KR100920345B1 - a liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는, 행 방향으로는 적색, 청색, 녹색 화소가 순차적으로 배열되어 있으며, 열 방향으로는 적색 및 녹색 화소는 교대로 배열되어 있고 청색 화소는 동일하게 배열되어 있어 서로 이웃하는 두 화소 행에서 이웃하는 두 청색 화소를 중심으로 이웃하는 적색 및 녹색의 네 화소는 서로 마주하도록 배치되어 있다. 이때, 각각의 화소는 투과하는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 투과 영역 또는 반사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 반사 영역을 가진다. In the present invention, the red, blue, and green pixels are sequentially arranged in the row direction, and the red and green pixels are alternately arranged in the column direction, and the blue pixels are arranged in the same manner, so that the two pixels are adjacent to each other. Four neighboring red and green pixels are disposed to face each other with respect to two neighboring blue pixels. At this time, each pixel has a transmissive area for displaying an image using light that passes therethrough or a reflective area for displaying an image using reflected light.
화소, 반투과, 반사, 투과 Pixels, transflective, reflective, transmissive
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 1 is a layout view illustrating a pixel structure of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3은 도 1에서 II-II' 및 III-III' 선을 따라 잘라 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도이고,2 and 3 are cross-sectional views of a thin film transistor array substrate for a liquid crystal display device taken along lines II-II 'and III-III' of FIG. 1,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판에서 연결부의 구조를 도시한 배치도이고,4 is a layout view illustrating a structure of a connection unit in a thin film transistor array substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에서 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ of FIG. 4;
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 6 is a layout view illustrating a pixel structure of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에서 VII-VII' 선을 따라 잘라 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도이고,FIG. 7 is a cross-sectional view of the TFT array substrate for a liquid crystal display device taken along the line VII-VII ′ in FIG. 6.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 반전 구동 방법 및 배선의 연결 구조를 도시한 도면이고,8 to 10 are diagrams illustrating an inversion driving method and a connection structure of wirings of a liquid crystal display according to a fourth to sixth embodiments of the present invention;
도 11 및 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 이용한 칼럼(column) 반전 구동 및 2 도트 반전 구동을 도시한 도면이고,11 and 12 illustrate column inversion driving and two dot inversion driving using a liquid crystal display according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치에 서 데이터선 교차 연결부의 구조를 도시한 평면도이고,13 and 14 are plan views illustrating structures of data line cross connection portions in the liquid crystal display according to the fourth to sixth embodiments of the present invention.
도 15는 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에서 데이터선 연결부 및 데이터선 교차 연결부를 도시한 평면도이고,15 is a plan view illustrating a data line connection unit and a data line cross connection unit in the thin film transistor substrate for liquid crystal display according to the fourth to sixth embodiments of the present invention.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,16 is a layout view illustrating a structure of a liquid crystal display device having a pixel array structure according to a seventh embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 구조를 도시한 배치도이고,17 is a layout view illustrating a pixel structure of a liquid crystal display according to an eighth exemplary embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 제9 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형(transflective type) 액정 표시 장치의 단위 화소 구조를 도시한 배치도이고,FIG. 18 is a layout view illustrating a unit pixel structure of a transflective type liquid crystal display device having a pixel array structure according to a ninth embodiment of the present invention.
도 19는 도 18에서 XIX-XIX' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,19 is a cross-sectional view taken along the line XIX-XIX ′ of FIG. 18;
도 20a 내지 도 20c는 본 발명의 제7 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,20A to 20C are layout views illustrating a structure of a transflective liquid crystal display device having a pixel array structure according to a seventh embodiment of the present invention.
도 21a 및 도 21b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,21A and 21B are layout views illustrating a structure of a transflective liquid crystal display device having a pixel array structure according to a first embodiment of the present invention.
도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이다.22A to 22C are layout views illustrating a structure of a transflective liquid crystal display device having a pixel array structure according to a sixth embodiment of the present invention.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고해상도의 화상을 표시하기 위한 화소 배열 구조를 가지는 액정 표시 장치에 관한 것이다.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 a high resolution image.
액정 표시 장치는 일반적으로 전기장을 생성하는 전극을 가지고 있는 두 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 두 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between two substrates having an electrode generating an electric field, and applies an electric potential different from each other to form an electric field to change the arrangement of liquid crystal molecules, thereby transmitting light. It is a device that expresses the image by adjusting.
이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 적색, 녹색, 청색의 색 필터가 형성되어 있는 다수의 화소를 가지며, 이 화소들은 배선을 통하여 인가되는 신호에 의하여 구동된다. 배선에는 주사 신호를 전달하는 주사 신호선 또는 게이트선, 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터선이 있으며, 각 화소는 하나의 게이트선 및 하나의 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며 이를 통하여 화소에 형성되어 있는 화소 전극에 전달되는 화상 신호가 제어된다. The liquid crystal display has a pixel electrode and a plurality of pixels in which red, green, and blue color filters are formed, and the pixels are driven by signals applied through wirings. The wiring includes a scan signal line or a gate line for transmitting a scan signal, an image signal line or a data line for transferring an image signal, and each pixel includes a thin film transistor connected to one gate line and one data line. The image signal transmitted to the pixel electrode formed in the is controlled.
이때, 각각의 화소에 적(R), 녹(G), 청(B)의 색 필터들을 배열하는 다양한 방법이 있다. 같은 색의 색 필터를 화소 열을 단위로 배열하는 스트라이프(stripe)형, 열 및 행 방향으로 적(R), 녹(G), 청(B)의 색 필터를 순차적으로 배열하는 모자이크(mosaic)형, 열 방향으로 단위 화소들을 엇갈리도록 지그재그 형태로 배치하고 적(R), 녹(G), 청(B)의 색 필터를 순차적으로 배열하는 델타(delta)형 등이 있다. 델타형의 경우에는 적(R), 녹(G), 청(B)의 색 필터를 포함하는 세 개의 단위 화소를 하나의 도트(dot)로 화상을 표시할 때 화면 표시에서 원형이나 대각선을 표현하는데 있어 유리한 표현 능력을 가지고 있다. In this case, there are various methods of arranging red (R), green (G), and blue (B) color filters in each pixel. A stripe type array of color filters of the same color in pixel columns, and a mosaic array of color filters of red (R), green (G), and blue (B) in the column and row directions. And a delta type in which the unit pixels are arranged in a zigzag form to be staggered in a column direction, and color filters of red (R), green (G), and blue (B) are sequentially arranged. In the case of the delta type, three unit pixels including red (R), green (G), and blue (B) color filters are represented by a circle or a diagonal line when displaying an image with one dot. It has the ability to express well.
