集積回路によってデータ信号が伝達され、互いに異なるゲート駆動集積回路によって駆動される。このようなペンタイルマトリックス画素構造を利用すればＳＶＧＡ（Ｓｕｐｅｒ　Ｖｉｄｅｏ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ａｒｒａｙ）級の表示装置を利用してＵＸＧＡ（Ｕｌｔｒａ　Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ａｒｒａｙ）級の解像度を実現することができる。さらに、低価格のゲート駆動集積回路の数は増加するが、相対的に高価なデータ駆動集積回路の数を減らすことができるので、表示装置の生産費用を軽減することができる。
【０００５】
しかし、ペンタイルマトリックス画素構造では青色画素のサイズが赤色及び緑色画素のサイズと異なるために、液晶充電率差による維持容量の変更などが要求され、また、二つの青色画素を一つの配線で連結して駆動するので画素特性の不均一が発生するなどの問題点が発生する。
特に、青色画素は既存ストライプ形式で配置されているために、解像度が十分でない場合には青色画素による縦線パターンが容易に視認されるため全体画質を悪化させる問題点が発生する
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、高い光効率を有する液晶表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明では、赤、緑、青３色画素の他に白色画素を形成する。
具体的には、赤、緑、青及び白色画素を有する液晶表示パネル、前記液晶表示パネルの一方の側に配置されているバックライトユニットを含み、前記バックライトユニットが発散する光はｘ色座標が０．３４から０．３１の間であり、ｙ色座標が０．３５から０．３２の間である液晶表示装置を構成する。なお、白色画素とは、白色スペクトラムを形成するものではなく、透過率または反射率が可視域の特定波長において著しく増加または減少することのない画素構造を意味する。
【０００８】
この時、前記液晶表示パネルは第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成されている薄膜トランジスタと、前記第１絶縁基板上に形成されており、前記薄膜トランジスタと連結されている画素電極と、前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されており、画素を定義するブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスが定義する画素に形成されている赤、緑及び青色フィルターと、前記色フィルター上に形成されている基準電極、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板の間に充填されている液晶を含み、前記ブラックマトリックスが定義する複数画素のうちの一部画素は前記赤、緑、青色フィルターのいずれをも形成していないことによって前記白色画素を構成する。
【０００９】
また、前記ブラックマトリックスが定義する画素のうち前記白色画素と前記青色フィルターのある青色画素の面積は前記赤色フィルターが形成されている赤色画素または前記緑色フィルターのある緑色画素のうちのいずれかよりも小さいことがあり、前記青色画素と前記白色画素を合せた面積は前記赤色画素または前記緑色画素の面積と実質的に同じになることもある。
前記白色画素周囲のブラックマトリックスの幅は他の色画素周囲のブラックマトリックスの幅に比べて広いのが好ましい。
【００１０】
また、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されて各画素を定義するブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスが定義する画素のうちの赤色画素に形成されて赤色顔料を含んでいる有機物フィルターと、前記ブラックマトリックスが定義する画素のうちの緑色画素に形成されて緑色顔料を含んでいる有機物フィルターと、前記ブラックマトリックスが定義する画素のうちの青色画素に形成されて青色顔料を含んでいる有機物フィルターと、前記ブラックマトリックスが定義する画素のうちの白色画素に形成された透明な有機物フィルターと、前記有機物フィルター上に形成されている基準電極を含む液晶表示装置用色フィルター表示板を設ける。
【００１１】
この時、前記有機物フィルターと前記基準電極の間に形成されているオーバーコート膜をさらに含むことができ、前記透明な有機物フィルターは前記オーバーコート膜と同一物質で構成できる。
また、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成されている薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆うと共に所定領域で表面が突出している保護膜と、前記保護膜上に形成されて前記薄膜トランジスタと連結されている画素電極と、前記第１絶縁基板と対向している第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されて画素を定義するブラックマトリックス、前記ブラックマトリックスが定義する画素に形成されている赤、緑及び青色フィルターと、前記色フィルター上に形成されている基準電極と、前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板の間に充填されている液晶とを含み、前記ブラックマトリックスが定義する複数の画素のうちの一部には前記赤、緑、青色フィルターのいずれをも形成していないことによって白色画素を構成し、前記保護膜表面が突出している所定領域を前記白色画素と対応する位置に配置している液晶表示装置を構成する。
【００１２】
この時、前記画素電極と前記基準電極は切開部を有することができる。
また、本発明による液晶表示装置は、行方向には赤、青、緑、赤、白、緑色の画素が所定の順に配列されており、一つの列方向には前記赤色及び緑色画素が交互に配列されており、他の一つの列方向に前記青色及び白色画素が交互に配列されており、互いに隣接する二つの行で青色及び白色画素を中心に対角線方向に赤色及び緑色画素が各々対向するように配置されている画素配列を有する。
この時、行方向に前記画素行に対して各々配置されており、前記画素に走査信号またはゲート信号を伝達するゲート線が形成されており、列方向に前記ゲート線と絶縁交差して配置されており、画像またはデータ信号を伝達し、前記画素列に対して各々配置されているデータ線が形成されている。また、行及び列方向に前記画素に各々前記データ信号が伝えられる画素電極が形成されている。また、行及び列方向に前記画素に各々前記ゲート線に連結されているゲート電極、前記データ線に連結されているソース電極及び前記画素電極と連結されているドレーン電極を含む薄膜トランジスタを含むことができる。
【００１３】
ここで、互いに隣接する二つの画素行で同一画素列に位置された青色画素及び白色画素を中心に対角線方向に赤色及び緑色画素が各々対向するように配置されている領域を一つの画素領域という時、前記画素領域が行方向及び列方向に順次に配列され、一つの画素領域列単位で同一画素列に位置された青色画素及び白色画素の位置が交互に変わって配置されるのが好ましい。
この時、前記一つの画素領域に配置される青色画素及び白色画素は二つの画素行にかけて一つの菱形状を形成することができる。この場合、前記青色画素及び白色画素は同一列に位置され、頂点が行方向と平行に位置される三角形状からなり、各三角形の底辺が対応されるように配置され、全体的に菱形状を形成することができる。
【００１４】
また、互いに隣接する二つの画素行にかけて位置された青色画素及び白色画素を中心に対角線方向に赤色及び緑色画素が各々対向するように配置されている領域を一つの画素領域という時、前記画素領域が行方向及び列方向に順次に配列され、一つの画素領域行単位で青色及び白色画素の位置が交互に変わって配置される。
この時、前記青色画素及び白色画素は二つの画素行にかけて各々頂点が列方向と平行に位置される三角形状からなり、各三角形の底辺が対応されるように配置されて全体的に菱形状を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
添付した図面を参考として本発明の実施例について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様で相異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
図面上に多様な層及び領域を明確に表現するため、厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似な部分については同じ図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の”上に”あるとする時、これは他の部分の”直上に”ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の”直上に”あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施例による液晶表示装置の構造について説明する。
図１は本発明の第１実施例による液晶表示装置の断面図であり、図２乃至図４は本発明の第１乃至第３実施例による液晶表示装置の色フィルター配置図である。
本発明の第１実施例による液晶表示装置は下部表示板、これと対向している上部表示板、下部表示板と上部表示板の間に充填されており、所定方向に配向されている液晶分子を含む液晶層３、上部・下部偏光板２２、１２、上部・下部補償板２３、１３、及びバックライトユニット３５０などで構成される。液晶分子は電界印加によって配向が変わるが、配向が変わる程度によって光の透過量が変わる。
【００１７】
下部表示板はガラスなどの透明な絶縁物質からなる下部基板１１０、その上に形成されている薄膜トランジスタＴＦＴ、薄膜トランジスタＴＦＴと連結されており、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電物質からなっている画素電極１９０を含む。この時、薄膜トランジスタＴＦＴは画素電極１９０に印加される画像信号電圧をスイッチングする。
下部基板１１０の下面には下部補償板１３と下部偏光板１２が付着されている。ここで、下部補償板１３は二軸性補償フィルムまたは一軸性補償フィルムを使用することができ、また、時によっては省略してもよい。
【００１８】
下部偏光板１２の下にはバックライトユニット３５０が配置されている。バックライトユニット３５０は冷陰極管を使用する光源３５１及び導光板３５２などで構成されている。この時、光源３５１が発散する光は色座標上ｘ座標で、０．３１から０．３４の間の値を有し、ｙ座標で０．３２から０．３５の間の値を有する光である。このような光は液晶表示装置用バックライトであって、一般に用いられる光源が発散する光に比べて青色成分が多く含まれている。このような光源を得るためには光源３５１が含む青色発光物質を一定量増加させればよい。
【００１９】
図５は本発明の実施例で用いられるバックライトの発光スペクトルを従来のそれと比較したグラフである。
グラフから分かるように、本発明で用いられるバックライトは従来のバックライトに比べて波長４４０〜４７０ｎｍの青色光が強化された代わりに、波長６２０〜６５０ｎｍの赤色光が弱化された。ここで、従来の青色光を“ｂｌｕｅ　１”、強化された青色光を“ｂｌｕｅ　１．０９”または“ｂｌｕｅ　１．１８”とする。
【００２０】
上部表示板はガラスなどの透明な絶縁物質からなる上部基板２１０、その下面に形成されていてマトリックス形で画素を定義するブラックマトリックス２２０、ブラックマトリックス２２０が定義する画素に形成されている赤、緑、青色の色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）及びＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなっている基準電極２７０が形成されている。
ここで、ブラックマトリックス２２０が定義する画素には赤、緑、青色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）が反復的に形成されているが、画素中には赤、緑、青色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）のいずれをも形成していないものが存在する。この画素は白色画素（Ｗ）となり、バックライトが発散する光の全ての成分をほとんど同等に遮断したり通過させる。
【００２１】
赤、緑、青色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）が形成されている赤、緑、青色画素と白色画素の数は同一であり、赤、緑、青及び白色画素が画素行に沿って順次的で反復的に配置されている。この時、青色画素と白色画素の面積は赤色画素や緑色画素の面積に比べて小さく、大略１／２程度である。したがって、白色画素一つと青色画素一つの面積を合せれば、赤色画素や緑色画素一つの面積とほとんど同一である。
一方、白色画素（Ｗ）には色フィルターがないために、この部分のセルギャップが他の色画素部分に比べて大きくなる。
【００２２】
上部基板２１０の上面には上部補償板２３と上部偏光板２２が付着されている。ここで、上部補償板２３としては二軸性補償フィルムや一軸性補償フィルムを用いることができ、また、時によっては省略してもよい。
本発明のように赤、緑、青及び白色の画素を一つのドット（カラー表示用単位画素群）として利用して画像を表示すれば、全体的に光効率が高まる。例えば、液晶表示装置のＴＦＴ基板側偏光器（下部偏光板：１２）を通過する光量を”１”とする。赤、緑及び青色の３つの画素でドットを表示する場合には、各画素の面積の１／３であり、カラーフィルターによって透過率が１／３であるので、一つのドットの全体透過率は［１／３×１／３（Ｒ）］＋［１／３×１／３（Ｇ）］＋［１／３×１／３（Ｂ）］＝１／３＝３３．３％となる。
【００２３】
しかし、本発明の実施例では各画素の面積がドット一つの面積の１／４であり、白色画素の透過率が１であるので（白色画素にはカラーフィルターがないため）、一つのドットの全体透過率は［１／４×１／３（Ｒ）］＋［１／４×１／３（Ｇ）］＋［１／４×１／３（Ｂ）］＋［１／４×１（Ｗ）］＝１／２＝５０％となる。このように本発明の実施例によれば従来の液晶表示装置に比べて輝度が約１．５倍程度さらに高まることが分かる。
また、青色画素と白色画素の面積を赤色画素や緑色画素より小さくすることによって白色画素の追加により一つのドットが占める面積が増加することを防止することができる。この時、白色画素は、赤、緑、青色の各画素に比べて３倍以上の明るさを示すので、これらの約３０％程度の面積だけでも一つの画素として十分な機能を発揮する。また、青色は赤、緑、青三色の中でその光量の変化に対して人が最も鈍感な色であるので、その面積縮少が画質に与える影響は最も小さい。しかし、青色画素の面積が縮少されれば、微々たるものではあっても多少の画質変化、例えば黄色化現象が現れる。黄色化現象とは画像が黄色側に偏る現象のことである。これは青色成分の不足によって発生するもので、不足した青色成分を補充するために本発明では青色成分をさらに多く含む光を発生するバックライトを使用する。
【００２４】
一方、白色画素には色フィルターがないためにセルギャップが他の画素に比べて大きくなるが、セルギャップが大きい場合、白色画素から出る光も黄色側に偏る傾向を有する。このような場合、バックライトの光に青色成分が多く含まれることによって白色画素から出る光が青色化することが防止できる。
第１実施例では赤、緑、青及び白色画素が行に沿って順次に繰り返して現れるように配置されている。しかし、これら画素の配置は多様な変形が可能であり、以下ではこのような変形の例を第２及び第３実施例で説明する。
【００２５】
図３は本発明の第２実施例による液晶表示装置の色フィルターの配置図である。
２行３列の画素マトリックスが一つのドットを形成するようにし、第一行には赤、青、緑色画素を順次に配置し、第二行には緑、白、赤色画素を順次に配置する。
図４は本発明の第３実施例による液晶表示装置の色フィルターの配置図である。
【００２６】
第３実施例は青色画素のサイズが拡大され、白色画素のサイズが縮少されたことを除いては第２実施例と同じ配置構造を有する。白色画素の輝度は赤、緑、青画素に比べて３倍以上高いために、面積が他の画素に比べて１／３程度だけであっても十分な機能を発揮することができる。したがって、白色画素を縮少する代わりに、青色画素を拡大することにより黄色化現状の程度を減少させることができる。
図６は本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルターとブラックマトリックスの配置図である。
【００２７】
第４実施例は第２実施例と同じ画素配置をしており、白色画素周囲のブラックマトリックス（ＢＭ）の幅が他の部分に比べて拡張された点が特徴である。これは白色画素に色フィルターを形成いないために高くなった段差によって現れる回位線（ディスクリネーション・ライン）を遮るためである。
以上では白色画素のセルギャップが他の画素と差があるために生じた段差による回位線をブラックマトリックスで遮っているが、以下の実施例では白色画素のセルギャップを他の画素と同一にする方法を提示する。
【００２８】
図７は本発明の第５実施例による液晶表示装置用色フィルター表示板の断面図である。
第５実施例による色フィルター表示板は透明な絶縁基板２１０と、絶縁基板２１０の下面に形成されているブラックマトリックス２２０と、ブラックマトリックス２２０が定義する画素ごとに形成されている赤、緑、青、全色透過の透明色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ、２３０Ｗ）と、これら色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ、２３０Ｗ）の下面に形成されているオーバーコート膜２５０と、オーバーコート膜２５０の下面に形成されている基準電極２７０となどで構成されている。
【００２９】
このような第５実施例による色フィルター表示板の特徴は、白色画素に全色透過フィルター（２３０Ｗ）を形成しておくことにより段差の発生を防止したことである。全色透過フィルター（２３０Ｗ）としては透明な有機物質を使用し、色素を添加しない感光剤を使用するのが好ましい。赤色フィルター２３０Ｒには赤色顔料が含まれている有機物フィルターを、緑色フィルター２３０Ｇには緑色顔料が含まれている有機物フィルターを、青色フィルター２３０Ｂには青色顔料が含まれている有機物フィルターを使用する。オーバーコート膜２５０の材質としては、白色画素の全色透過フィルター（２３０Ｗ）と同一物質で形成すると、例えば製造工程を簡略化でき好ましい。
