KR100857255B1 - 액정 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정 디스플레이는 제 1 및 제 2 픽셀 전극들을 포함하는 픽셀 어레이를 구비한다. 각각의 제 1 픽셀 전극들은 코너 또는 에지상에 공유되는 2개의 픽셀 영역들에 적어도 2개의 제 1 서브픽셀 전극들로 나누어진다. 마찬가지로, 각각의 제 2 픽셀 전극들도 코너 또는 에지상에 공유되는 2개의 픽셀 영역들에 적어도 2개의 제 2 서브픽셀 전극들로 나누어진다. 상기 제 1 및 제 2 전극들의 극성은 반대이다. 상기 제 1 및 제 2 전극들은 적어도 하나의 제 1 서브픽셀 전극과 적어도 하나의 제 2 서브픽셀 전극이 각 픽셀 영역에 위치되게 하도록 번갈아 배열된다.
액정 디스플레이(LCD), 픽셀 전극, 픽셀 어레이

Description

액정 디스플레이{Liquid Crystal Display}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LCD의 픽셀 어레이를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LCD의 픽셀 어레이를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LCD의 픽셀 어레이를 도시한 것이다.
도 4는 종래 LCD의 횡단면도를 도시한 것이다.
*주요 도면부호에 대한 간략한 설명*
100: 픽셀 어레이 110,115: 픽셀 전극
110a,110b,115a,115b: 서브픽셀 전극 115c: 연결부
120: 픽셀 영역 130: 스캔라인
140: 데이터 라인 150: 스위치 장치
본 발명은 액정 디스플레이에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 서브 픽셀 전극들을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
다른 것들 중에서, 매우 넓은 시야각 및 고선명도가 MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 액정 디스플레이(LCD)의 장점이다. 수직으로 정렬된 액정 모듈들이 시야각을 보상하기 위해 반대 방향으로 대칭적으로 기울어진 종래 MVA LCD에서 몇몇의 슬릿들과 돌출부들이 2개의 투명기판의 내부면상에 형성되어 있다.
미국특허 No.6,922,183(이하, '183 특허라 함)에 개시된 바와 같이, MVA LCD의 투명 전극의 내부면상에 있는 슬릿들에 인가된 수평 전계(lateral electric field)가 증가되어야 하며, 그 결과 슬릿 부근에 있는 액정모듈들이 효율적으로 기울어질 수 있고 액정 모듈의 응답시간이 감소될 수 있다. 픽셀 전극은 2개의 서브픽셀 전극으로 나누어지고, 이에 따라 한 픽셀이 2개의 서브픽셀들로 나누어진다. 반대 극성을 갖는 2개의 등전위 서브픽셀 전극들은 서로 슬릿에 의해 전기적으로 절연되어 있다. 수평 전계는 액정 모듈의 응답시간을 줄이기 위해 슬릿상에 발생된다.
그러나, '183 특허에 개시된 발명은 각각의 2개의 서브픽셀 전극들이 대응하는 서브픽셀에 대한 구동장치로서 스위치와 연결되는 것을 필요로 한다. 따라서, 각 픽셀에 대한 구동장치의 개수가 배가된다. 또한, 반대 극성을 갖는 서브픽셀들은 자신의 전자 신호를 전달하기 위해 자신의 접촉홀(contact holes)을 가져야 한다. 픽셀 전극이 다수의 서브픽셀 전극들로 나누어지는 경우, 동일한 극성을 갖는 서브픽셀 전극들은 구동장치로서 하나의 단일 스위치를 사용하기 위해 추가 와이어에 의해 연결되어야 한다. 추가 와이어는 전기회로를 복잡하게 하고 제조공정의 어려움을 증가시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스위치 장치의 개수를 증가시키지 않는 구성과 이에 따라 LCD 응답시간이 감소될 수 있는 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적들을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LCD가 제공된다. LCD의 픽셀 전극 어레이는 복수의 제 1 픽셀 전극과 반대 극성을 갖는 복수의 제 2 픽셀 전극을 구비한다.
각각의 제 1 픽셀 전극은 제 1 연결부와 2개의 인접한 픽셀 영역들에 위치된 2개의 제 1 서브픽셀 전극들을 구비한다. 각각의 제 1 서브픽셀 전극은 적어도 3개의 코너를 갖는다. 상기 2개의 제 1 서브픽셀 전극들은 상기 2개의 제 1 서브픽셀 전극들의 각 코너에서 상기 제 1 연결부를 통해 대각선으로 연결되어 있고 상기 제 1 픽셀 영역중 하나와 인접 위치한 제 2 픽셀 중 하나에 떨어져 위치되어 있다.