또한, 화상을 표시할 때 보다 유리한 고해상도의 표현 능력을 가지는 동시에 설계 비용을 최소화할 수 있는 화소 배열 구조를 제안하였다. 이러한 화소 배열 구조에서는, 청색의 단위 화소는 두 개의 도트를 표시할 때 함께 공유되어 있으며, 서로 이웃하는 청색의 단위 화소는 하나의 데이터 구동 집적회로에 의해 데이터 신호가 전달되고 서로 다른 게이트 구동 집적 회로에 의해 구동된다. 이러한 화소 배열 구조를 이용하면 SVGA급의 표시 장치를 이용하여 UXGA급의 해상도를 구현할 수 있으며, 저가의 게이트 구동 집적 회로의 수는 증가하지만 상대적으로 고가의 데이터 구동 집적 회로의 수를 줄일 수 있어 표시 장치의 설계 비용을 최소화할 수 있다.In addition, a pixel array structure capable of minimizing the design cost while providing a high resolution representation that is more advantageous when displaying an image is proposed. In such a pixel array structure, blue unit pixels are shared together when displaying two dots, and blue unit pixels adjacent to each other transmit data signals by one data driving integrated circuit and different gate driving integrated circuits. Driven by Using this pixel array structure, UXGA-class resolution can be realized by using an SVGA-class display device, and the number of low-cost gate driver integrated circuits is increased, but the number of relatively expensive data driver integrated circuits can be reduced. The design cost of the device can be minimized.
그러나, 이러한 화소 배열을 가지는 액정 표시 장치의 경우에도 특정한 신호선에 대해서만 지연이 심하게 발생하여 표시 특성이 불균일해지는 경우에는 제품으로 적용하는 데는 한계가 있다. 또한, 액정 표시 장치에서 필수적으로 요구되는 유지 용량을 용이하게 형성할 수 있어야 하며, 배선의 단락이 쉽게 발생하지 않고 신호선간의 간섭으로 인하여 표시 특성이 저하되지 않아야 한다. 또한, 액정의 열화를 방지하기 위해 반전 구동을 실시해야 하는데 플리커(flicker) 또는 화소 열간에 휘도차가 발생하는 등 표시 장치의 화질이 저하되는 것을 방지하기 위해 반전 구동을 용이하게 실시할 수 있어야 한다.However, even in a liquid crystal display device having such a pixel arrangement, there is a limit to the application to a product in which a delay occurs severely for a specific signal line and the display characteristics become uneven. In addition, the holding capacitance required in the liquid crystal display device must be easily formed, and a short circuit of the wiring does not easily occur, and display characteristics should not be degraded due to interference between signal lines. In addition, in order to prevent deterioration of the liquid crystal, inversion driving should be performed. In order to prevent deterioration of image quality of the display device such as a luminance difference between flicker or pixel columns, the inversion driving should be easily performed.
한편. 이러한 화소 배열을 가지는 액정 표시 장치에서도 고해상도로 화상을 표시하기 위해서는 렌더링(rendering) 기법을 이용하여 화소를 구동해야 하며, 외부광을 이용하여 화상을 표시하는 반사형과 내부 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과형을 함께 가지는 반투과(transflective)형에도 적용하는 것이 바람직하다.Meanwhile. In order to display an image at a high resolution even in a liquid crystal display having such a pixel array, a pixel must be driven using a rendering technique, and the image is displayed by using an internal light source and a reflection type that displays the image using external light. It is preferable to apply also to a transflective type having a transmissive type.
본 발명의 기술적 과제는 표시 능력이 우수한 동시에 서로 이웃하는 화소의 신호선 간의 단락을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having excellent display capability and capable of preventing a short circuit between signal lines of neighboring pixels.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 표시 능력이 우수한 동시에 유지 용량을 안정적으로 확보할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다. In addition, another technical problem of the present invention is to provide a liquid crystal display device having excellent display capability and capable of stably securing a storage capacitance.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 표시 능력이 우수한 동시에 기판의 크기를 최소화할 수 있으며, 배선의 단락 또는 단선을 수리하기 위한 수리선을 용이하게 배치할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a liquid crystal display device having excellent display capability and minimizing the size of a substrate, and which can easily arrange a repair line for repairing a short circuit or disconnection of a wiring.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 규칙성 있는 반전 구동을 실시할 수 있는 액정 표시 장치를 제조하는 데 있다.In addition, another technical problem of the present invention is to manufacture a liquid crystal display device capable of performing regular inversion driving.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 고해상도로 화상을 표시하기 위한 렌더링 구동 기법을 용이하게 적용할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can easily apply a rendering driving technique for displaying an image at a high resolution.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 반사형과 투과형의 표시 방식을 함께 가지는 표시하는 반투과형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. In addition, another technical problem of the present invention is to provide a semi-transmissive liquid crystal display which displays both a reflective and a transmissive display.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 행 방향으로는 적, 청, 녹 화소가 순차적으로 배열되어 있으며, 열 방향으로는 적 및 녹 화소가 교대로 배열되어 있으며, 청 화소는 두 화소 행에 대하여 하나씩 배열되어 있어 상기 청 화소는 이웃하는 상기 적 및 녹의 네 화소의 중심에 배치되어 있는 화소 배열을 가진다. 이때, 가로 방향으로는 화소 행에 대하여 각각 배치되어 있으며, 화소에 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하는 게이트선이 형성되어 있다. 세로 방향으로는 게이트선과 절연 교차하여 배치되어 있으며, 화상 또는 데이터 신호를 전달하며 화소 열에 대하여 각각 배치되어 있는 데이터선이 형성되어 있다. 각각의 화소에는 화소 전극이 배치되어 있으며, 각각의 화소에는 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극, 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극 및 화소 전극과 연결되어 있는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터가 배치되어 있다. 이때, 청 화소는 투과하는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 투과 영역과 반사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 반사 영역을 가진다.In order to achieve the above object, in the liquid crystal display according to the present invention, red, green, and green pixels are sequentially arranged in the row direction, red and green pixels are alternately arranged in the column direction, and the blue pixel is The blue pixels have one pixel array arranged at the center of the four neighboring red and green pixels. At this time, the pixel lines are arranged in the horizontal direction, and gate lines for transmitting scan signals or gate signals are formed in the pixels. In the longitudinal direction, data lines are disposed to be insulated from and intersect with the gate lines, and to transmit an image or data signal, and to be arranged with respect to the pixel columns. Each pixel includes a pixel electrode, and each pixel includes a thin film transistor including a gate electrode connected to a gate line, a source electrode connected to a data line, and a drain electrode connected to a pixel electrode. In this case, the blue pixel has a transmissive area for displaying an image by using transmitted light and a reflective area for displaying an image by using reflected light.