【００３０】
このように全色透過フィルター（２３０Ｗ）を利用して段差発生を防止すれば、液晶表示装置のセルギャップを均一に形成することができるので白色画素の黄色化現象と段差部分で発生する回位線の発生を防止することができ、応答速度を最適化することもできる。
応答速度の最適化について図１０を参照して具体的に説明する。
図１０は液晶表示装置のセルギャップによる応答時間グラフである。
図１０の“Ｏｎ”は、画素電極と共通電極との間に電圧が印加される瞬間の応答時間（ＢｌａｃｋからＷｈｉｔｅに転換される瞬間の応答時間）、“Ｏｆｆ”は画素電極と共通電極との間に印加されていた電圧が除去される瞬間の応答時間（ＷｈｉｔｅからＢｌａｃｋに転換される瞬間の応答時間）、“Ｏｎ＋Ｏｆｆ”は“Ｏｎ”と“Ｏｆｆ”の応答時間の合計である。図１０に示されているように、応答時間はセルギャップが増加することによってしだいに減少（応答速度が速くなる）して、途中でセルギャップが約３．７μｍである時に最小値を示し、３．７μｍを越えてセルギャップが大きくなれば再び増加する。したがって、セルギャップを３．７μｍ程度に設定するのが好ましい。しかし、白色画素に色フィルターがない場合にはセルギャップが他の画素に比べて１．５〜１．６μｍ程度大きいため、白色画素の応答速度が遅くなる。
【００３１】
図８は本発明の第６実施例による液晶表示装置用色フィルター表示板の断面図である。
第６実施例による液晶表示装置用色フィルター表示板では白色画素のセルギャップを均等にするために厚いオーバーコート膜２５０を使用する。色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）を覆うオーバーコート膜２５０を十分に厚く形成することにより白色画素部分での段差が０．２μｍ以内になるようにする。オーバーコート膜２５０の材質としては、透明な有機物質を使用し、色素を添加しない感光剤を使用するのが好ましい。
【００３２】
このようにすれば、第５実施例に比べて全色透過フィルター（２３０Ｗ）を形成する工程を省略することができるので工程単純化側面で有利である。
図９は本発明の第７実施例による液晶表示装置の断面図である。
第７実施例では色フィルター表示板の白色画素の段差をそのまま置いて、その代わりに薄膜トランジスタ表示板の保護膜に突出部を形成して白色画素のセルギャップを均一にする。
第７実施例による液晶表示装置についてさらに具体的に説明する。
【００３３】
まず、色フィルター表示板はガラスなどの透明な絶縁物質からなる上部基板２１０と、その下面に形成されていてマトリックス形で画素を定義するブラックマトリックス２２０と、ブラックマトリックス２２０が定義する画素に形成されている赤、緑、青色の色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）と、色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）を覆っているオーバーコート膜２５０と、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなっており、切開部２７１を有する基準電極２７０とが形成されている。
【００３４】
ここで、ブラックマトリックス２２０が定義する画素には赤、緑、青色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）が反復的に形成されているが、画素中には赤、緑、青色フィルター（２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ）のいずれをも形成していないものが存在する。この画素は白色画素（Ｗ）となり、バックライトが発散する光の全ての成分をほとんど同等に遮断したり通過させる。白色画素（Ｗ）には色フィルターがないためにこの部分は凹部をなす。
薄膜トランジスタ表示板はガラスなどの透明な絶縁物質からなる下部基板１１０と、その上に形成されている薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと連結されていてＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電物質からなっている画素電極１９０とを含む。この時、薄膜トランジスタは画素電極１９０に印加される画像信号電圧をスイッチングする。画素電極１９０は切開部１９１を有する。
【００３５】
より具体的には、絶縁基板１１０上に形成されているゲート電極１２３と、ゲート電極１２３を覆っているゲート絶縁膜１４０と、ゲート絶縁膜１４０上に形成されている非晶質シリコン層１５４と、非晶質シリコン層１５４上に形成されている抵抗性接触層１６３、１６５と、抵抗性接触層１６３、１６５上に形成されているソース電極１７３及びドレーン電極１７５と、ソース電極１７３とドレーン電極１７５を覆っている保護膜１８０と、保護膜１８０が有する接触孔１８１を通じてドレーン電極１７５と連結されている画素電極１９０などで薄膜トランジスタ表示板が構成される。この時、図示してはいないが、ゲート電極１２３と連結されていて走査信号を伝達するゲート線とソース電極１７３と連結されており、画像信号を伝達するデータ線も形成されている。
【００３６】
ここで、保護膜１８０は白色画素に該当する領域から突出されて凸部をなす。このように色フィルター表示板の凹部と薄膜トランジスタ表示板の凸部が対応することによって白色画素も他の色画素とほとんど同一なセルギャップを有するようになる。
このような構造の薄膜トランジスタ表示板を製造するためには半透過領域を有する光マスクを使用して写真エッチング工程を行う。つまり、ソース電極１７３とドレーン電極１７５上に保護膜１８０を積層し、保護膜１８０に接触孔１８１を形成する時、光マスクは透明領域、半透過領域及び不透明領域を有するものを使用する。光マスクの配置は透明領域は接触孔１８１部分に、半透過領域は接触孔１８１と白色画素を除いた部分に、不透明領域は白色画素部分に各々対応するように配置する。このように光マスクを配置して保護膜１８０上の感光膜を露光及び現像すれば、接触孔１８１が形成される部分では感光膜が全て除去されて保護膜１８０が露出され、白色画素部分では感光膜がそのまま残っており、その他の部分では感光膜が一部除去されて全体厚さの一部だけが残るようになる。このような感光膜をエッチングマスクとして接触孔１８１を形成し、感光膜をアッシングして全体厚さの一部だけが残っている感光膜部分を除去する。このようにすれば、白色画素部分にだけ感光膜が残るが、これをエッチングマスクとして保護膜１８０をエッチングし、白色画素部分を除いた他の部分を切り取ることにより白色画素部分に高原を形成する。
【００３７】
一方、薄膜トランジスタ表示板を製造する過程には複数の写真エッチング工程が含まれるが、これを減らすための努力が進められている。その努力の一つとして先に言及したような透明領域、半透過領域及び不透明領域を有する光マスクを使用して厚い部分と薄い部分を有する感光膜パターン形成し、これを利用していくつかの層が異なるパターンを有するようにエッチングする方法が利用される。その中で代表的なものは非晶質シリコン層、抵抗性接触層及びデータ金属層を一つの感光膜パターンを利用してエッチングする４枚光マスク工程である。通常、ゲート配線をパターニングする時に１回、非晶質シリコン層及び抵抗性接触層をパターニングする時に１回、データ配線をパターニングする時に１回、保護膜をパターニングする時に１回、画素電極をパターニングする時に１回と、全５回の写真エッチング工程が使用されていて、これを５枚光マスク工程というが、４枚光マスク工程は非晶質シリコン層、抵抗性接触層及びデータ金属層を１枚の光マスクだけを使用して同時にパターニングすることにより光マスク数を１枚減らしたものである。この場合、データ配線と抵抗性接触層パターンが実質的に同じ平面的模様を有し、非晶質シリコン層もチャンネル部を除いた部分ではデータ配線と実質的に同じ平面的模様を有する。
【００３８】
以上のような構造の薄膜トランジスタ表示板と色フィルター表示板を位置合わせして結合し、その間に液晶物質を注入して垂直配向させれば、本発明による液晶表示装置の基本構造が構成される。画素電極１９０の切開部１９１と基準電極２７０の切開部２７１によって画素領域は複数の小ドメインに分割され、各小ドメインはその内部に含まれている液晶が電界によって傾く方向によって４つの種類に分けられる。切開部１９１、２７１は広い視野角を得るために形成する。
以上のように、液晶表示装置のセルギャップを均一に形成すれば、白色画素の黄色化現象を防止し、液晶表示装置の応答速度を最適化することができる。
【００３９】
一方、青色画素の一列配置による縦線パターンの出現を防止するために第８乃至第１０実施例のような液晶表示装置を設ける。
図１１は本発明の第８実施例による液晶表示装置の画素配置例である。
本発明の第８実施例による液晶表示装置には図１１のように、ペンタイルマトリックス形態で赤色、青色、緑色の画素（Ｒ、Ｂ、Ｇ）が配列されており、また、白色画素（Ｗ）が青色画素（Ｂ）に隣接して配列されている。
行方向には赤色、青、緑、赤、白、緑色の画素（Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗ、Ｇ）が順次に配列されている。そして、一つの列方向には青、白色画素（‥Ｂ、Ｗ、‥）が交互に配置されており、この青、白色画素列の両側には赤色画素及び緑色画素（‥Ｒ、Ｇ‥）が交互に配置されている赤、緑色画素列が配置されている。この時、互いに隣接する二つの行で同一列に配置された青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を中心として、対角線方向に赤色及び緑色画素（Ｒ、Ｇ）が各々対向するように配置される。
【００４０】
つまり、一つの画素行で、赤色、青色、緑色が順次に配列される第１画素単位（Ｒ、Ｂ、Ｇ）と、赤色、白色、緑色が順次に配列される第２画素単位（Ｒ、Ｗ、Ｇ）が交互に配置されており、この画素行に隣接した画素行では緑色、白色、赤色が順次に配列される第３画素単位（Ｇ、Ｗ、Ｒ）と、緑色、青色、赤色が順次に配列される第４画素単位（Ｇ、Ｂ、Ｒ）が交互に配置されている。
ここでは説明の便宜のために画素を第１乃至第４画素単位に区分して説明しておいるが、このような第１乃至第４画素単位が画像表示において一つのドットを表示するためのものとして用いられるということを意味してはいない。
【００４１】
このように隣接した二つの画素行で第１及び第２画素単位、そして、第３及び第４画素単位が交互に配置される画素構造が二つの画素行単位で配置される。
したがって、隣接した二つの画素行の同一列に位置される青色画素及び白色画素を中心に赤色、緑色の４つの画素（Ｒ、Ｇ）は対角線方向に各々対向するように配置される。
例えば、隣接した二つの画素行の同一列に位置される青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を中心に赤色、緑色の４つの画素（Ｒ、Ｇ）が対角線方向に各々対向するように配置したことを一つの画素領域という時、このような画素領域が行方向及び列方向に順次に配列され、一つの画素領域の列別に青色及び白色画素の位置関係（上下）が変わる。例えば、一つの画素領域列に配置されたそれぞれの画素領域で青色画素が白色画素の上に配置されれば、隣接した画素領域列のそれぞれの画素領域では白色画素が青色画素の上に配置される。
【００４２】
このような構造によって、本発明の第８実施例による液晶表示装置における青色、赤色及び緑色画素は隣接した二つの画素行の中でジグザグ形態に配置され、白色画素もまた、ジグザグ形態に配置される。
次に、前記の画素配置構造を有する本発明の第８実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の構造について図１２及び図１３を参照してさらに詳細に説明する。
図１２はこのような画素配置を有する本発明の第８実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の具体的な画素配置図であり、図１３は図１２でＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ’線に沿って切って示した液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の断面図である。
【００４３】
図１２に示すように、本発明の第８実施例によるペンタイル構造の画素配列を有する液晶表示装置では、行方向には赤色、青色、緑色、赤色、白色、緑色の画素（Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗ、Ｇ）が順次に配列されている。また、一つの列方向には青色、白色画素（‥Ｂ、Ｗ、‥）が交互に配置されており、この青色、白色画素列の両側には赤色画素及び緑色画素（‥Ｒ、Ｇ‥）が交互に配置されている赤色、緑色画素列が配置されている。
この時、図１２に示したように、行方向には走査信号またはゲート信号を伝達するゲート線（または走査信号線）１２１が画素の行方向にそれぞれの画素行に対して一つずつ形成されており、列方向にはデータ信号を伝達しゲート線１２１と交差して単位画素を定義するデータ線１７１がゲート線１２１と絶縁されて画素（‥Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｗ、Ｒ、Ｂ‥）列に対して各々形成されている。ここで、ゲート線１２１とデータ線１７１が交差する部分にはゲート線１２１と連結されているゲート電極１２３と、データ線１７１と連結されているソース電極１７３及びゲート電極１２３に対してソース電極１７３と対向側に形成されているドレーン電極１７５及び半導体層１５４を含む薄膜トランジスタが形成されており、それぞれの画素には薄膜トランジスタを通じてゲート線１２１及びデータ線１７１と電気的に連結されている画素電極１９０が形成されている。
【００４４】
また、ゲート線１２１またはこれと同一層で形成された維持容量用配線に対向して、維持容量を形成する維持蓄電器用導電体パターン１７７が画素電極１９０に接続されて形成されており、維持蓄電器用導電体パターン１７７はゲート線１２１上に形成されており、接触孔１８７を通じて画素電極１９０と連結される。ゲート線１２１で維持蓄電器用導電体パターン１７７が形成されている部分の幅は十分な維持容量を確保するために維持蓄電器用導電体パターン１７７が形成されていない部分の幅より広く形成されている。
【００４５】
更に、データ配線（データ線１７１、ソース電極１７３、ドレーン電極１７５、データ線端部（パッド）１７９の総称）はトランジスタ及び外部回路に連結されている。画素電極１９０からドレーン電極１７５及び維持蓄電器用導電体パターン１７７に連結するための接触孔１８５（または１８１）及び接触孔１８７（図１２及び図１３参照）が保護膜１８０に形成されており、それぞれのデータ線１７１の端部１７９は外部回路との連結のために幅が拡張されている。このような構造で各画素列はデータ線１７１に連結されているデータパッドを通じて各々画像信号の伝達を受ける。
【００４６】
液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の構造についてより具体的に説明すれば、絶縁基板１１０上にゲート配線が形成されている。ゲート配線は、画素の行方向にそれぞれの画素行に対して一つずつ形成されているゲート線１２１、これに連結されている薄膜トランジスタのゲート電極１２３及び端部１２５の総称であって、端部１２５は外部回路との連結のために幅が拡張されている。
基板１１０上にはゲート配線及びゲート絶縁膜１４０が順次形成され、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などからなるゲート絶縁膜１４０がゲート配線を覆っている。
【００４７】
ゲート電極１２３のゲート絶縁膜１４０上部には非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層１５４が島形に形成されており、半導体層１５４の上部にはシリサイドまたはｎ型不純物が高濃度でドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で作られた抵抗性接触層１６３、１６５が各々形成されている。これとは異なって、半導体層１５４がデータ線１７１の模様に沿って形成されることもできる。
抵抗性接触層１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上にはデータ配線が形成されている。データ配線は、ゲート線１２１と交差し画素を定義するように列方向に形成されたデータ線１７１と、データ線１７１の凸部であり、抵抗性接触層１６３の上部までのびているソース電極１７３と、データ線１７１の一端に連結されていて外部からの画像信号の印加を受けるデータパッド１７９と、ソース電極１７３と分離されていてゲート電極１２３に対してソース電極１７３の反対側抵抗性接触層１６５上部に形成されているドレーン電極１７５とを含む。
【００４８】
データ配線及びこれに覆われていない半導体層１５４上部には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０にはドレーン電極１７５及びデータ線の幅が拡張された端部１７９を各々露出する接触孔１８５、１８９が形成されており、ゲート絶縁膜１４０と共にゲート線の幅が拡張された端部１２５を露出する接触孔１８２が形成されている。
保護膜１８０上には接触孔１８５（または１８１）を通じてドレーン電極１７５と電気的に連結されており、画素内に位置する画素電極１９０が形成されている。また、保護膜１８０上には接触孔１８２、１８９を通じて各々ゲート線の端部１２５及びデータ線の端部１７９と連結されている接触補助部材９５、９７が形成されている。
【００４９】
ここで、画素電極１９０は図１２及び図１３に示したように、ゲート線１２１と重なって維持蓄電器をなし、維持容量が不足した場合にはゲート配線１２１、１２５、１２３と同一層に維持容量用配線を追加することもできる。
このような構造からなる本発明の第８実施例による液晶表示装置では外部のデータソース（例えば、グラフィック制御機）から提供されるＲ、Ｇ、ＢデータからＷ（ｗｈｉｔｅ）データを抽出し、これに基づいて再構成したＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗデータによってそれぞれの画素を駆動させる。
【００５０】
したがって、隣接した二つの画素行で同一列に位置される青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を中心に、点対称的に両側に隣接して形成された４つの赤色（Ｒ）及び緑色画素（Ｇ）を一つの画素領域に含ませたドットを下記表１または表２、で表示することができる。
【００５１】
【表１】