마찬가지로, 각각의 제 2 픽셀 전극은 제 2 연결부와 2개의 인접한 픽셀 영역들에 위치된 2개의 제 2 서브픽셀 전극들을 구비한다. 각각의 제 2 서브픽셀 전극은 적어도 3개의 코너를 갖는다. 상기 2개의 제 2 서브픽셀 전극들은 상기 2개의 제 2 서브픽셀 전극들의 각 코너에서 상기 제 2 연결부를 통해 대각선으로 연결되어 있고 상기 2개의 제 1 서브픽셀 전극들 중 하나와 상기 2개의 제 2 서브픽셀 전극들 중 하나가 나란히 배치되는 식으로 인접 위치한 상기 제 2 픽셀 영역 중 하나와 상기 제 1 픽셀 영역 중 하나에 떨어져 위치해 있다. 따라서, 각 픽셀 영역은 적어도 제 1 서브픽셀 전극과 제 2 서브픽셀 전극을 구비한다.
복수의 제 1 스위치들이 상기 제 1 픽셀 전극들을 각각 제어하기 위해 상기 제 1 픽셀 영역들에 위치해 있다. 복수의 제 2 스위치들이 상기 제 2 픽셀 전극들을 각각 제어하기 위해 상기 제 2 픽셀 영역들에 위치해 있다.
따라서, 픽셀 전극은 다수의 구조적으로 연결된 서브픽셀 전극들로 나누어지고 단 하나의 구동 스위치 장치만이 한 픽셀 전극에 필요로 한다. 더욱이, 제 1 서브픽셀 전극들과 제 2 서브픽셀 전극들이 번갈아 배열된다. 반대 극성을 갖는 동일한 전위가 이웃한 제 1 픽셀 전극과 제 2 픽셀 전극에 인가될 수 있다. 적어도 하나의 제 1 서브픽셀 전극과 하나의 제 2 서브픽셀 전극이 추가 신호라인 및 구동 스위치 장치없이 각 픽셀 영역에 형성될 수 있다.
상술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 모두는 단지 예이며 특허청구범위에 주장되는 바와 같이 본 발명의 더한 설명을 제공하기 위해 의도된 것으로 이해하여야 한다.
본 발명은 하기의 첨부도면을 참조로 아래 실시예의 상세한 설명을 읽음으로써 더 완전히 이해될 수 있다.
따라서, 본 발명은 각 픽셀 전극이 다수의 서브픽셀 전극들로 나누어지는 LCD를 제공한다. 동일 픽셀내에 있는 2개의 이웃한 서브픽셀 전극들은 반대 극성을 갖는다. 스위치 장치의 개수가 증가될 필요가 없다. 단지 종래 신호라인과 스위치 장치만이 동일 픽셀내에 있는 반대 극성을 갖는 2개의 이웃한 서브픽셀 전극들을 얻는데 필요하다. 따라서, LCD 응답시간이 감소될 수 있다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LCD의 픽셀 어레이를 도시한 것이다. 픽셀 어레이(100)는 픽셀 전극(110 및 115)를 구비한다. 픽셀 전극(110)은 2개의 서브픽셀 전극(110a 및 110b)을 구비한다. 상기 서브픽셀 전극(110a 및 110b)은 에지를 공유하는 2개의 이웃한 픽셀 영역(120)에 형성되고 연결부(110c)를 통해 서로 대각선으로 연결되어 있다. 마찬가지로, 픽셀 전극(115)은 2개의 서브픽셀 전극(115a 및 115b)을 구비한다. 상기 서브픽셀 전극(115a 및 115b)은 에지를 공유하는 2개의 이웃한 픽셀 영역(120)에 형성되고 연결부(115c)를 통해 서로 대각선으로 연결되어 있다. 따라서, 제 1 서브픽셀 전극(110a 및 110b) 및 제 2 서브픽셀 전극(115a 및 115b)에 의해 형성된 패턴의 반복 유닛은 평행사변형의 2개 대각선 영역에 있는 2개의 제 1 서브픽셀 전극(110a 및 110b)과 평행사변형의 다른 2개 대각선 영역에 있는 2개의 제 2 서브픽셀 전극(115a 및 115b)이다.
상술한 각각의 픽셀 영역(120)은 한 쌍의 스캔라인(130)과 한 쌍의 데이터라인(140)에 의해 형성된다. 스위치 장치(150)가 픽셀 영역(120)의 한 코너에 형성되어 있다. 본 실시예의 스위치 장치(150)는 스캔라인(130), 데이터 라인(140), 서브픽셀 전극(110b 또는 115b)에 각각 연결된 게이트, 소스 및 드레인을 갖는 박막 트랜지스트이다.