청 화소를 중심으로 마주하는 두 적 및 녹 화소 중 하나는 반사 영역으로 이루어져 있으며, 나머지 다른 하나는 투과 영역으로 이루어질 수 있으며, 각각의 적 및 녹 화소는 투과 영역과 반사 영역을 함께 가질 수 있다.One of the two red and green pixels facing the blue pixel may be formed of a reflective region, the other may be formed of a transmissive region, and each of the red and green pixels may have a transmissive region and a reflective region.
또한, 본 발명에 따른 다른 액정 표시 장치는 행 방향으로는 적색, 청색, 녹색 화소가 순차적으로 배열되어 있으며, 열 방향으로는 적색 및 녹색 화소는 교대로 배열되어 있고 청색 화소는 동일하게 배열되어 있어 서로 이웃하는 두 화소 행에서 이웃하는 두 청색 화소를 중심으로 이웃하는 적색 및 녹색의 네 화소는 서로 마주하도록 배치되어 있는 화소 배열을 가진다. 이때, 가로 방향으로 화소 행에 대하여 각각 배치되어 화소에 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하는 게이트선이 형성되어 있고, 세로 방향으로 게이트선과 절연 교차하여 배치되어 화상 또는 데이터 신호를 전달하며 화소 열에 대하여 각각 배치되어 있는 데이터선이 형성되어 있 다. 각각의 화소에는 화소 전극이 형성되어 있고, 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극, 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극 및 화소 전극과 연결되어 있는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 이때, 각각의 화소는 투과하는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 투과 영역 또는 반사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 반사 영역으로 이루어져 있다.In another liquid crystal display according to the present invention, red, blue, and green pixels are sequentially arranged in a row direction, red and green pixels are alternately arranged in a column direction, and blue pixels are arranged in the same manner. Four neighboring red and green pixels around two neighboring blue pixels in two neighboring pixel rows have a pixel array arranged to face each other. In this case, gate lines are formed to be transverse to the pixel rows in the horizontal direction and transmit scan signals or gate signals to the pixels, and are arranged insulated from and cross the gate lines in the vertical direction to transmit image or data signals, respectively. Arranged data lines are formed. Each pixel includes a pixel electrode, and a thin film transistor including a gate electrode connected to a gate line, a source electrode connected to a data line, and a drain electrode connected to a pixel electrode. At this time, each pixel is composed of a transmission area for displaying an image by using transmitted light or a reflection area for displaying an image by using reflected light.
여기서, 투과 영역과 상기 반사 영역은 화소의 행 및 열 방향으로 교대로 배치될 수 있으며, 화소 행에 대하여 교대로 배치되어 있으며, 화소 행 방향으로는 교대로 배치되어 있으며, 화소 열 ??향으로는 두 화소 행을 단위로 적 및 녹 화소에서는 동일하게 배열되어 있으며 청 화소에서는 교대로 배치되어 있을 수 있다.Here, the transmission region and the reflection region may be alternately arranged in the row and column direction of the pixels, are alternately arranged with respect to the pixel row, are alternately arranged in the pixel row direction, and are arranged in the pixel column direction. The red and green pixels are identically arranged in units of two pixel rows, and may be alternately arranged in the blue pixels.
두 화소 행에 대하여 청 화소의 화소 전극은 화소 전극 연결부를 통하여 연결되어 있을 수 있으며, 화소 전극 연결부는 두 화소 행에 대하여 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.For the two pixel rows, the pixel electrodes of the blue pixels may be connected through the pixel electrode connection parts, and the pixel electrode connection parts may be alternately arranged with respect to the two pixel rows.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포 함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, area, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part "directly" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배열 구조를 도시한 배치도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에서 II-II' 및 III-III' 선을 따라 잘라 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다. 여기서, 도 2는 화소부와 패드부를 상세하게 도시한 단면도이고, 도 3은 이웃하는 두 청색 화소(B1, B2)에 데이터 신호를 전달하는 데이터선을 하나의 패드로 연결하기 위한 연결부(C)를 구체적으로 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a layout view illustrating a pixel array structure of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are liquid crystals cut along lines II-II 'and III-III' of FIG. 1. It is sectional drawing of the thin film transistor substrate for display devices. 2 is a cross-sectional view illustrating in detail a pixel portion and a pad portion, and FIG. 3 is a connection portion C for connecting a data line transferring a data signal to two neighboring blue pixels B1 and B2 with one pad. Is a cross-sectional view showing in detail.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에는 매트릭스 형태로 배열되어 있는 적색, 청색, 녹색의 색필터용 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)들이 형성되어 있다. 이때, 행 방향으로는 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)들이 순차적으로 반복하여 배열되어 있으며, 열 방향으로는 적색(R), 청색(B1, B2), 녹색(G)의 화소들이 각각 일렬로 배열되어 있다. 여기서는 적색 화소와 녹색 화소가 별도의 열을 이루도록 배열되어 있지만, 적색 화소(R)와 녹색 화소(G)가 동일한 열에 번갈아 배치될 수도 있다. 이 경우에는 청색 화소(B1, B2)를 중심으로 하여 동일한 화소 행 양쪽에 적색 화소(R)와 녹색 화소(G)가 배치되도록 한다. 