【００５２】
【表２】

【００５３】
また、レンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）技法を適用して隣接した二つの画素行において同一列に位置する青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を基準位置として一方の側の列のみに赤色及び緑色画素（Ｒ、Ｇ）を隣接配置して一つのドットを下記表３または表４のように表示することができる。
【００５４】
【表３】

【００５５】
【表４】

【００５６】
あるいは、青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を基準位置として他方の側の列のみに緑色及び赤色画素（Ｇ、Ｒ）を隣接配置して一つのドットを下記表５または表６のように表示することができる。
【００５７】
【表５】

【００５８】
【表６】

【００５９】
図１４は、このような構造からなる本発明の第８実施例による液晶表示装置の画素構造を駆動させる場合の画素視認状態を示した図面である。
図１４に示すように、このような本発明の第８実施例によれば赤色画素（Ｒ）及び緑色画素（Ｇ）だけでなく、青色画素（Ｂ）もジグザグ形態に配置され、また、白色画素（Ｗ）も互いに隣接して配置されず、ジグザグ形態に配置されているので、解像度が十分でない場合にも特定画素（例えば、青色画素）による好ましくない縦線パターンが視認されない。したがって、より画質特性が向上したペンタイルマトリックス構造の液晶表示装置を提供することができる。
【００６０】
次に、本発明の第９実施例による液晶表示装置について説明する。
図１５は本発明の第９実施例による液晶表示装置の画素配置例である。
本発明の第９実施例による液晶表示装置の基板には図１５に示されているように、ペンタイルマトリックス形態で前記第８実施例と同一に、行方向には赤色、青色、緑色、赤色、白色、緑色の画素（Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗ、Ｇ）が順次に配列されている。そして、一つの列方向には青色、白色画素（‥Ｂ、Ｗ、‥）が交互に配置されており、この青色、白色画素列の両側には赤色及び緑色画素（‥Ｒ、Ｇ‥）が交互に配置されている赤色、緑色画素列が配置されている。したがって、互いに隣接する二つの画素行で同一列に位置された青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を中心に対角線方向に赤色及び緑色画素（Ｒ、Ｇ）が各々対向するように配置される。
【００６１】
しかし、前記の第８実施例とは異なって、中心に位置した青色及び白色画素が全体的に一つの菱形状をなしている。つまり、互いに隣接する二つの行の同一列に隣接して形成された青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）は各々底辺が行方向と平行に形成される三角形状からなり、図１５のように底辺が互いに対応されるように配置されて一つの菱形状をなす。これは二つの画素行を含んで生成された一つの菱形が行方向に分離されている形態に見える。
また、このような菱形状の青色画素及び白色画素（Ｂ、Ｗ）の４辺に赤色、緑色の４つの画素（Ｒ、Ｇ）が対角線方向に各々対向して配置されている。この時、二つの赤色画素（Ｒ）が青色及び白色画素（Ｂ、Ｗ）を中心に対角線方向に互いに対向するように配置され、また、二つの緑色画素（Ｇ）も青色及び白色画素（Ｂ、Ｗ）を中心に対角線方向に互いに対向するように配置される。
【００６２】
したがって、第９実施例でも青色、赤色及び緑色画素は隣接した二つの画素行でジグザグ形態に配置され（つまり、同一色の画素を連結する線がジグザグになる）、白色画素もまた、ジグザグ形態に配置される。
また、第８実施例と同一に、隣接した二つの画素行の同一列に位置される青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を中心に赤色、緑色の４つの画素（Ｒ、Ｇ）が対角線方向に各々対向するように配置したことを一つの画素領域とする時、このような画素領域が行方向及び列方向に順次に配列され、一つの画素領域列別に青色及び白色画素の位置が交互に変わる。
【００６３】
次に、前記の画素配置構造を有する本発明の第９実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の構造について図１６及び図１７を参照してさらに詳細に説明する。
図１６はこのような画素配置を有する本発明の第９実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の具体的な画素配置図であり、図１７は図１６でＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ’線に沿って切って示した液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の断面図である。
【００６４】
本発明の第９実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板では図１５に示されたように、行方向には赤色、青色、緑色、赤色、白色、緑色の画素（Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗ、Ｇ）が順次に配列されている。そして、一つの列方向には青色、白色画素（‥Ｂ、Ｗ、‥）が交互に配置されており、この青色、白色画素列の両側には赤色画素及び緑色画素（‥Ｒ、Ｇ‥）が交互に配置されている赤色、緑色画素列が配置されている。
この時、図１６のように、行方向には各画素行に走査信号（ゲート信号）を伝達するゲート線（走査信号線）１２１がそれぞれの画素行に対して一つずつ形成されている。この隣接する二つの画素行に各々形成されるゲート線１２１は各画素行の画素を中心に対向するように配置されている。
【００６５】
列方向には画素列にデータ信号を伝達するデータ線１７１がゲート線１２１と絶縁されて交差しながら画素（行方向配置：Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗ、Ｇ、‥）の列方向に対して各々形成されている。
ここで、ゲート線１２１とデータ線１７１が交差する部分にはゲート線１２１と連結されているゲート電極１２３とデータ線１７１と連結されているソース電極１７３、ゲート電極１２３に対してソース電極１７３と対向側に形成されているドレーン電極１７５、及び半導体層１５４を含む薄膜トランジスタが形成されており、それぞれの画素には薄膜トランジスタを通じてゲート線１２１及びデータ線１７１と電気的に連結されている画素電極１９０が形成されている。
【００６６】
また、ゲート線１２１と同一層には、画素電極１９０と対向して維持容量を形成し、行方向にのびている維持容量線１３１が形成されている。維持容量線１３１は維持容量用配線の一部であって、互いに隣接する二つの行に各々形成された赤色、青色、緑色及び白色画素に対応する画素電極１９０と全て重なるように、二つの行の間の境界線上に形成されている。
一方、データ線１７１はドレーン電極１７５に連結されており、それぞれのデータ線１７１の端には外部から映像信号の伝達を受けてデータ線１７１に伝達するためのデータパッド１７９が各々連結されている。このような構造で各画素列はデータ線１７１に連結されているデータパッド１７９を通じて各々画像信号の伝達を受ける。
【００６７】
さらに詳細に本発明の第９実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の構造を見てみると、透明な絶縁基板１１０上部にゲート配線と維持容量用配線が形成されている。ゲート配線は行方向にのびている走査信号線またはゲート線１２１、及びゲート線１２１の一部である薄膜トランジスタのゲート電極１２３を含み、ゲート線１２１の端部１２５は外部回路との連結のために幅が拡張されている。この時、各青色画素列には一つのゲート線１２１に連結されているゲート電極１２３が各々形成されている。
【００６８】
維持容量用配線、つまり、維持容量線１３１は後述する画素（Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｗ）の画素電極１９０と各々対向して画素の電荷保存能力を向上させるための維持容量を有する維持蓄電器を構成する。
ゲート配線及び維持配線を覆うゲート絶縁膜１４０の上には低抵抗の導電物質からなるデータ配線が形成されている。データ配線は列方向に形成されて画素列単位で一つずつ配列されているデータ線１７１、これと連結されている薄膜トランジスタのソース電極１７３、及びゲート電極１２３または薄膜トランジスタの半導体層１５４に対してソース電極１７３の反対側に位置する薄膜トランジスタのドレーン電極１７５を含み、データ線１７１の一端部１７９は幅が拡張されている。
【００６９】
各画素列にデータ線１７１が互いに離隔して配置されているのでデータ線１７１間の短絡を防止することができ、データ線１７１に伝達されるデータ信号間の干渉を防止することができる。
ここで、データ配線もゲート配線と同様に単一層で形成することができるが、二重層や三重層で形成することもある。もちろん、二重層以上で形成する場合には一つの層は抵抗が小さい物質で形成し、他の層は他の物質との接触特性が良い物質で作るのが好ましい。
【００７０】
データ配線及びこれらで覆われない半導体層１５４の上部にはアクリル系などの有機絶縁物質や窒化ケイ素などからなる保護膜１８０が形成されており、保護膜１８０の上部には接触孔１８５を通じてドレーン電極１７５と連結されている画素電極１９０がそれぞれの画素（Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｗ）に画素模様に沿って形成されている。
このような本発明の第９実施例による構造でも第８実施例と同様に、隣接した二つの画素行の同一列に配置されれば、一つの菱形状をなす青色及び白色画素を中心に両側に隣接して形成された４つの赤色及び緑色画素を一つのドットを下記表７または表８で表示することができる。
【００７１】
【表７】