도 1에 도시된 픽셀 전극(110,115)은 스위치 장치 기판상에 교대로 형성된다. 2개의 이웃한 픽셀 전극(110,115)은 반대 극성을 가지도록 제어될 수 있어, 반대 극성을 갖는 2개의 서브픽셀 전극(110b 및 115a, 또는 110a 및 115b)을 포함하 는 한 픽셀 영역(120)이 달성될 수 있다. 한 픽셀 영역(120)내 서브픽셀 전극(110b 및 115a, 또는 110a 및 115b)은 2개의 다른 픽셀 전극(115,110)에 속한다. 왜냐하면, 예컨대, 한 픽셀 전극(110,115)의 2개의 서브픽셀 전극(110a 및 110b, 또는 115a 및 115b)은 여전히 서로 연결되어 있기 때문에, 단 하나의 스위치 장치가 픽셀 전극(115,110)을 구동하기 위해 필요하다. 또한, 2개의 이웃한 픽셀 전극(115,110)이 반대 극성을 가지게 하도록 도트 반전(dot inversion) 방법 및 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있다.
실시예 2
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LCD의 픽셀 어레이를 도시한 것이다. 도 2는 픽셀 전극(210 및 215)로 구성된다. 픽셀 전극(210)은 3개의 서브픽셀 전극(210a,210b,210c)으로 나누어진다. 서브픽셀 전극(210a,210b,210c)은 에지를 공유하는 2개의 이웃한 픽셀 영역(220)에 형성된다. 서브픽셀 전극(210b)은 연결부(210d 및 210e)를 통해 서브픽셀 전극들(210a 및 210c)에 대각선으로 연결되어 있다. 마찬가지로, 픽셀 전극(215)은 3개의 서브픽셀 전극(215a,215b,215c)으로 나누어진다. 서브픽셀 전극(215a,215b,215c)은 에지를 공유하는 2개의 이웃한 픽셀 영역(220)에 형성된다. 서브픽셀 전극(215b)은 연결부(215d 및 215e)를 통해 서브픽셀 전극들(215a 및 215c)에 대각선으로 연결되어 있다. 따라서, 예컨대, 제 1 서브픽셀 전극들(210a 및 210c) 및 제 2 서브픽셀 전극들(215a 및 215c)에 의해 형성된 패턴의 반복유닛은 평행사변형의 2개 대각선 영역에 있는 2개의 제 1 서브픽셀 전극(210a 및 210b)과 평행사변형의 다른 2개 대각선 영역에 있는 2개의 제 2 서브 픽셀 전극(215a 및 215b)이다.
상술한 각각의 픽셀 영역(220)은 한 쌍의 스캔라인(230)과 한 쌍의 데이터 라인(240)에 의해 형성된다. 스위치 장치(250)가 픽셀 영역(220)의 한 코너에 형성되어 있다. 이 실시예의 스위치 장치(250)는 스캔라인(230), 데이터 라인(240), 서브픽셀 전극(210c 또는 215c)에 각각 연결된 게이트, 소스 및 드레인을 갖는 박막 트랜지스트이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 픽셀 전극(210,215)은 스위치 장치 기판상에 교대로 형성된다. 동일 픽셀 영역(220)내 3개의 서브픽셀 전극들(210a,210b,210c 또는 215a,215b,215c)은 이웃한 픽셀 전극(210)과 픽셀 전극(215)이 반대 극성을 갖는 경우 서브픽셀 전극(210a 및 210c, 또는 215a 및 215c) 및 서브픽셀 전극(215b 또는 210b) 사이에 반대 극성을 갖는다. 픽셀 전극(210)의 서브픽셀 전극들(210a,210b,210c)이 에지를 공유하는 2개의 픽셀 영역(220)에 배열되나, 상기 픽셀 전극(210)의 서브픽셀 전극들(210a,210b,210c)은 연결부(210d 및 210e)를 통해 연결된다. 따라서, 하나의 스위치 장치(250)만이 픽셀 전극(210)에 필요하다. 마찬가지로, 픽셀 전극(215)의 서브픽셀 전극(215a,215b,215c)도 또한 연결부(215d 및 215e)를 통해 연결된다. 따라서, 하나의 스위치 장치(250)만이 픽셀 전극(215)에 필요하다. 반대 극성을 갖는 2개의 이웃한 픽셀 전극(210,215)을 얻는 방법은 예컨대 도트 반전일 수 있다.