이 때, 도 1에서 보는 바와 같이, 가로 방향으로는 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(또는 주사 신호선, 121)이 화 소의 행 방향으로 각각의 화소 행에 대하여 하나씩 형성되어 있으며, 세로 방향으로는 데이터 신호를 전달하며 게이트선(121a)과 교차하여 단위 화소를 정의하는 데이터선(171)이 게이트선(121a)과 절연되어 각 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥) 열마다 형성되어 있다. 여기서, 게이트선(121a)과 데이터선(171)이 교차하는 부분에는 게이트선(121a)과 연결되어 있는 게이트 전극(123)과 데이터선(171)과 연결되어 있는 소스 전극(173) 및 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)의 맞은편에 형성되어 있는 드레인 전극(175) 및 반도체층(154)을 포함하는 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막 트랜지스터를 통하여 게이트선(121a) 및 데이터선(171)과 전기적으로 연결되어 잇는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 이때, 이웃하는 두 행의 청색 화소(B1, B2)에 형성되어 있는 화소 전극(190)은 화소 열에 대하여 교대로 형성되어 있는 제1 및 제2 화소 전극 연결부(901, 902)를 통하여 서로 연결되어 있으며, 이러한 화소 전극(190)을 가지는 청색 화소(B1, B2)에는 두 화소 행에 대하여 박막 트랜지스터가 교대로 하나씩 배치되어 있다. 즉, B1열의 화소는 홀수행 화소에 박막 트랜지스터가 형성되어 있고, B2열 화소는 짝수행 화소에 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 화소 전극 연결부(901, 902)는 동일한 게이트선(121a)과 중첩되도록 배치되어 있지만, 제1 화소 전극 연결부(901)는 홀수행 게이트선과 중첩되고, 제2 화소 전극 연결부(902)는 짝수행 게이트선과 중첩되도록 배치할 수도 있으며, 이러한 경우에는 제1 및 제2 화소 전극 연결부(901, 902) 모두 자기 화소에 주사 신호를 전달하는 게이트선과 중첩시킬 수도 있으며, 그렇지 않을 수도 있다.
As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention, pixels for red, blue, and green color filters arranged in a matrix form (R, B1, G, R, B2, G, ... are formed. At this time, the red, blue, and green pixels (.R, B1, G, R, B2, G, ...) are sequentially and repeatedly arranged in the row direction, and the red (R) and blue (B1) columns are arranged in sequence. , B2) and green (G) pixels are arranged in a line, respectively. Here, the red pixels and the green pixels are arranged to form separate columns, but the red pixels R and the green pixels G may be alternately arranged in the same column. In this case, the red pixel R and the green pixel G are arranged on both sides of the same pixel row centering on the blue pixels B1 and B2. At this time, as shown in FIG. 1, in the horizontal direction, one gate line (or one scan signal line 121) for transmitting the scan signal or the gate signal is formed in the pixel row direction, one for each pixel row, and the vertical direction. The
이 때, 각 화소 영역은 직사각형 모양으로 이루어지며, 가로 대 세로의 길이 비는 2:3이다. 이는 두 개의 청색 화소가 그 좌우에 각각 배치되어 있는 적색 및 녹색 화소 쌍과 번갈아 조합하여 하나의 점(도트)을 표시하기 때문에 나온 비율이다. At this time, each pixel area has a rectangular shape, and the ratio of length to width is 2: 3. This is due to the fact that two blue pixels alternately display a single dot (dot) in combination with the red and green pixel pairs respectively disposed on the left and right sides thereof.
다음은, 이러한 화소 배열 구조를 가지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Next, the structure of the thin film transistor substrate of the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention having the pixel array structure will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.
먼저, 도 1내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판에는, 절연 기판(110) 위에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 또는 은 또는 은 합금(Au Alloy) 등의 금속 또는 도전체를 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 이중으로 뻗어 있는 주사 신호선 또는 게이트선(121a, 121b), 게이트선(121a)의 일부인 박막 트랜지스터의 게이트 전극(123) 및 이중의 게이트선(121a, 121b)을 연결하는 게이트선 연결부(127) 및 게이트선(121a)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 주사 신호를 인가받아 게이트선(121a)으로 전달하는 게이트 패드(125)를 포함한다. 게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127)은 후술할 이웃하는 화소 행의 화소 전극(190)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키기 위한 유지 용량을 가지는 유지 축전기를 이룬다. 이때, 유지 용량이 충분하지 않는 경우 게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127)과 동일한 층으로 후술할 화소 전극(190)과 중첩되는 유지 용량용 배선을 별도 로 형성할 수도 있다. 한편, 게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127)과 동일한 층에는 서로 이웃하는 청색 화소(B1, B2) 열의 데이터선(171)을 하나의 데이터 패드(179)에 연결하기 위한 제1 데이터 패드 연결부(122)가 청색 화소 열에 대하여 각각 표시 영역(D) 밖의 C 부분에 형성되어 있다. 여기서, 표시 영역(D)은 화상이 표시되며, 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)들의 집합으로 이루어진 영역을 의미한다. First, as shown in FIGS. 1 to 3, in a thin film transistor array substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, aluminum, aluminum alloy, molybdenum on the insulating
게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127)은 단일층으로 형성될 수도 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성될 수도 있다. 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질과의 접촉 특성이 좋은 물질로 만드는 것이 바람직하며, Cr/Al(또는 Al 합금)의 이중층 또는 Al/Mo의 이중층이 그 예이다.The
게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127) 및 데이터 패드 연결부(122) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127) 및 데이터 패드 연결부(122)를 덮고 있다.A
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위의 반도체로 이루어진 반도체층(154)이 형성되어 있으며, 반도체층(154) 위에는 인(P) 따위의 n형 불순물로 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소 따위로 이루어진 저항성 접촉층(ohmic contact layer) 또는 중간층(163, 165)이 형성되어 있다.