【００７２】
【表８】

【００７３】
また、レンダリング技法を適用して隣接した二つの画素行で同一列に位置され、全体的に菱形状をなす青色画素及び白色画素を中心に一側に隣接した列に位置した赤色及び緑色画素（Ｒ、Ｇ）を一つのドットを下記表９または表１０として画像を表示することができる。
【００７４】
【表９】

【００７５】
【表１０】

【００７６】
あるいは、色画素及び白色画素を中心に他側に隣接した列に位置した緑色及び赤色画素（Ｇ、Ｒ）を一つのドット下記表１１または表１２として画像を表示することができる。
【００７７】
【表１１】

【００７８】
【表１２】

【００７９】
一方、前記の本発明の第９実施例とは異なって、互いに隣接する画素行で三角形状の青色及び白色画素を異なるように配置し、菱形状を実現することもできる。
図１８は本発明の第１０実施例による液晶表示装置の画素配置例である。
本発明の第１０実施例による液晶表示装置では添付した図１８に示されているように、前記の第９実施例と同一に、ペンタイルマトリックス形態で互いに隣接する二つの行に隣接して形成された青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）が全体的に一つの菱形状をなす。
【００８０】
この時、それぞれの青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）は三角形状からなるが、第９実施例とは異なって、三角形の底辺が列方向に平行に形成されている。つまり、互いに隣接した二つの画素行にかけて一つの青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）が、頂点が二つの画素行の境界線上に位置する三角形状に形成されており、このような形状の青色及び白色画素が底辺が互いに対応されるように配置されて一つの菱形状をなす。これは二つの画素行にかけて生成された一つの菱形が列方向に分離されている形態に見える。
【００８１】
また、第９実施例と同一に、隣接する二つの行にかけて生成された菱形状の青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）の４辺に各々赤色、緑色の４つの画素（Ｒ、Ｇ）が対角線方向に各々対向するように配置されている。
一方、第９実施例とは異なって、隣接した二つの画素行にかけて配置される青色画素（Ｂ）及び白色画素（Ｗ）を中心に赤色、緑色の４つの画素（Ｒ、Ｇ）が対角線方向に各々対向するように配置したものを一つの画素領域とする時、このような画素領域が行方向及び列方向に順次に配列され、一つの画素領域行別に青色及び白色画素の位置が交互に変わる。
【００８２】
つまり、図１８のように、一つの画素領域行で、各画素領域の青色画素（Ｂ）が白色画素（Ｗ）の右側に位置されていれば、隣接した他の画素領域行で各画素領域の青色画素（Ｂ）は白色画素（Ｗ）の左側に位置する。
このような画素配置を有する本発明の第１０実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の構造は当業者であれば前記に記述した画素配置と、第９実施例に記述した構造及び断面から容易に考案することができるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８３】
本発明の第１０実施例にも、第８実施例のように、青色、赤色及び緑色画素は隣接した二つの画素行にかけてジグザグ形態に配置され、白色画素もまた、ジグザグ形態に配置される。
したがって、このような本発明の第１０実施例による構造でも第９実施例と同一に、隣接した二つの画素行で全体的に菱形状をなす青色及び白色画素を中心に両側に隣接して形成された４つの赤色及び緑色画素を一つのドット下記表１３または表１４で表示することができる。
【００８４】
【表１３】

【００８５】
【表１４】

【００８６】
また、レンダリング技法を適用して隣接した二つの画素行で全体的に菱形状をなす青色及び白色画素を中心として一方の側のみ隣接した列に位置した赤色及び緑色画素（Ｒ、Ｇ）を一つのドット下記表１５または表１６で表示することができる。
【００８７】
【表１５】

【００８８】
【表１６】

【００８９】
あるいは、青色及び白色画素を中心に他方の側のみ隣接した列に位置した緑色及び赤色画素（Ｇ、Ｒ）を一つのドット下記表１７または表１８で表示することができる。
【００９０】
【表１７】