실시예 3
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LCD 픽셀 어레이를 도시한 것이다. 픽셀 어 레이(300)는 픽셀 전극(310 및 315)으로 구성된다. 픽셀 전극(310)은 코너를 공유하는 2개 픽셀 영역(320)에 위치된 2개의 서브픽셀 전극들(310a 및 310b)로 나누어 진다. 서브픽셀 전극들(310a 및 310b)은 연결부(310c)를 통해 서로 연결된다. 마찬가지로, 픽셀 전극(315)은 코너를 공유하는 2개 픽셀 영역(320)에 위치된 2개의 서브픽셀 전극(315a,315b)을 구비한다. 상기 서브픽셀 전극들(315a,315b)은 연결부(315c)를 통해 서로 연결된다. 따라서, 제 1 서브픽셀 전극들(310a 및 310b) 및 제 2 서브픽셀 전극들(315a 및 315b)에 의해 형성된 패턴의 반복유닛은 평행사변형의 2개 마주보는 에지들에 위치된 2개의 제 1 서브픽셀 전극들(310a 및 310b)과 상기 평행사변형의 다른 2개의 에지에 위치된 2개의 제 2 서브픽셀 전극들(315a 및 315b)이다.
상술한 픽셀 영역(320)은 한 쌍의 스캔라인(330)과 한 쌍의 데이터 라인(340)에 의해 형성된다. 스위치 장치(350)가 픽셀 영역(320)의 한 코너에 형성된다. 이 실시예에서 스위치 장치(350)는 스캔라인(230), 데이터 라인(240), 서브픽셀 전극(310a 또는 315a)에 각각 연결된 게이트, 소스 및 드레인을 갖는 박막 트랜지스트이다.
도 3에 도시된 픽셀 전극(310,315)은 스위치 장치 기판상에 번갈아 형성되어 있다. 2개의 이웃한 픽셀 전극(310,315)은 반대 극성을 가지도록 제어될 수 있어, 반대 극성을 갖는 2개의 서브픽셀 전극(310b 및 315a 또는 315b 및 310a)을 포함하는 동일한 픽셀 영역(320)이 달성될 수 있다. 한 픽셀 영역(320)에 있는 2개의 서브픽셀 전극들(310b 및 315a 또는 315b 및 310a)이 다른 픽셀 전극(315 및 310)에 속하나, 픽셀 전극(310 또는 315)에 속한 상기 2개의 서브픽셀 전극(310b 및 315a 또는 315b 및 310a)은 여전히 연결부(310c)을 통해 서로 연결되어 있다. 따라서, 하나의 스위치 장치만이 픽셀 전극(310 또는 315)을 구동하기 위해 필요하다. 또한, 도트 반전 방법 또는 임의의 적절한 방법으로 상기 2개의 이웃한 픽셀 전극(310,315)이 반대 극성을 갖게 하는데 사용될 수 있다.
상술한 픽셀 어레이 구조는 임의의 평판 디스플레이, 예컨대 LCD에 적용될 수 있다. 도 4를 참조하면, LCD(400)는 하부기판(410), 상부기판(420) 및 그 사이에 있는 액정층(430)을 구비한다. 최근 LCD(400) 제품의 하부기판(410)과 상부기판(420)에 대한 많은 가능한 변형들이 있다. 첫번째 예로, 하부기판(410)이 제어회로기판인 경우 상부기판(420)은 컬러 필터일 수 있다. 두번째 예로, 제어회로기판과 컬러 필터층이 하부기판(410)상에 형성될 수 있고, 상부기판(420)에는 공통 전극층만이 있다. 제어회로기판과 컬러 필터층의 위치를 토대로, 구조는 COA(Color Filter on Array) 또는 AOC(Array on Color Filter) 중 하나 일 수 있다. COA 및 AOC의 상세한 구조가 도 4에 도시되어 있지 않은데, 이는 가능한 변형들이 당업자에게 명백하기 때문이다.
따라서, 픽셀 전극은 다수의 구조적으로 연결된 서브픽셀 전극들로 단지 나누어진다. 단 하나의 구동 스위치 장치가 한 픽셀에 필요하다. 더욱이, 반대 극성을 갖는 픽셀 전극들이 번갈아 배열되어 있다. 적어도 2개의 서브픽셀 전극들이 추가적인 신호라인과 구동 스위치 장치 없이 각 픽셀 영역에 형성될 수 있다.