A
접촉층(163, 165) 위에는 Al 또는 Al 합금, Mo 또는 MoW 합금, Cr, Ta, Cu 또는 Cu 합금 따위의 도전 물질을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 있는 데이터선(171), 데이터선(171)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터의 소스 전극(173) 및 데이터선(171)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드(179)로 이루어진 데이터선부를 포함하며, 또한 데이터선부(171, 173, 179)와 분리되어 있으며 게이트 전극(123) 또는 박막 트랜지스터의 반도체층(154)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽에 위치하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(175)을 포함한다. 이때, 서로 이웃하는 청색 화소(B1, B2) 열의 데이터선(171)은 그 끝 부분에서 다른 부분보다 넓은 폭으로 돌출된 제2 데이터 패드 연결부(172)를 가지고 있으며, 제1 데이터 패드 연결부(122)는 제2 데이터 패드 연결부(172)에 인접하게 배치되어 있다. On the contact layers 163 and 165, data wirings including conductive materials such as Al or Al alloys, Mo or MoW alloys, Cr, Ta, Cu or Cu alloys are formed. The data line is connected to one end of the
데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 제2 데이터 패드 연결부(172)도 게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127)과 마찬가지로 단일층으로 형성될 수도 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성될 수도 있다. 물론, 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질과의 접촉 특성이 좋은 물질로 만드는 것이 바람직하다.The
접촉층(163, 165)은 그 하부의 반도체층(154)과 그 상부의 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이의 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.The contact layers 163 and 165 lower the contact resistance between the
데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 데이터 배선으로 가리지 않는 반도체층(154) 위에는 질화 규소로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있으며, 보호 막(180)은 드레인 전극(175) 및 데이터 패드(179)를 각각 드러내는 접촉구(181, 183)를 가지고 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트 패드(125)를 드러내는 접촉구(182)를 가지고 있다. 또한, 보호막(180)에는 제2 데이터 패드 연결부(172)를 드러내는 접촉구(184)와 게이트 절연막(140)과 함께 제1 데이터 패드 연결부(122)를 드러내는 접촉구(185)를 가지고 있다. A
보호막(180) 위에는 박막 트랜지스터로부터 화상 신호를 받아 상판의 공통 전극과 함께 전기장을 생성하는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지며, 접촉구(181)를 통하여 이웃하는 화소 행에 형성되어 있는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 화상 신호를 전달받는다. 화소 전극(190)은 앞단으로 이웃하는 화소 행에 형성되어 있는 박막 트랜지스터에 주사 신호를 전달하는 전단의 게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127)과 중첩되어 유지 용량을 형성한다. 하지만, 유지 용량이 충분하지 않은 경우에는 유지 배선을 별도로 형성하여 충분한 유지 용량을 확보할 수도 있다. 이때, 이웃하는 청색 화소(B1, B2) 행의 화소 전극(190)은 제1 및 제2 화소 전극 연결부(901, 902)를 통하여 각각 연결되어 있으며, 서로 연결되어 있는 청색 화소(B1, B2)의 화소 전극(190)은 두 화소 행에 대하여 이웃하는 청색 화소 열에 교대로 하나씩 배치되어 있는 박막 트랜지스터와 연결되어 있다. 그러므로, B 부분에서는 제2 화소 전극 연결부(902)가 전단의 게이트선(121a, 121b)과 중첩하지만 이웃하는 두 청색 화소(B1, B2) 중 나머지 한 청색 화소(B1)의 화소 전극(190)을 연결하는 제1 화소 전극 연결부(901)는 A 부분에서 보는 바와 같이 해당하는 행의 화소에 게이트 신호를 전달하는 자신의 게이트선(121a)과 중첩하게 된다. 이로 인하여, 제1 화소 전극 연결부(901)와 게이트선(121a)의 중첩으로 형성되는 기생 용량이 형성되며, 이는 해당하는 화소 전극(190)에 인가된 화소 전압을 저하시키는 킥백 전압의 원인으로 작용하며, 이로 인하여 이웃하는 청색 화소 열의 휘도차가 발생한다. 이러한 문제점을 최소화하기 위해, 전단의 게이트 배선(121a, 121b, 123, 125, 127)과 화소 전극(190)의 중첩을 통하여 유지 용량을 형성하는 이와 같은 제1 실시예에 따른 구조에서 유지 용량을 균일하게 형성하도록 해야 하며, 이를 위하여 A 부분에서 제1 화소 전극 연결부(901)와 자신의 게이트선(121a)의 중첩으로 형성되는 기생 용량은 해당하는 화소의 액정 용량 및 유지 용량의 합에 대하여 5%를 넘지 않도록 제1 화소 전극 연결부(901)와 게이트선(121a)이 중첩하는 면적을 최적화하는 것이 요구된다. 왜냐하면, 해당하는 화소의 액정 용량 및 유지 용량의 합에 대하여 제1 화소 전극 연결부(901)와 게이트선(121a) 사이의 기생 용량이 5%를 넘는 경우에는 킥백 전압이 약 1 Volt 이상 증가하게 되어 화소간의 휘도 차이가 심하게 나타나게 된다. 한편, 화소 전극(190)과 동일한 층에는 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)의 접촉구(182, 183)를 통하여 게이트 패드(125) 및 데이터 패드(179)와 연결되는 보조 게이트 패드(95) 및 보조 데이터 패드(97)가 형성되어 있으며, 이들의 적용 여부는 선택적이다. 또한, 화소 전극(190)과 동일한 층에는 이웃하는 두 청색 화소(B1, B2) 열에 데이터 신호를 전달하는 데이터선(171)을 하나의 데이터 패드(179)로 전기적으로 연결하는 제3 데이터 패드 연결부(903)가 형성되어 있다. 이때, 이웃하는 두 청색 화소(B1, B2) 열에 데이터 신호를 전달하는 데이터선(171)에 연결되어 있는 두 제2 데이터 패드 연결부(172) 및 이들과 인접한 제1 데이터 패드 연결부(122)는 이들을 드러내는 접촉구(184, 185)를 통하여 제3 데이터 패드 연결부(903)와 연결되어 있으며, 이는 이웃하는 적색 및 녹색 화소(G, G)의 데이터선과 절연되어 교차하여 이웃하는 청색 화소의 두 데이터선(171)을 하나의 데이터 패드(179)에 전기적으로 연결한다. 이때, 제1 내지 제2 데이터 패드 연결부(122, 172, 903)를 이용하여 이웃하는 청색 화소(B1, B2)의 데이터선(171)을 하나의 데이터 패드(179)로 연결함으로써 접촉구(184, 185)를 포함하는 접촉부의 접촉 저항과 제1 내지 제3 데이터 패드 연결부(122, 172, 903)의 배선 저항으로 인하여 데이터 신호가 전달될 때 부하 저항이 추가될 수 있다. 이때, 이렇게 연결부를 추가함으로 인하여 발생하는 추가 부하 저항은 데이터선(171)의 총 부하 저항에 대하여 20%를 넘지 않도록 연결부를 설계하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이러한 연결부의 추가로 인하여 발생하는 추가 부하 저항이 데이터선(171)의 총 부하 저항의 20%를 넘는 경우에는 화소의 충전 용량이 5% 이상 감소하게 되며, 이는 화상을 표시할 때 표시 특성을 저하시키게 된다.A