【００９１】
【表１８】

【００９２】
一方、このような本発明の第８乃至第１０実施例によるペンタイル画素配列構造を有する液晶表示装置を通じて高解像度の画像を表現するためにレンダリング駆動技法を実施する場合にも、既存の駆動アルゴリズムを同一に適用することができる。
【００９３】
【発明の効果】
このような本発明の実施例によれば、赤色及び緑色画素だけでなく、青色画素もジグザグ形態に配置され、また、白色画素も互いに隣接して配置されることなくジグザグ形態に配置されているので、解像度が十分でない場合にも特定色の画素集合による縦線パターンが視認されない。
また、白色画素を駆動させて全体の輝度を高めることができる。この時、白色画素がジグザグパターンで配列されているので特定領域の輝度だけが増加せず、画面全体的に均一に輝度が増加する。また、白色画素を、例えば白色、灰色、黒色に調節して輝度を調節することもできる。
【００９４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
以上のように青色成分が強化されたバックライトを使用することによって４色駆動時黄色化現象を防止することができ、液晶表示装置のセルギャップを均一に形成して白色画素の黄色化現象と段差部分で発生する回位線（ディスクリネーションライン）発生を防止するだけでなく、応答速度を最適化することができる。
【００９５】
また、解像度が十分でない場合にも特定色の画素集合によって縦線パターンが現れることを防止することができるので、液晶表示装置の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置の断面図。
【図２】本発明の第１実施例による液晶表示装置の色フィルター配置図。
【図３】本発明の第２実施例による液晶表示装置の色フィルター配置図。
【図４】本発明の第３実施例による液晶表示装置の色フィルター配置図。
【図５】本発明の第１乃至第３実施例で用いられるバックライトの発光スペクトルを従来のそれと比較したグラフ。
【図６】本発明の第４実施例による液晶表示装置の色フィルターとブラックマトリックスの配置図。
【図７】各々本発明の第５実施例による液晶表示装置用色フィルター表示板の断面図。
【図８】各々本発明の第６実施例による液晶表示装置用色フィルター表示板の断面図。
【図９】本発明の第７実施例による液晶表示装置の断面図。
【図１０】液晶表示装置のセルギャップにともなう応答時間グラフ。
【図１１】本発明の第８実施例による液晶表示装置の画素配置例を示した図面。
【図１２】本発明の第８実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の画素構造を示した図面。
【図１３】図１２でＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ’線に沿って切って示した液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の断面図。
【図１４】本発明の第８実施例による液晶表示装置の画素配置例を拡大図。
【図１５】本発明の第９実施例による液晶表示装置の画素配置例を示した図面。
【図１６】本発明の第９実施例による液晶表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板の画素構造を示した図面。
【図１７】図１６でＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ’線に沿って切って示した液晶表示装置用薄膜トランジスタアレイ基板の断面図。
【図１８】本発明の第１０実施例による液晶表示装置の画素配置例を示した図面。
【符号の説明】
３：液晶層
１２：下部偏光板
１３：下部補償板
２２：上部偏光板
２３：上部補償板
９５、９７：接触補助部材
１１０：下部基板
１２１：ゲート線
１２３：ゲート電極
１２５：ゲート線端部（パッド）
１３１：維持容量線
１４０：ゲート絶縁膜
１４５：画素電極バイア（連結部）
１５４：非晶質シリコン層
１６３、１６５：抵抗性接触層
１７１、１７３、１７５、１７９：データ配線
１７１：データ線
１７３：ソース電極
１７５：ドレーン電極
１７７：維持蓄電器用導電体パターン
１７９：データ線端部（パッド）
１８０：保護膜
１８１、１８５：画素電極とドレイン電極の接触孔
１８２、１８７、１８９：接触孔
１９０：画素電極
１９１：画素電極切開部
２１０：上部基板
２２０：ブラックマトリックス
２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ：ＲＧＢ色フィルター
２３０Ｗ：全色透過フィルター
２５０：オーバーコート膜
２７０：基準電極
２７１：基準電極切開部
３５０：バックライトユニット
３５１：導光板
３５２：光源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a pixel array structure for displaying an image with high resolution and a driving device thereof.
[0002]
[Prior art]
In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between two substrates having electrodes for generating an electric field, and forms an electric field by applying different potentials to the two electrodes to form liquid crystal molecules. This is an apparatus that expresses an image by changing the arrangement and thereby adjusting the light transmittance.
Such a liquid crystal display device has a plurality of pixels in which pixel electrodes and red (R), green (G), and blue (B) color filters are formed, and each pixel is driven by a signal applied through a wiring. Then, the display operation is performed. The wiring includes a gate line (or scanning signal line) for transmitting a scanning signal and a data line (or image signal line) for transmitting an image signal. Each pixel is connected to one gate line and one data line. An image signal transmitted to a pixel electrode formed in a pixel is controlled through the thin film transistor.
[0003]
However, a conventional liquid crystal display device that displays one dot based on three color pixels of red (R), green (G), and blue (B) has a disadvantage that light efficiency is reduced. Specifically, each of the red (R), green (G), and blue (B) pixels has a color filter. Such a color filter transmits only about one third of the applied light. , The overall light efficiency drops.
On the other hand, red (R), green (G), and blue (B) color filters can be arranged in various manners in each pixel to display various colors. Stripe type arranged in column units, mosaic type arranged red (R), green (G) and blue (B) color filters sequentially in column and row directions, zigzag form so that unit pixels intersect in column direction And a delta type in which red (R), green (G), and blue (B) color filters are sequentially arranged. In the case of the delta type, when three unit pixels including red (R), green (G), and blue (B) color filters are displayed as an image with one dot, a circle or a diagonal line is displayed on a screen. Has an advantageous expression ability.
[0004]
Also, “ClairVoyante Laboratories” has a more advantageous high-resolution expression capability when displaying an image, and at the same time can minimize the design cost. “The PenTile Matrix” ^TM A pixel array structure called “color pixel arrangement” has been proposed. In such a pixel array structure of the pentile matrix, adjacent blue unit pixels are transmitted with a data signal by one data driving integrated circuit and have different gate driving integrated circuits. If the pentile matrix pixel structure is used, an UXGA (Ultra Extended Graphics Array) resolution can be realized using a SVGA (Super Video Graphics Array) display device. Further, although the number of low-cost gate driving integrated circuits increases, the number of relatively expensive data driving integrated circuits can be reduced, so that the production cost of the display device can be reduced.
[0005]
However, in the pen tile matrix pixel structure, since the size of the blue pixel is different from the size of the red and green pixels, a change in the storage capacity due to the difference in the liquid crystal charging rate is required, and the two blue pixels are connected by one line. Driving, there arise problems such as non-uniformity of pixel characteristics.
In particular, since the blue pixels are arranged in the existing stripe format, if the resolution is not sufficient, the vertical line pattern by the blue pixels is easily visually recognized, thereby causing a problem of deteriorating the overall image quality.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having high light efficiency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, a white pixel is formed in addition to the red, green, and blue color pixels.
Specifically, the liquid crystal display panel includes red, green, blue, and white pixels, and a backlight unit disposed on one side of the liquid crystal display panel. The light emitted from the backlight unit has x-color coordinates. Is between 0.34 and 0.31, and the y-color coordinate is between 0.35 and 0.32. Note that a white pixel does not form a white spectrum, and means a pixel structure in which transmittance or reflectance does not significantly increase or decrease at a specific wavelength in the visible region.
[0008]
At this time, the liquid crystal display panel includes a first insulating substrate, a thin film transistor formed on the first insulating substrate, and a pixel electrode formed on the first insulating substrate and connected to the thin film transistor. A second insulating substrate facing the first insulating substrate, a black matrix formed on the second insulating substrate and defining a pixel, and a red matrix formed on the pixel defined by the black matrix. A plurality of pixels defined by the black matrix, including a green and blue filter, a reference electrode formed on the color filter, and a liquid crystal filled between the first insulating substrate and the second insulating substrate. Some of the pixels do not form any of the red, green, and blue filters, thereby constituting the white pixels.
[0009]
Further, among the pixels defined by the black matrix, the area of the white pixel and the blue pixel with the blue filter is larger than any of the red pixel on which the red filter is formed or the green pixel with the green filter. The area of the blue pixel and the white pixel may be substantially the same as the area of the red pixel or the green pixel.
Preferably, the width of the black matrix around the white pixel is wider than the width of the black matrix around the other color pixels.
[0010]
Further, an insulating substrate, a black matrix formed on the insulating substrate and defining each pixel, an organic filter including a red pigment formed on a red pixel among the pixels defined by the black matrix, and An organic filter formed on a green pixel among the pixels defined by the black matrix and including a green pigment; and an organic filter formed on a blue pixel among the pixels defined by the black matrix and including a blue pigment. A transparent organic filter formed on a white pixel among the pixels defined by the black matrix, and a color filter panel for a liquid crystal display device including a reference electrode formed on the organic filter.
[0011]
The organic filter may further include an overcoat formed between the organic filter and the reference electrode, and the transparent organic filter may be formed of the same material as the overcoat.
A first insulating substrate; a thin film transistor formed on the first insulating substrate; a protection film covering the thin film transistor and having a surface protruding in a predetermined region; and a thin film transistor formed on the protection film. A connected pixel electrode, a second insulating substrate facing the first insulating substrate, a black matrix formed on the second insulating substrate to define a pixel, and a black matrix defined by the black matrix. The black matrix including red, green, and blue filters, a reference electrode formed on the color filters, and a liquid crystal filled between the first insulating substrate and the second insulating substrate. A white pixel is constituted by not forming any of the red, green, and blue filters in some of the plurality of pixels defined by A liquid crystal display device is disposed a predetermined region in which the protective film surface is projected at a position corresponding to the white pixel.
[0012]
At this time, the pixel electrode and the reference electrode may have a cutout.
In the liquid crystal display device according to the present invention, red, blue, green, red, white, and green pixels are arranged in a predetermined order in a row direction, and the red and green pixels are alternately arranged in one column direction. The blue and white pixels are arranged alternately in another column direction, and the red and green pixels are respectively opposed diagonally around the blue and white pixels in two adjacent rows. Pixel arrangement.
At this time, a gate line for transmitting a scanning signal or a gate signal to the pixel is formed in each of the pixel rows in a row direction, and the gate line is arranged so as to insulate and cross the gate line in a column direction. And a data line for transmitting an image or a data signal and arranged for each of the pixel columns. Further, pixel electrodes for transmitting the data signal to the pixels in the row and column directions are formed. The pixel may include a thin film transistor including a gate electrode connected to the gate line, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode connected to the pixel electrode in the row and column directions. it can.
[0013]
Here, a region in which red and green pixels are arranged so as to face each other in a diagonal direction around a blue pixel and a white pixel located in the same pixel column in two pixel rows adjacent to each other is referred to as one pixel region. Preferably, the pixel regions are sequentially arranged in a row direction and a column direction, and the positions of blue pixels and white pixels located in the same pixel column are alternately arranged in one pixel region column.
At this time, the blue pixel and the white pixel arranged in the one pixel region may form one diamond shape over two pixel rows. In this case, the blue pixel and the white pixel are located in the same column, and have a triangular shape in which vertices are located in parallel with the row direction. Can be formed.
[0014]
In addition, a region where red and green pixels are arranged so as to face each other in a diagonal direction around a blue pixel and a white pixel positioned over two pixel rows adjacent to each other is referred to as one pixel region. Are sequentially arranged in the row direction and the column direction, and the positions of the blue and white pixels are alternately arranged in one pixel area row unit.
At this time, the blue pixel and the white pixel have a triangular shape in which vertexes are respectively positioned in parallel with the column direction over two pixel rows, and are arranged such that the bases of each triangle correspond to each other to form a diamond shape as a whole. Can be formed.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily carry out the embodiments. However, the present invention can be implemented in various and different forms and is not limited to the embodiments described herein.
In order to clearly illustrate various layers and regions in the drawings, the thickness is enlarged. Similar parts are denoted by the same reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is referred to as being “above” another part, not only when it is “directly on” another part, but also when there is another part in between. Including. Conversely, when an element is referred to as being "directly on" another element, there are no intervening elements present.
[0016]
Hereinafter, a structure of a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are color filter arrangement diagrams of the liquid crystal displays according to the first to third embodiments of the present invention.
The liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention includes a lower display panel, an upper display panel facing the lower display panel, and liquid crystal molecules filled between the lower display panel and the upper display panel and oriented in a predetermined direction. It comprises a liquid crystal layer 3, upper and lower polarizers 22 and 12, upper and