다양한 변형 및 변결들이 본 발명의 기술사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명의 구조에 대해 이루어 질 수 있음이 당업자에게 명백해진다. 상기를 고려하여, 본 발명은 그 변형 및 변경들이 특허청구범위내에 있는 경우 상기 변형 및 변경들도 포함하는 것으로 의도되어 있다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 액정 디스플레이의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 각 픽셀 전극이 다수의 서브픽셀 전극들로 나누어지고 동일 픽셀내에 있는 2개의 이웃한 서브픽셀 전극들은 반대 극성을 갖는 구성으로, 스위치 장치의 개수가 증가될 필요가 없다는 이점이 있다.
둘째, 단지 종래 신호라인과 스위치 장치만이 동일 픽셀내에 있는 반대 극성을 갖는 2개의 이웃한 서브픽셀 전극들을 얻는데 필요하며, 따라서, LCD 응답시간이 감소될 수 있다는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 상부 기판과,
    복수의 제 1 픽셀 영역들과 복수의 제 2 픽셀 영역들이 번갈아 배열되는 픽셀 어레이를 구비하는 하부 기판과,
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 개입된 액정층을 구비하고,
    상기 픽셀 어레이는
    제 1 연결부와 2개의 제 1 서브픽셀 전극들을 구비하고, 상기 제 1 서브픽셀 전극은 각각 적어도 3개의 코너를 가지며, 상기 2개의 제 1 서브픽셀 전극들은 상기 2개의 제 1 서브픽셀 전극들의 각 코너에서 상기 제 1 연결부를 통해 대각선으로 연결되고 상기 제 1 픽셀 영역 중 하나와 인접 위치한 상기 제 2 픽셀 영역 중 하나에 떨어져 위치해 있는 복수의 제 1 픽셀 전극들과,
    제 2 연결부와 2개의 제 2 서브픽셀 전극들을 구비하고, 상기 제 2 서브픽셀 전극은 각각 적어도 3개의 코너를 가지며, 상기 2개의 제 2 서브픽셀 전극들이 상기 2개의 제 2 서브픽셀 전극들의 각 코너에서 상기 제 2 연결부를 통해 대각선으로 연결되고, 상기 2개의 제 1 서브픽셀 전극들 중 하나와 상기 2개의 제 2 서브픽셀 전극들 중 하나가 나란히 배치되는 식으로 인접 위치한 상기 제 1 픽셀 영역 중 하나와 상기 제 2 픽셀 영역 중 하나에 떨어져 위치해 있는 복수의 제 2 픽셀 전극들과,
    상기 제 2 픽셀 전극들을 제어하기 위해 상기 제 1 픽셀 영역들에 배치된 제 1 스위치와,
    상기 제 2 픽셀 전극들을 제어하기 위해 상기 제 2 픽셀 영역들에 배치된 제 2 스위치를 구비하고, 상기 제 2 픽셀 전극과 상기 제 1 픽셀 전극은 반대 극성을 갖는 액정 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브픽셀 전극들과 상기 제 2 서브픽셀 전극들에 의해 형성된 패턴의 반복유닛은 평행사변형의 2개 대각선 영역들에 있는 2개의 제 1 서브픽셀 전극들과 상기 평행사변형의 다른 2개의 대각선 영역들에 있는 2개의 제 2 서브픽셀 전극들인 액정 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브픽셀 전극들과 상기 제 2 서브픽셀 전극들에 의해 형성된 패턴의 반복유닛은 평행사변형의 2개 마주보는 에지들에 있는 2개의 제 1 서브픽셀 전극들과 상기 평행사변형의 다른 2개의 마주보는 에지들에 있는 2개의 제 2 서브픽셀 전극들인 액정 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 인접한 픽셀 영역들이 코너를 공유하는 액정 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 인접한 픽셀 영역들이 코너와 에지를 공유하는 액정 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판상에 스위치 장치들에 연결된 복수의 스캔라인들과 복수의 데이터 라인들을 더 구비하는 액정 디스플레이.
  7. 상부 기판과,
    픽셀 영역의 복수의 행들과 픽셀 영역의 복수의 열들로 나누어지는 픽셀 어레이를 구비하는 하부기판과,
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 개입된 액정층을 구비하고,
    상기 픽셀 영역은
    상부 서브픽셀 전극과,
    상기 서브픽셀 전극에 대해 절연된 하부 서브픽셀 전극과,
    상기 하부 서브픽셀 전극에 전기연결된 TFT 스위치를 구비하고,
    상기 서브픽셀 전극은 이전 행의 하부 서브픽셀 전극에 전기연결되고, 상기 하부 서브픽셀 전극은 다음 행의 상부 서브픽셀 전극에 전기연결되는 액정 디스플레이.
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