한편, 도 1 내지 도 3의 구조에서는 두 청색 화소(B1, B2)에 데이터 신호를 전달하는 데이터선을 하나의 패드로 연결하기 위한 연결부를 화소 전극(190)과 동일한 층의 제3 데이터 패드 연결부(903)를 이용하였지만, 제2 데이터 패드 연결부만을 이용할 수도 있다. 이에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 연결부의 구조를 상세하게 설명하기로 한다
Meanwhile, in the structures of FIGS. 1 to 3, the third data pad connection part of the same layer as the
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 구조에서 이웃하는 두 청색 화소(B1, B2)에 데이터 신호를 전달하는 데이터선을 하나의 패드로 연결하기 위한 연결부를 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4에서 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 여기서, 대부분의 구조는 제1 실시예와 동일하므로 상세한 도면은 생략하기로 한다.FIG. 4 is a connection part for connecting a data line for transmitting a data signal to two neighboring blue pixels B1 and B2 with one pad in the structure of a thin film transistor array substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ of FIG. 4. Here, since most of the structure is the same as in the first embodiment, detailed drawings will be omitted.
도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 이웃하는 두 청색 화소의 데이터선(171)을 연결하기 위한 두 개의 제1 데이터 패드 연결부(122)는 연결용 패턴(124)을 통하여 서로 연결되어 있으며, 게이트 절연막(140)은 두 개의 제1 데이터 패드 연결부(122)를 각각 드러내는 접촉구(141)를 가지고 있다. 이때, 이웃하는 두 청색 화소에 데이터 신호를 전달하는 두 개의 데이터선(171)은 각각에 연결된 제2 데이터 패드 연결부(172)가 각각 접촉구(141)를 통하여 제1 데이터 패드 연결부(122)에 연결되어 있어 전기적으로 서로 연결되어 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, two first
여기에서는 화소 전극(190)의 재료의 예로 투명한 ITO 또는 IZO로 사용한 투과형 모드의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 들었으나, 화소 전극(190)을 반사도를 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 은 또는 은 합금 등과 같이 반사도를 가지는 도전 물질로 형성될 수도 있다.Herein, a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device of a transmissive mode using transparent ITO or IZO is used as an example of the material of the
이러한 본 발명의 실시예에 따른 구조에서는, 원 또는 대각선 모양 화상을 표시할 할 때 쉽게 적용할 수 있어 글자 및 도형 모양의 표현을 용이하게 하여 SVGA급의 화소 배열만으로도 UXGA급의 해상도를 구현할 수 있는 동시에 데이터 패드(179)의 수를 감소시킬 수 있어 고가의 데이터 구동 집적 회로의 수를 줄일 수 있어 표시 장치의 설계 비용을 최소화할 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소에 신호를 전달하는 데이터선이 적색 및 녹색의 단위 화소에 신호를 전달하는 다른 데이터선과 동일한 모양으로 형성되어 있어 표시 특성이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전단의 게이트선과 화소 전극의 중첩을 통하여 유지 용량을 확보하는 동시에 자신의 게이트선과 화소 전극 연결부의 중첩으로 발생하는 기생 용량을 최적화하여 유지 용량을 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 적색 또는 녹색의 화소에 데이터 신호를 전달하는 데이터선이 단위 화소를 사이에 두고 배치되어 있어 이웃하는 데이터 배선의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 인접한 청색의 화소를 하나의 구동 집적 회로를 이용하여 구동하기 때문에 표시 장치의 크기를 최적화할 수 있으며 이를 통하여 배선의 단선 또는 단락을 수리하기 위한 수리선을 표시 영역의 둘레에 용이하게 형성할 수 있다.In the structure according to the embodiment of the present invention, it can be easily applied when displaying a circle or diagonal image to facilitate the expression of letters and figures, so that the resolution of UXGA level can be realized only with the SVGA class pixel array. At the same time, the number of
한편, 도 1 및 도 3에서는 전단의 게이트선과 화소 전극이 중첩되어 유지 용량을 형성하는 구조에 대하여 설명하였지만, 도 6 및 도 7을 참조하여 유지 용량을 형성하기 위해 별도의 유지 용량용 배선을 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.In FIGS. 1 and 3, the structure in which the front gate line and the pixel electrode overlap each other to form a storage capacitor is described. However, referring to FIGS. 6 and 7, a separate storage capacitor wiring line is illustrated to form the storage capacitor. The structure of the thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention will be described in detail.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 도시한 배치도이고, 도 7은 도 6에서 VII-VII' 선을 따라 잘라 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도이다.FIG. 6 is a layout view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a thin film transistor array substrate for a liquid crystal display, taken along the line VII-VII ′ in FIG. 6.