lower compensators

23 and 13, a backlight unit 350, and the like. The orientation of the liquid crystal molecules changes when an electric field is applied, and the amount of light transmission changes depending on the degree to which the orientation changes.
[0017]
The lower display panel is connected to a lower substrate 110 made of a transparent insulating material such as glass, a thin film transistor TFT formed thereon, and a pixel electrode made of a transparent conductive material such as ITO or IZO. 190. At this time, the thin film transistor TFT switches the image signal voltage applied to the pixel electrode 190.
A lower compensator 13 and a lower polarizer 12 are attached to the lower surface of the lower substrate 110. Here, the lower compensating plate 13 may be a biaxial compensating film or a uniaxial compensating film, and may be omitted in some cases.
[0018]
A backlight unit 350 is arranged below the lower polarizing plate 12. The backlight unit 350 includes a light source 351 using a cold cathode tube, a light guide plate 352, and the like. At this time, the light emitted from the light source 351 is a light having a value between 0.31 and 0.34 on the x coordinate on the color coordinate and a value between 0.32 and 0.35 on the y coordinate. is there. Such light is a backlight for a liquid crystal display device, and contains more blue components than light emitted from a generally used light source. In order to obtain such a light source, the amount of the blue light-emitting substance contained in the light source 351 may be increased by a certain amount.
[0019]
FIG. 5 is a graph comparing the emission spectrum of the backlight used in the embodiment of the present invention with that of the conventional one.
As can be seen from the graph, in the backlight used in the present invention, the blue light having a wavelength of 440 to 470 nm was enhanced, but the red light having a wavelength of 620 to 650 nm was weakened as compared with the conventional backlight. Here, the conventional blue light is referred to as “blue 1”, and the enhanced blue light is referred to as “blue 1.09” or “blue 1.18”.
[0020]
The upper display panel includes an upper substrate 210 made of a transparent insulating material such as glass, a black matrix 220 formed on the lower surface of the upper substrate 210 to define pixels in a matrix form, and red and green formed in pixels defined by the black matrix 220. , A blue color filter (230R, 230G, 230B) and a reference electrode 270 made of a transparent conductive material such as ITO or IZO.
Here, red, green, and blue filters (230R, 230G, 230B) are repeatedly formed in the pixels defined by the black matrix 220, but red, green, and blue filters (230R, 230G, 230B) are not formed. This pixel becomes a white pixel (W) and blocks or passes all components of the light diverging from the backlight almost equally.
[0021]
The number of red, green, blue pixels and white pixels on which the red, green, blue filters (230R, 230G, 230B) are formed are the same, and the red, green, blue, and white pixels are sequentially arranged along the pixel rows. Are repeatedly arranged. At this time, the area of the blue pixel and the white pixel is smaller than the area of the red pixel and the green pixel, and is about 1/2. Therefore, the area of one white pixel and one blue pixel is almost the same as the area of one red pixel or one green pixel.
On the other hand, since there is no color filter in the white pixel (W), the cell gap in this portion is larger than that in the other color pixel portions.
[0022]
An upper compensator 23 and an upper polarizer 22 are attached to the upper surface of the upper substrate 210. Here, a biaxial compensation film or a uniaxial compensation film can be used as the upper compensating plate 23, and may be omitted in some cases.
When an image is displayed by using red, green, blue and white pixels as one dot (color display unit pixel group) as in the present invention, overall light efficiency is increased. For example, the light amount passing through the TFT substrate-side polarizer (lower polarizer: 12) of the liquid crystal display device is set to “1”. When a dot is displayed by three pixels of red, green and blue, the area is 1/3 of the area of each pixel and the transmittance is 1/3 by the color filter. [1/3 x 1/3 (R)] + [1/3 x 1/3 (G)] + [1/3 x 1/3 (B)] = 1/3 = 33.3%.
[0023]
However, in the embodiment of the present invention, the area of each pixel is 1/4 of the area of one dot, and the transmittance of the white pixel is 1 (because the white pixel has no color filter). The total transmittance is [１／ × １／ (R)] + [１／ × １／ (G)] + [１／ × １／ (B)] + [１／ × 1 ( W)] = １／ = 50%. As described above, according to the embodiment of the present invention, it can be seen that the brightness is about 1.5 times higher than that of the conventional liquid crystal display device.
Further, by making the areas of the blue pixel and the white pixel smaller than those of the red pixel and the green pixel, it is possible to prevent the area occupied by one dot from increasing due to the addition of the white pixel. At this time, the white pixels exhibit three times or more the brightness of each of the red, green, and blue pixels, so that only about 30% of the area of the white pixels exhibits a sufficient function as one pixel. In addition, since blue is a color that is most insensitive to changes in the amount of light among three colors of red, green, and blue, the reduction in area has the least effect on image quality. However, if the area of the blue pixel is reduced, a slight change in the image quality, for example, a yellowing phenomenon appears even if it is slight. The yellowing phenomenon is a phenomenon in which an image is shifted to the yellow side. This is caused by a shortage of the blue component. In order to compensate for the shortage of the blue component, the present invention uses a backlight that generates light containing more blue component.
[0024]
On the other hand, since a white pixel does not have a color filter, the cell gap is larger than other pixels, but when the cell gap is large, light emitted from the white pixel tends to be biased toward the yellow side. In such a case, it is possible to prevent the light emitted from the white pixel from turning blue due to a large amount of blue component contained in the light of the backlight.
In the first embodiment, red, green, blue, and white pixels are arranged so as to appear repeatedly and sequentially along a row. However, the arrangement of these pixels can be variously modified. Hereinafter, such modified examples will be described in the second and third embodiments.
[0025]
FIG. 3 is a layout view of a color filter of a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
A pixel matrix of two rows and three columns forms one dot, red, blue, and green pixels are sequentially arranged in the first row, and green, white, and red pixels are sequentially arranged in the second row. .
FIG. 4 is a layout view of a color filter of a liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention.
[0026]
The third embodiment has the same arrangement structure as the second embodiment except that the size of the blue pixel is enlarged and the size of the white pixel is reduced. Since the brightness of the white pixel is three times or more higher than that of the red, green, and blue pixels, a sufficient function can be exhibited even if the area is only about 1/3 of that of the other pixels. Therefore, instead of reducing the number of white pixels, the degree of the current yellowing can be reduced by enlarging the blue pixels.
FIG. 6 is a layout view of a color filter and a black matrix of a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.
[0027]
The fourth embodiment has the same pixel arrangement as the second embodiment, and is characterized in that the width of a black matrix (BM) around a white pixel is expanded as compared with other portions. This is because a disclination line that appears due to an increased step because no color filter is formed in the white pixel is blocked.
In the above, the disclination line due to the step caused by the difference in the cell gap of the white pixel from the other pixels is blocked by the black matrix, but in the following embodiment, the cell gap of the white pixel is made the same as the other pixels. Suggest how to do it.
[0028]
FIG. 7 is a sectional view of a color filter panel for a liquid crystal display according to a fifth embodiment of the present invention.
The color filter display panel according to the fifth embodiment includes a transparent insulating substrate 210, a black matrix 220 formed on the lower surface of the insulating substrate 210, and red, green, and blue formed for each pixel defined by the black matrix 220. , Transparent color filters (230R, 230G, 230B, 230W) that transmit all colors, an overcoat film 250 formed on the lower surface of these color filters (230R, 230G, 230B, 230W), and a lower surface of the overcoat film 250 And a reference electrode 270 formed on the substrate.
[0029]
The feature of the color filter display panel according to the fifth embodiment is that a step is prevented from occurring by forming an all-color transmission filter (230 W) in a white pixel. As the all-color transmission filter (230W), it is preferable to use a transparent organic substance and use a photosensitive agent to which no dye is added. An organic filter containing a red pigment is used as the red filter 230R, an organic filter containing a green pigment is used as the green filter 230G, and an organic filter containing a blue pigment is used as the blue filter 230B. As a material of the overcoat film 250, it is preferable to form the same material as the all-color transmission filter (230W) of the white pixel because, for example, the manufacturing process can be simplified.
[0030]
If a step is prevented by using the all-color transmission filter (230W) in this way, the cell gap of the liquid crystal display device can be formed uniformly. The generation of lines can be prevented, and the response speed can be optimized.
The optimization of the response speed will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 10 is a response time graph according to the cell gap of the liquid crystal display device.
“On” in FIG. 10 indicates a response time at a moment when a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode (a response time at a moment when the voltage is changed from Black to White), and “Off” indicates a response time between the pixel electrode and the common electrode. The response time at the moment when the voltage applied during the period is removed (the response time at the time of switching from White to Black), “On + Off” is the sum of the response times of “On” and “Off”. As shown in FIG. 10, the response time gradually decreases (response speed increases) as the cell gap increases, and shows a minimum value when the cell gap is about 3.7 μm on the way. If the cell gap becomes larger than 3.7 μm, it increases again. Therefore, it is preferable to set the cell gap to about 3.7 μm. However, when a white pixel does not have a color filter, the response speed of the white pixel becomes slow because the cell gap is about 1.5 to 1.6 μm larger than other pixels.
[0031]
FIG. 8 is a sectional view of a color filter panel for a liquid crystal display according to a sixth embodiment of the present invention.
In the color filter panel for a liquid crystal display according to the sixth embodiment, a thick overcoat layer 250 is used to equalize the cell gap of the white pixel. The overcoat film 250 covering the color filters (230R, 230G, 230B) is formed sufficiently thick so that the step in the white pixel portion is within 0.2 μm. As a material of the overcoat film 250, it is preferable to use a transparent organic substance and a photosensitive agent to which no dye is added.
[0032]
By doing so, the step of forming the all-color transmission filter (230W) can be omitted as compared with the fifth embodiment, which is advantageous in terms of process simplification.
FIG. 9 is a sectional view of a liquid crystal display according to a seventh embodiment of the present invention.
In the seventh embodiment, the level difference of the white pixel of the color filter display panel is left as it is, and instead, a protrusion is formed on the protective film of the thin film transistor display panel to make the cell gap of the white pixel uniform.
The liquid crystal display according to the seventh embodiment will be described more specifically.
[0033]
First, the color filter display panel is formed of an upper substrate 210 made of a transparent insulating material such as glass, a black matrix 220 formed on the lower surface thereof to define pixels in a matrix form, and a pixel defined by the black matrix 220. Red, green, and blue color filters (230R, 230G, 230B), an overcoat film 250 covering the color filters (230R, 230G, 230B), and a transparent conductive material such as ITO or IZO. And a reference electrode 270 having an incision 271.
[0034]
Here, red, green, and blue filters (230R, 230G, 230B) are repeatedly formed in the pixels defined by the black matrix 220, but red, green, and blue filters (230R, 230G, 230B) are not formed. This pixel becomes a white pixel (W) and blocks or passes all components of the light diverging from the backlight almost equally. Since there is no color filter in the white pixel (W), this portion forms a concave portion.
The thin film transistor array panel includes a lower substrate 110 made of a transparent insulating material such as glass, a thin film transistor formed thereon, and a pixel electrode 190 connected to the thin film transistor and made of a transparent conductive material such as ITO or IZO. And At this time, the thin film transistor switches an image signal voltage applied to the pixel electrode 190. The pixel electrode 190 has a cutout 191.
[0035]
More specifically, a gate electrode 123 formed on the insulating substrate 110, a gate insulating film 140 covering the gate electrode 123, and an amorphous silicon layer 154 formed on the gate insulating film 140 , The resistive contact layers 163 and 165 formed on the amorphous silicon layer 154, the source electrode 173 and the drain electrode 175 formed on the resistive contact layers 163 and 165, the source electrode 173 and the drain electrode The thin film transistor panel includes a protective film 180 covering the 175 and a pixel electrode 190 connected to the drain electrode 175 through a contact hole 181 of the protective film 180. At this time, although not shown, a gate line connected to the gate electrode 123 for transmitting a scanning signal is connected to the source electrode 173, and a data line for transmitting an image signal is also formed.
[0036]
Here, the protection film 180 is protruded from a region corresponding to a white pixel to form a protrusion. As described above, since the concave portion of the color filter panel corresponds to the convex portion of the thin film transistor panel, a white pixel has a cell gap almost the same as that of another color pixel.
In order to manufacture a thin film transistor panel having such a structure, a photo etching process is performed using an optical mask having a semi-transmissive region. That is, when the protective film 180 is stacked on the source electrode 173 and the drain electrode 175 and the contact hole 181 is formed in the protective film 180, a photomask having a transparent region, a semi-transmissive region, and an opaque region is used. The arrangement of the optical mask is such that the transparent region corresponds to the contact hole 181 portion, the semi-transmissive region corresponds to the portion excluding the contact hole 181 and the white pixel, and the opaque region corresponds to the white pixel portion. By exposing and developing the photosensitive film on the protective film 180 by disposing the optical mask in this manner, the photosensitive film is entirely removed at the portion where the contact hole 181 is formed, and the protective film 180 is exposed. The photosensitive film remains as it is, and in the other portions, the photosensitive film is partially removed so that only a part of the entire thickness remains. Using the photosensitive film as an etching mask, a contact hole 181 is formed, and the photosensitive film is ashed to remove a portion of the photosensitive film in which only a part of the entire thickness remains. By doing so, the photosensitive film remains only in the white pixel portion, but the protective film 180 is etched using this as an etching mask, and other portions excluding the white pixel portion are cut out to form a plateau in the white pixel portion. .
[0037]
Meanwhile, a process of manufacturing a thin film transistor panel includes a plurality of photo-etching processes, and efforts are being made to reduce the number of photo-etching processes. As one of the efforts, a photosensitive film pattern having a thick portion and a thin portion is formed by using an optical mask having a transparent region, a semi-transmissive region, and an opaque region as described above, and this is used to form several patterns. A method of etching so that the layers have different patterns is used. A typical example is a four-photomask process in which an amorphous silicon layer, a resistive contact layer, and a data metal layer are etched using one photosensitive film pattern. Normally, the pixel electrode is patterned once when patterning the gate wiring, once when patterning the amorphous silicon layer and the resistive contact layer, once when patterning the data wiring, and once when patterning the protective film. One and a total of five photo-etching steps are used when performing this process, which is referred to as a five-photomask process. In the four-photomask process, an amorphous silicon layer, a resistive contact layer, and a data metal layer are formed. The number of optical masks is reduced by one by simultaneously patterning using only one optical mask. In this case, the data line and the resistive contact layer pattern have substantially the same plane pattern, and the amorphous silicon layer has substantially the same plane pattern as the data line except for the channel portion.
[0038]
The basic structure of the liquid crystal display device according to the present invention is constructed by aligning and combining the thin film transistor panel and the color filter panel having the above-described structure, and injecting a liquid crystal material between them to vertically align the liquid crystal display. The pixel region is divided into a plurality of small domains by the cutout portion 191 of the pixel electrode 190 and the cutout portion 271 of the reference electrode 270. Each small domain is divided into four types according to the direction in which the liquid crystal contained therein is inclined by an electric field. Can be The

incisions

191 and 271 are formed to obtain a wide viewing angle.
As described above, if the cell gap of the liquid crystal display device is formed uniformly, the yellowing phenomenon of the white pixel can be prevented, and the response speed of the liquid crystal display device can be optimized.
[0039]
On the other hand, a liquid crystal display device as in the eighth to tenth embodiments is provided to prevent the appearance of a vertical line pattern due to the arrangement of blue pixels in one row.
FIG. 11 is an example of a pixel arrangement of a liquid crystal display according to an eighth embodiment of the present invention.
In the liquid crystal display according to the eighth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, red, blue, and green pixels (R, B, G) are arranged in a pentile matrix form, and a white pixel (W). ) Are arranged adjacent to the blue pixel (B).
Red, blue, green, red, white, and green pixels (R, B, G, R, W, and G) are sequentially arranged in the row direction. Blue and white pixels (画素 B, W, ‥) are alternately arranged in one column direction, and red and green pixels (‥ R, G ‥) are provided on both sides of the blue and white pixel columns. Are arranged alternately in red and green pixel columns. At this time, the red and green pixels (R, G) are arranged so as to face each other diagonally with respect to the blue pixel (B) and the white pixel (W) arranged in the same column in two adjacent rows. Is done.
[0040]
That is, in one pixel row, a first pixel unit (R, B, G) in which red, blue, and green are sequentially arranged, and a second pixel unit (R, B, G) in which red, white, and green are sequentially arranged W, G) are alternately arranged. In a pixel row adjacent to this pixel row, a third pixel unit (G, W, R) in which green, white, and red are sequentially arranged, and green, blue, and red Are arranged alternately in a fourth pixel unit (G, B, R).
Here, for convenience of explanation, the pixels are divided into first to fourth pixel units, but such first to fourth pixel units are used to display one dot in image display. It is not meant to be used as such.
[0041]
In this manner, a pixel structure in which the first and second pixel units and the third and fourth pixel units are alternately arranged in two adjacent pixel rows is arranged in two pixel row units.
Therefore, the four pixels (R, G) of red and green, which are centered on the blue pixel and the white pixel located in the same column of two adjacent pixel rows, are arranged to face each other diagonally.
For example, four pixels (R, G) of red and green are opposed to each other in a diagonal direction around a blue pixel (B) and a white pixel (W) located in the same column of two adjacent pixel rows. When the arrangement is referred to as one pixel region, such pixel regions are sequentially arranged in the row direction and the column direction, and the positional relationship (up and down) of the blue and white pixels changes for each column of one pixel region. For example, if a blue pixel is arranged on a white pixel in each pixel region arranged in one pixel region column, a white pixel is arranged on a blue pixel in each pixel region of an adjacent pixel region column. You.
[0042]
With such a structure, the blue, red and green pixels in the liquid crystal display according to the eighth embodiment of the present invention are arranged in a zigzag manner in two adjacent pixel rows, and the white pixels are also arranged in a zigzag manner. You.
Next, the structure of the thin film transistor substrate of the liquid crystal display having the above-described pixel arrangement according to the eighth embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 12 is a detailed pixel layout of a TFT substrate of a liquid crystal display according to an eighth embodiment of the present invention having such a pixel layout. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII ′ of FIG. It is sectional drawing of the thin film transistor substrate for liquid crystal display devices shown.
[0043]
As shown in FIG. 12, in the liquid crystal display device having the pixel arrangement of the pentile structure according to the eighth embodiment of the present invention, red, blue, green, red, white, and green pixels (R, B, G) are arranged in the row direction. , R, W, G) are sequentially arranged. Further, blue and white pixels ({B, W, ‥) are alternately arranged in one column direction, and red and green pixels ({R, G}) are provided on both sides of the blue and white pixel columns. Are arranged alternately in red and green pixel columns.
At this time, as shown in FIG. 12, a gate line (or scanning signal line) 121 for transmitting a scanning signal or a gate signal is formed in the row direction, one for each pixel row in the pixel row direction. In the column direction, a data line which transmits a data signal and intersects with the gate line 121 to define a unit pixel is insulated from the gate line 121 to form a pixel ({R, B, G, W, R, B}). ) Is formed for each row. Here, the gate electrode 123 connected to the gate line 121, the source electrode 173 connected to the data line 171, and the source electrode 173 with respect to the gate electrode 123 intersect the gate line 121 and the data line 171. A thin film transistor including a drain electrode 175 and a semiconductor layer 154 formed on the opposite side is formed, and a pixel electrode 190 electrically connected to the gate line 121 and the data line 171 through the thin film transistor is formed in each pixel. Is formed.
[0044]
Further, a storage capacitor conductor pattern 177 for forming a storage capacitor is formed to be connected to the pixel electrode 190 so as to face the gate line 121 or a storage capacitor wiring formed in the same layer as the gate line 121. The conductive pattern 177 is formed on the gate line 121 and is connected to the pixel electrode 190 through the contact hole 187. The width of the portion where the storage capacitor conductive pattern 177 is formed in the gate line 121 is wider than the width of the portion where the storage capacitor conductive pattern 177 is not formed in order to secure sufficient storage capacity. .
[0045]
Further, data wiring (general term for the data line 171, the source electrode 173, the drain electrode 175, and the data line end (pad) 179) is connected to the transistor and the external circuit. A contact hole 185 (or 181) and a contact hole 187 (see FIGS. 12 and 13) for connecting the pixel electrode 190 to the drain electrode 175 and the conductor pattern 177 for the storage capacitor are formed in the protective film 180, respectively. The end 179 of the data line 171 is extended in width for connection to an external circuit. In this structure, each pixel column receives an image signal through a data pad connected to the data line 171.
[0046]
More specifically, the structure of the thin film transistor substrate of the liquid crystal display device will be described. A gate wiring is formed on an insulating substrate 110. The gate line is a general term for the gate line 121 formed one by one for each pixel row in the pixel row direction, the gate electrode 123 of the thin film transistor connected to the gate line 121, and the end 125. The width 125 is expanded for connection with an external circuit.
A gate wiring and a gate insulating film 140 are sequentially formed on the substrate 110, and the gate insulating film 140 made of silicon nitride (SiNx) covers the gate wiring.
[0047]
A semiconductor layer 154 made of a semiconductor such as amorphous silicon is formed in an island shape on the gate insulating film 140 of the gate electrode 123, and a high concentration of silicide or n-type impurity is doped on the semiconductor layer 154. Resistive contact layers 163 and 165 formed of a material such as n + hydrogenated amorphous silicon. Alternatively, the semiconductor layer 154 may be formed along the pattern of the data line 171.
Data wiring is formed on the resistive contact layers 163 and 165 and the gate insulating film 140. The data line includes a data line 171 that crosses the gate line 121 and is formed in the column direction so as to define a pixel, and a source electrode 173 that is a projection of the data line 171 and extends to the upper part of the resistive contact layer 163. A data pad 179 connected to one end of the data line 171 to receive an external image signal; and a resistive contact layer 165 separated from the source electrode 173 and opposite to the gate electrode 123 from the source electrode 173. And a drain electrode 175 formed on the top.
[0048]
A protective film 180 is formed on the data wiring and the semiconductor layer 154 not covered with the data wiring. The protective film 180 has