도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판에는 매트릭스 형태로 적색, 청색, 녹색의 칼라 필터 용 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)들이 배열되어 있다. 이때, 제1 실시예와 동일하게 행 방향으로는 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)들이 순차적으로 배열되어 있으며, 열 방향으로는 이웃하는 행 방향과 동일하게 적색, 녹색, 청색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)들이 배열되어 있다. 다만, 제1 실시예와 다른 점은 청색 화소(B1, B2)는 마름모 모양을 가지며 이웃하는 적색, 녹색의 두 화소(R, G) 열의 사이에서 서로 이웃하는 두 화소(R, G) 행 및 열에 대하여 하나씩 배열되어 네 녹색 및 청(G, B)의 중심에 위치하며, 청색 화소(B1, B2)를 중심으로 배치되어 있는 적색, 녹색의 네 화소(R, G)는 마름모 모양의 청색 화소(B1, B2)의 4변에 각각 마주하여 배치되어 이다. 이때, 도 1에서 보는 바와 같이, 가로 방향으로는 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥) 행에 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(또는 주사 신호선, 221, 222)이 각각의 화소 행에 대하여 하나씩 형성되어 있으며, 세로 방향으로는 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥) 열에 데이터 신호를 전달하는 데이터선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G,‥)이 게이트선(121, 122)과 절연되어 교차하면서 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)의 열 방향에 대하여 각각 형성되어 있다. 또한, 각각의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)에는 데이터선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G,‥)을 통하여 화상 신호가 전달되는 화소 전극(‥ 190R, 190B1, 190G, 190R, 190B2, 190G, ‥)이 형성되어 있다. 또한, 화소의 열 방향으로는 화소 전극(‥ 190R, 190B1, 190G, 190R, 190B2, 190G, ‥)과 중첩되어 유지 용량을 형성하며 가로 방향으로 뻗어 있는 유지 용량용 제1 배선(131, 132)과 이들로부터 청색 화소의 화소 전극(190B1, 190B2)의 변을 따라 연장되어 있는 유지 용량용 제2 배선(135, 134, 133)을 포함하는 유지 용량 배선이 형성되어 있다. 여기서도, 각각의 화소에는 게이트선(121, 122), 데이터선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G,‥) 및 화소 전극(‥ 190R, 190B1, 190G, 190R, 190B2, 190G, ‥)과 각각 연결되어 있는 게이트 전극(123), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 박막 트랜지스터가 각각 배치되어 있다. As shown in FIG. 6, the thin film transistor array substrate for a liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention includes red, blue, and green color filter pixels (… R, B1, G, R, B2, G, ...) are arranged. At this time, as in the first embodiment, red, blue, and green pixels (... R, B1, G, R, B2, G, ...) are sequentially arranged in the row direction, and neighboring rows in the column direction. Red, green, and blue pixels (... R, B1, G, R, B2, G, ...) are arranged in the same direction. However, the difference from the first embodiment is that the blue pixels B1 and B2 have a rhombus shape, and two rows of pixels R and G adjacent to each other between two adjacent red and green pixels R and G columns and The red and green pixels R and G arranged in the center of four green and blue (G and B) one by one with respect to the blue pixels B1 and B2 are arranged in a rhombus-shaped blue pixel. It is arranged so as to face each of the four sides of (B1, B2). At this time, as shown in Fig. 1, in the horizontal direction, a gate line (or a gate line for transmitting a scan signal or a gate signal to a row of red, blue, and green pixels (R, B1, G, R, B2, G, ...) One scanning signal line 221, 222 is formed for each pixel row, and data signals are arranged in columns of red, blue, and green pixels (‥ R, B1, G, R, B2, G, ...) in the vertical direction. The transferred data lines (171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G, ...) are insulated from and intersected with the
더욱 상세하게, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에는, 투명한 절연 기판(10) 상부에 게이트 배선과 유지 배선이 교대로 형성되어 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 주사 신호선 또는 게이트선(121, 122) 및 게이트선(121)의 일부인 박막 트랜지스터의 게이트 전극(123)을 포함하며, 제1 실시예에와 같이 게이트선(121, 122)의 끝에 각각 연결되어 있는 게이트 패드를 포함할 수 있다. 이때, 하나의 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(123)은 청색 화소(B1) 열에만 형성되어 있으며 나머지 게이트선(122)에 연결되어 있는 게이트 전극(123)은 청색 화소(B2) 열에만 형성되어 있다. 유지 배선은 가로 방향으로 뻗어 게이트선(121, 122)과 교대로 형성되어 있는 유지 용량용 제1 배선(131, 132)과 유지 용량용 제1 배선(131, 132)에 각각 연결되어 있으며 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥) 경계로 연장되어 있는 유지 용량용 제2 배선(135, 134, 133)을 포함한다. 유지 배선(131, 131, 133, 134, 135)은 후술할 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)의 화소 전극(‥ 190R, 190B1, 190G, 190R, 190B2, 190G, ‥)과 각각 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키기 위 한 유지 용량을 가지는 유지 축전기를 이룬다. 이때, 서로 이웃하는 두 개의 게이트선(121, 122)은 유지 용량용 제1 배선(131, 132)의 양쪽에 이격되어 형성되어 있어 게이트 배선의 단락을 방지할 수 있다.More specifically, in the thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention, gate wiring and sustain wiring are alternately formed on the transparent insulating substrate 10. The gate wiring includes a scan signal line or
게이트 배선(121, 122, 123) 및 유지 배선(131, 132, 133, 134, 135)을 덮는 게이트 절연막(14)의 상부에는 저저항의 도전 물질로 이루어진 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)의 화소 단위로 하나씩 배열되어 있는 데이터선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G, ‥), 이와 연결되어 있는 박막 트랜지스터의 소스 전극(173) 및 게이트 전극(123) 또는 박막 트랜지스터의 반도체층(150)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽에 위치하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(175)을 포함하며, 데이터선(171)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드를 포함할 수 있다. 이때, 적색 화소(R) 열의 데이터선(171R)은 적색 및 녹색 화소(R, G)의 경계에 형성되어 있지만, 청색 화소(B1, B2) 열의 데이터선(171B1, 171B2)은 적색 및 청색 화소 열의 중앙을 가로질러 형성되어 있으며, 녹색 화소(G) 열의 데이터선(171G)도 녹색 화소 열의 중앙을 가로질러 형성되어 있어 각 화소 열에 데이터선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G, ‥)은 서로 이격되어 배치되어 있어 데이터선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G, ‥)간의 단락을 방지할 수 있으며, 데이터선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G, ‥)에 전달되는 데이터 신호간의 간접을 방지할 수 있다.A data line made of a low resistance conductive material is formed on the gate insulating layer 14 covering the