contact holes

185 and 189 that expose the drain electrode 175 and the end 179 where the width of the data line is widened, and the gate insulating film 140 and the end where the width of the gate line is widened. A contact hole 182 exposing 125 is formed.
A pixel electrode 190 that is electrically connected to the drain electrode 175 through the contact hole 185 (or 181) on the passivation layer 180 is formed in the pixel. In addition, contact assistants 95 and 97 connected to the end 125 of the gate line and the end 179 of the data line through the contact holes 182 and 189 are formed on the passivation layer 180.
[0049]
Here, as shown in FIGS. 12 and 13, the pixel electrode 190 overlaps with the gate line 121 to form a storage capacitor, and when the storage capacity is insufficient, the storage capacitor is formed in the same layer as the

gate lines

121, 125, and 123. Additional wiring can also be added.
In the liquid crystal display according to the eighth embodiment of the present invention having such a structure, W (white) data is extracted from R, G, B data provided from an external data source (for example, a graphic controller). Each pixel is driven by the R, G, B, and W data reconstructed based on.
[0050]
Accordingly, four red (R) and green colors formed adjacently on both sides in a point-symmetric manner with respect to the blue pixel (B) and the white pixel (W) located in the same column in two adjacent pixel rows. Dots in which the pixel (G) is included in one pixel area can be displayed in Table 1 or Table 2 below.
[0051]
[Table 1]

[0052]
[Table 2]

[0053]
Also, by applying a rendering technique, red and green pixels (B) and white pixels (W) located in the same column in two adjacent pixel rows are arranged only on one side of the column with reference to a blue pixel (B) and a white pixel (W). R and G) are arranged adjacently, and one dot can be displayed as shown in Table 3 or Table 4 below.
[0054]
[Table 3]

[0055]
[Table 4]

[0056]
Alternatively, with the blue pixel (B) and the white pixel (W) as reference positions, green and red pixels (G, R) are arranged adjacent to each other only in the row on the other side to form one dot as shown in Table 5 or Table 6 below. Can be displayed.
[0057]
[Table 5]

[0058]
[Table 6]

[0059]
FIG. 14 is a view showing a state of viewing pixels when driving the pixel structure of the liquid crystal display according to the eighth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 14, according to the eighth embodiment of the present invention, not only the red pixel (R) and the green pixel (G), but also the blue pixel (B) is arranged in a zigzag form, and the white pixel is white. Since the pixels (W) are also not arranged adjacent to each other and are arranged in a zigzag form, even when the resolution is not sufficient, an undesired vertical line pattern by a specific pixel (for example, a blue pixel) is not visually recognized. Therefore, it is possible to provide a liquid crystal display device having a pen tile matrix structure with improved image quality characteristics.
[0060]
Next, a liquid crystal display according to a ninth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 15 is an example of a pixel arrangement of a liquid crystal display according to a ninth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 15, the substrate of the liquid crystal display according to the ninth embodiment of the present invention has a pen-tile matrix configuration, as in the eighth embodiment, and has red, blue, green, and red in the row direction. , White, and green pixels (R, B, G, R, W, and G) are sequentially arranged. Blue and white pixels (画素 B, W, ‥) are alternately arranged in one column direction, and red and green pixels (‥ R, G ‥) are provided on both sides of the blue and white pixel columns. Red and green pixel columns are arranged alternately. Accordingly, the red and green pixels (R, G) are arranged so as to face each other diagonally around the blue pixel (B) and the white pixel (W) located in the same column in two adjacent pixel rows. You.
[0061]
However, different from the eighth embodiment, the blue and white pixels located at the center have a diamond shape as a whole. That is, the blue pixel (B) and the white pixel (W) formed adjacent to the same column of two rows adjacent to each other have a triangular shape whose base is formed in parallel with the row direction, as shown in FIG. Are arranged so that the bases correspond to each other to form one diamond shape. This looks like a form in which one rhombus generated including two pixel rows is separated in the row direction.
In addition, four red and green pixels (R, G) are arranged on four sides of such a rhombus-shaped blue pixel and white pixel (B, W) so as to face each other diagonally. At this time, the two red pixels (R) are disposed so as to face each other diagonally with respect to the blue and white pixels (B, W), and the two green pixels (G) are also disposed in the blue and white pixels (B). , W) so as to face each other diagonally with respect to each other.
[0062]
Therefore, also in the ninth embodiment, the blue, red and green pixels are arranged in a zigzag manner in two adjacent pixel rows (that is, the lines connecting the pixels of the same color are zigzag), and the white pixels are also arranged in a zigzag manner. Placed in
Similarly to the eighth embodiment, four red and green pixels (R, G) centered on a blue pixel (B) and a white pixel (W) located in the same column of two adjacent pixel rows. When one pixel region is disposed so as to face each other in the diagonal direction, such pixel regions are sequentially arranged in the row direction and the column direction, and the positions of blue and white pixels are arranged in each pixel region column. Alternately.
[0063]
Next, the structure of a thin film transistor substrate of a liquid crystal display according to a ninth embodiment of the present invention having the above-described pixel arrangement structure will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 16 is a view showing a specific pixel arrangement of a TFT substrate of a liquid crystal display according to a ninth embodiment of the present invention having such a pixel arrangement. FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII ′ of FIG. It is sectional drawing of the thin film transistor substrate for liquid crystal display devices shown.
[0064]
In the thin film transistor substrate of the liquid crystal display according to the ninth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 15, red, blue, green, red, white, and green pixels (R, B, G, R, W, G) are sequentially arranged. Blue and white pixels (画素 B, W, ‥) are alternately arranged in one column direction, and red and green pixels (‥ R, G ‥) are provided on both sides of the blue and white pixel columns. Are alternately arranged, and red and green pixel columns are arranged.
At this time, as shown in FIG. 16, in the row direction, one gate line (scanning signal line) 121 for transmitting a scanning signal (gate signal) to each pixel row is formed for each pixel row. The gate lines 121 formed in each of the two adjacent pixel rows are arranged so as to face each other with the pixels in each pixel row at the center.
[0065]
In the column direction, a data line 171 for transmitting a data signal to the pixel column is insulated from and intersects with the gate line 121 and extends in the column direction of the pixel (row direction arrangement: R, B, G, R, W, G,...). Respectively.
Here, the gate electrode 123 connected to the gate line 121, the source electrode 173 connected to the data line 171 and the source electrode 173 with respect to the gate electrode 123 are formed at the intersection of the gate line 121 and the data line 171. A thin film transistor including a drain electrode 175 and a semiconductor layer 154 formed on the opposite side is formed. Each pixel has a pixel electrode 190 electrically connected to the gate line 121 and the data line 171 through the thin film transistor. Is formed.
[0066]
In the same layer as the gate line 121, a storage capacitor is formed facing the pixel electrode 190, and a storage capacitor line 131 extending in the row direction is formed. The storage capacitor line 131 is a part of the storage capacitor line, and is connected to the two rows so as to completely overlap the pixel electrodes 190 corresponding to the red, blue, green, and white pixels respectively formed in the two rows adjacent to each other. Are formed on the boundary line between.
On the other hand, the data lines 171 are connected to the drain electrodes 175, and data pads 179 for receiving a video signal from the outside and transmitting the video signals to the data lines 171 are connected to ends of the data lines 171 respectively. . In such a structure, each pixel column receives an image signal through the data pad 179 connected to the data line 171.
[0067]
Referring to the structure of the thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to the ninth embodiment of the present invention in more detail, a gate line and a storage capacitor line are formed on a transparent insulating substrate 110. The gate line includes a scanning signal line or a gate line 121 extending in a row direction and a gate electrode 123 of a thin film transistor which is a part of the gate line 121. An end 125 of the gate line 121 has a width for connection to an external circuit. Has been extended. At this time, a gate electrode 123 connected to one gate line 121 is formed in each blue pixel column.
[0068]
The storage capacitor line, that is, the storage capacitor line 131 is opposed to a pixel electrode 190 of a pixel (R, B, G, W) to be described later, and is a storage capacitor having a storage capacitor for improving the charge storage capability of the pixel. Constitute.
A data wiring made of a low-resistance conductive material is formed on the gate insulating film 140 covering the gate wiring and the sustain wiring. The data lines are formed in the column direction, and the data lines 171 are arranged one by one in pixel column units, the source electrodes 173 of the thin film transistors connected thereto, and the gate lines 123 or the semiconductor layers 154 of the thin film transistors. One end 179 of the data line 171 includes a drain electrode 175 of a thin film transistor located on the opposite side of the electrode 173, and the width thereof is expanded.
[0069]
Since the data lines 171 are spaced apart from each other in each pixel column, a short circuit between the data lines 171 can be prevented, and interference between data signals transmitted to the data lines 171 can be prevented.
Here, the data wiring can be formed in a single layer like the gate wiring, but may be formed in a double layer or a triple layer. Of course, in the case of forming a double layer or more, it is preferable that one layer is formed of a material having low resistance and the other layer is formed of a material having good contact characteristics with another material.
[0070]
A protective film 180 made of an organic insulating material such as an acrylic material or silicon nitride is formed on the data wiring and the semiconductor layer 154 not covered with the same, and a drain electrode is formed on the protective film 180 through a contact hole 185. A pixel electrode 190 connected to the pixel 175 is formed in each pixel (R, B, G, W) along the pixel pattern.
In the structure according to the ninth embodiment of the present invention, similarly to the eighth embodiment, if the pixels are arranged in the same column of two adjacent pixel rows, both sides centering on one diamond-shaped blue and white pixel are formed. The four red and green pixels formed adjacent to each other can be displayed as one dot in Table 7 or Table 8 below.
[0071]
[Table 7]

[0072]
[Table 8]

[0073]
Also, applying the rendering technique, red and green pixels are located in the same column in two adjacent pixel rows, and are located in columns adjacent to one side with blue and white pixels forming a diamond shape as a whole. R and G) can be displayed as an image by using one dot as Table 9 or Table 10 below.
[0074]
[Table 9]

[0075]
[Table 10]

[0076]
Alternatively, an image can be displayed as one dot in Table 11 or Table 12 below, with the green and red pixels (G, R) located in the column adjacent to the other side around the color pixel and the white pixel.
[0077]
[Table 11]

[0078]
[Table 12]

[0079]
On the other hand, different from the ninth embodiment of the present invention, it is also possible to arrange triangular blue and white pixels differently in adjacent pixel rows to realize a rhombic shape.
FIG. 18 is an example of a pixel arrangement of a liquid crystal display according to a tenth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 18, the liquid crystal display according to the tenth embodiment of the present invention is formed adjacent to two rows adjacent to each other in the form of a pentile matrix as in the ninth embodiment. The blue pixel (B) and the white pixel (W) thus formed have one diamond shape as a whole.
[0080]
At this time, each of the blue pixel (B) and the white pixel (W) has a triangular shape, but unlike the ninth embodiment, the base of the triangle is formed parallel to the column direction. In other words, one blue pixel (B) and one white pixel (W) are formed in a triangular shape whose vertex is located on the boundary between the two pixel rows over two pixel rows adjacent to each other. The blue and white pixels are arranged such that their bases correspond to each other to form one diamond shape. This looks like a form in which one diamond generated over two pixel rows is separated in the column direction.
[0081]
As in the ninth embodiment, four red and green pixels (R, G) are respectively set on four sides of a rhombus-shaped blue pixel (B) and a white pixel (W) generated over two adjacent rows. Are arranged so as to face each other diagonally.
On the other hand, unlike the ninth embodiment, four red and green pixels (R, G) centered on a blue pixel (B) and a white pixel (W) arranged over two adjacent pixel rows are arranged in a diagonal direction. When one pixel region is arranged so as to face each other, such pixel regions are sequentially arranged in the row direction and the column direction, and the positions of blue and white pixels are alternately arranged for each pixel region row. change.
[0082]
That is, as shown in FIG. 18, if the blue pixel (B) of each pixel region is located on the right side of the white pixel (W) in one pixel region row, each pixel region is located in another adjacent pixel region row. Blue pixel (B) is located on the left side of the white pixel (W).
The structure of the thin film transistor substrate of the liquid crystal display according to the tenth embodiment of the present invention having such a pixel arrangement can be easily understood by those skilled in the art from the pixel arrangement described above and the structure and cross section described in the ninth embodiment. Since it can be devised, detailed description is omitted here.
[0083]
In the tenth embodiment of the present invention, as in the eighth embodiment, the blue, red and green pixels are arranged in a zigzag manner over two adjacent pixel rows, and the white pixels are also arranged in a zigzag manner.
Accordingly, in the structure according to the tenth embodiment of the present invention, as in the ninth embodiment, two adjacent pixel rows are formed adjacently on both sides of a diamond-shaped blue and white pixel. The four red and green pixels thus formed can be displayed as one dot in Table 13 or Table 14 below.
[0084]
[Table 13]

[0085]
[Table 14]

[0086]
Also, by applying the rendering technique, the red and green pixels (R, G) located in adjacent columns on only one side are centered on blue and white pixels, which are generally diamond-shaped in two adjacent pixel rows. One dot can be displayed in Table 15 or Table 16 below.
[0087]
[Table 15]

[0088]
[Table 16]

[0089]
Alternatively, green and red pixels (G, R) located in columns adjacent only to the other side with respect to blue and white pixels can be displayed as one dot in Table 17 or Table 18 below.
[0090]
[Table 17]

[0091]
[Table 18]

[0092]
On the other hand, when a rendering driving technique is implemented to represent a high-resolution image through a liquid crystal display having a pentile pixel array structure according to the eighth to tenth embodiments of the present invention, the existing driving algorithm is used. The same can be applied.
[0093]
【The invention's effect】
According to the embodiment of the present invention, not only the red and green pixels but also the blue pixels are arranged in a zigzag form, and the white pixels are arranged in a zigzag form without being arranged adjacent to each other. Therefore, even when the resolution is not sufficient, the vertical line pattern by the pixel set of the specific color is not visually recognized.
Further, by driving the white pixels, the overall luminance can be increased. At this time, since the white pixels are arranged in a zigzag pattern, only the brightness of the specific area does not increase, and the brightness uniformly increases over the entire screen. Further, the luminance can be adjusted by adjusting the white pixels to, for example, white, gray, or black.
[0094]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the scope of the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art can make various modifications and improvements using the basic concept of the present invention defined in the claims. The forms also belong to the scope of the invention.
As described above, the use of the backlight having an enhanced blue component can prevent the yellowing phenomenon during the four-color driving, and can uniformly form the cell gap of the liquid crystal display device to reduce the yellowing phenomenon of the white pixels. It is possible to not only prevent the generation of disclination lines generated at the steps, but also optimize the response speed.
[0095]
Further, even when the resolution is not sufficient, it is possible to prevent a vertical line pattern from appearing due to a set of pixels of a specific color, so that the image quality of the liquid crystal display device is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a color filter layout diagram of the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a layout view of a color filter of a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a layout view of a color filter of a liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph comparing the emission spectrum of a backlight used in the first to third embodiments of the present invention with that of a conventional backlight.
FIG. 6 is a layout view of a color filter and a black matrix of a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a color filter panel for a liquid crystal display according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a color filter panel for a liquid crystal display according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view of a liquid crystal display according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a response time according to a cell gap of the liquid crystal display device.
FIG. 11 is a view showing an example of a pixel arrangement of a liquid crystal display according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view illustrating a pixel structure of a thin film transistor substrate of a liquid crystal display according to an eighth embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate for a liquid crystal display device, taken along the line XIII-XIII ′ in FIG.
FIG. 14 is an enlarged view of a pixel arrangement example of a liquid crystal display according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a view showing a pixel arrangement example of a liquid crystal display according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a view illustrating a pixel structure of a thin film transistor array substrate of a liquid crystal display according to a ninth embodiment of the present invention.
17 is a cross-sectional view of the thin film transistor array substrate for a liquid crystal display device, taken along line XVII-XVII ′ in FIG.
FIG. 18 is a view showing a pixel arrangement example of a liquid crystal display according to a tenth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
3: Liquid crystal layer
12: Lower polarizing plate
13: Lower compensator
22: Upper polarizing plate
23: Upper compensation plate
95, 97: contact auxiliary member
110: Lower substrate
121: Gate line
123: Gate electrode
125: Gate line end (pad)
131: storage capacity line
140: gate insulating film
145: pixel electrode via (connection part)
154: amorphous silicon layer
163, 165: Resistive contact layer
171, 173, 175, 179: Data wiring
171: Data line
173: Source electrode
175: drain electrode
177: Conductor pattern for storage battery
179: Data line end (pad)
180: protective film
181, 185: Contact hole between pixel electrode and drain electrode
182, 187, 189: Contact hole
190: pixel electrode
191: Pixel electrode incision
210: Upper substrate
220: Black matrix
230R, 230G, 230B: RGB color filters
230W: All color transmission filter
250: Overcoat film
270: Reference electrode
271: Reference electrode incision
350: Backlight unit
351: Light guide plate
352: Light source

Claims

A liquid crystal display panel having red, green, blue and white pixels;
A backlight unit disposed on one side of the liquid crystal display panel, wherein the light emitted from the backlight unit has an x color coordinate between 0.31 and 0.34 and a y color coordinate of 0 Liquid crystal display device, which is between .32 and 0.35.

The liquid crystal display panel includes a first insulating substrate,
A thin film transistor formed on the first insulating substrate;
A pixel electrode formed on the first insulating substrate and connected to the thin film transistor;
A second insulating substrate facing the first insulating substrate;
A black matrix formed on the second insulating substrate and defining pixels;
Red, green and blue filters formed on the pixels defined by the black matrix,
A reference electrode formed on the color filter,
A liquid crystal filled between the first insulating substrate and the second insulating substrate,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the white pixel is a part of a plurality of pixels defined by the black matrix, and none of the red, green, and blue filters is formed.

Of the pixels defined by the black matrix, the area of the white pixel and the blue pixel on which the blue filter is formed is either the red pixel on which the red filter is formed or the green pixel on which the green filter is formed. The liquid crystal display device according to claim 2, which is smaller than the above.

The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the combined area of the blue pixel and the white pixel is substantially the same as the area of the red pixel or the green pixel.

4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein a width of the black matrix around the white pixel is wider than a width of the black matrix around other color pixels. 5.

An insulating substrate;
A black matrix formed on the insulating substrate and defining each pixel;
An organic filter that is formed in a red pixel among the pixels defined by the black matrix and includes a red pigment,
An organic filter that is formed in a green pixel among the pixels defined by the black matrix and includes a green pigment,
Among the pixels defined by the black matrix are formed in blue pixels, an organic filter containing a blue pigment,
Of the pixels defined by the black matrix are formed in white pixels, a transparent organic filter,
A reference electrode formed on the organic filter,
A color filter display panel for a liquid crystal display device.

The color filter panel of claim 6, further comprising an overcoat layer formed between the organic filter and the reference electrode.

The color filter panel of claim 7, wherein the transparent organic filter is made of the same material as the overcoat film.

A first insulating substrate;
A thin film transistor formed on the first insulating substrate;
A protective film that covers the thin film transistor and has a surface projected in a predetermined region,
A pixel electrode formed on the protective film and connected to the thin film transistor;
A second insulating substrate facing the first insulating substrate;
A black matrix formed on the second insulating substrate and defining pixels;
Red, green and blue filters formed on the pixels defined by the black matrix,
A reference electrode formed on the color filter,
A liquid crystal filled between the first insulating substrate and the second insulating substrate; and a part of the plurality of pixels defined by the black matrix includes any one of the red, green, and blue filters. The liquid crystal display device, wherein a white pixel is formed by not forming the white pixel, and a predetermined region where the surface of the protective film protrudes is arranged at a position corresponding to the white pixel.

The liquid crystal display of claim 9, wherein the pixel electrode and the reference electrode have a cutout.

In the row direction, red, blue, green, red, white, and green pixels are arranged in a predetermined order, and in one column direction, the red and green pixels are alternately arranged, and the other one column The blue and white pixels are alternately arranged in a direction, and a red and green pixel are arranged so as to face each other diagonally around the blue and white pixels in two rows adjacent to each other. ,
A gate line that is arranged for each of the pixel rows in the row direction and transmits a scanning signal or a gate signal to the pixel;
A data line that is arranged so as to insulate and cross the gate line in the column direction, transmits an image or a data signal, and is arranged for each of the pixel columns;
A pixel electrode formed on each of the pixels in the row and column directions, and to which the data signal is transmitted;
A thin film transistor formed in the pixel in a row and column direction, the thin film transistor including a gate electrode connected to the gate line, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode connected to the pixel electrode; ,
Liquid crystal display device including.

When a red pixel and a green pixel are arranged so as to face each other in a diagonal direction around a blue pixel and a white pixel positioned in the same pixel column in two pixel rows adjacent to each other, the area is referred to as one pixel area.
12. The pixel region according to claim 11, wherein the pixel regions are sequentially arranged in a row direction and a column direction, and the positions of blue pixels and white pixels located in the same pixel column are alternately arranged in one pixel region column unit. Liquid crystal display device.

13. The liquid crystal display device according to claim 12, wherein the blue pixels and the white pixels arranged in one pixel region form one diamond shape over two pixel rows.

The blue pixel and the white pixel are located in the same column, and have a triangular shape in which vertices are located parallel to the row direction, and are arranged so that the bases of each triangle correspond to each other to form a rhombus, The liquid crystal display device according to claim 13.

When a region in which red and green pixels are arranged so as to face each other diagonally around a blue pixel and a white pixel located in two pixel rows adjacent to each other is referred to as one pixel region,
The liquid crystal display of claim 11, wherein the pixel regions are sequentially arranged in a row direction and a column direction, and the positions of the blue and white pixels are alternately arranged for each pixel region row.

The blue pixel and the white pixel have a triangular shape in which vertexes are respectively positioned in parallel with the column direction over two pixel rows, and are arranged so that the bases of each triangle correspond to each other to form a rhombic shape, The liquid crystal display device according to claim 15.

The liquid crystal display of claim 11, wherein the liquid crystal display is driven by a rendering driving technique.