데이터 배선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G, ‥) 및 이들로부터 가리지 않는 반도체층(150)의 상부에는 질화 규소나 아크릴계 따위의 유기 절연 물질로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있으며, 보호막(180)의 상부에는 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있는 화소 전극(‥ 190R, 190B1, 190G, 190R, 190B2, 190G, ‥)이 각각의 화소(‥ R, B1, G, R, B2, G, ‥)에 화소 모양을 따라 형성되어 있다. A
물론, 이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 구조에서도 제1 실시예에서 제공한 이웃하는 두 청색 화소를 단위로 데이터선을 하나의 데이터 패드로 연결하는 데이터 패드 연결부의 구조를 동일하게 적용할 수 있으며, 이러한 데이터 패드 연결부는 종래의 팬 타일 구조에서도 동일하게 적용할 수 있다.Of course, even in the structure according to the third embodiment of the present invention, the structure of the data pad connection unit for connecting the data lines to one data pad based on two neighboring blue pixels provided in the first embodiment may be applied in the same manner. The data pad connection unit may be similarly applied to a conventional fan tile structure.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 유지 배선을 이용하여 유지 용량을 확보하는 구조인데, 표시 특성이 우수한 동이에 이웃하는 화소 행 및 열에 게이트 및 데이터 신호를 전달하는 신호선이 일정한 간격으로 이격되어 있어 배선의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 데이터선이 화소의 중앙의 가로질러 최적의 길이로 형성되어 있어 데이터선을 통하여 전달되는 신호의 지연을 균일하게 할 수 있다. 한편, 이와 같은 구조는 신호선이 화소의 중앙을 가로 질로 형성되어 있어 화소 전극(‥ 191R, 191B1, 191G, 191R, 191B2, 191G, ‥)을 반사도를 가지는 도전 물질의 반사막으로 형성하여 반사형 액정 표시 장치에 적용하는 것이 유리하다. 이때, 데이터 배선(‥ 171R, 171B1, 171G, 171R, 171B2, 171G, ‥)과 화소 전극(‥ 190R, 190B1, 190G, 190R, 190B2, 190G, ‥) 사이의 보호막(180)은 낮은 유전율을 가지는 유기 절연 물질로 이루어져 층간의 배선 을 충분히 확보하는 것이 바람직하다. 이때, 반사막의 반사율을 높이기 위해 요철을 가지도록 보호막(180)의 표면을 형성될 수도 있으며, 보호막(180)은 입사광에 대하여 반사율 및 투과율이 낮은 색의 절연막으로 채택하여 이웃하는 화소 사이에서 누설되는 빛을 차단하거나 박막 트랜지스터의 반도체층(150)으로 입사하는 빛을 차단하여 블랙 매트릭스(black matrix)의 기능을 부여할 수도 있으며, 게이트 배선, 데이터 배선 및 유지 배선의 모양을 변경하여 화소 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 블랙 매트릭스로 사용할 수도 있다.The thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to the third exemplary embodiment of the present invention has a structure for securing a storage capacitance by using a storage wiring, and transmits gate and data signals to pixel rows and columns adjacent to the same with excellent display characteristics. Signal lines are spaced at regular intervals to prevent short circuits. In addition, the data line is formed to an optimal length across the center of the pixel, so that the delay of the signal transmitted through the data line can be made uniform. On the other hand, in such a structure, the signal line is formed to cross the center of the pixel, so that the pixel electrodes (‥ 191R, 191B1, 191G, 191R, 191B2, 191G, ‥) are formed as a reflective film of a conductive material having a reflectivity, thereby reflecting a liquid crystal display. It is advantageous to apply to the device. At this time, the
다음은, 이러한 구조의 액정 표시 장치를 구동하는 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of driving the liquid crystal display of such a structure will be described.
액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서 액정의 열화를 방지하기 위해 화소 전극에 전달되는 화상 신호를 공통 전극에 대해 양, 음 반복되도록 구동하며, 이와 같은 구동 방식을 반전 구동 방식이라 한다. 이때, 화소의 반전 극성이 불규칙하게 구동되는 경우에는 화소 전극에 전달되는 화상 신호가 심하게 왜곡되어 플리커(flicker)가 발생하며 이로 인하여 액정 표시 장치의 화질이 저하되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 적색, 청색, 녹색의 화소 열이 순차적으로 배열되어 있는 화소 배열 구조에서, 첫 번째 또는 두 번째로 이웃하는 청색의 화소 열의 데이터선을 하나의 패드에 연결하는 동시에 하나의 패드에 연결된 청색 화소 열의 데이터선 사이의 서로 이웃하는 적색 및 녹색의 화소 열의 데이터선을 서로 교차시켜 화상 신호를 전달한다. 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.In the driving method of the liquid crystal display device, in order to prevent deterioration of the liquid crystal, an image signal transmitted to the pixel electrode is driven to be repeated positively and negatively with respect to the common electrode. Such a driving method is called an inversion driving method. In this case, when the inverted polarity of the pixel is driven irregularly, the image signal transmitted to the pixel electrode is severely distorted to generate flicker, which causes a problem of deterioration in image quality of the liquid crystal display. In order to solve this problem, in a pixel array structure in which red, blue, and green pixel columns are sequentially arranged according to an exemplary embodiment of the present invention, one pad includes data lines of a first or second neighboring blue pixel column. The data signals of the red and green pixel columns that are adjacent to each other between the data lines of the blue pixel columns connected to one pad at the same time are connected to each other to transfer an image signal. This will be described in detail with reference to the drawings.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 반전 구동 및 이를 위한 배선의 연결 구조를 도시한 도면이다. 여기서, 표시 "??"은 열 방향으로 배치되어 있는 청색 화소에서 박막 트랜지스터의 위치를 나타낸 것이며, "+" 및 "-"은 공통 전극의 공통 전압에 대한 화소 전극에 인가된 화소 전압(화상 신호)의 극성을 나타낸 것이다. 8 to 10 are diagrams illustrating an inversion driving of the liquid crystal display according to the fourth to sixth embodiments of the present invention and a connection structure of wirings therefor. Here, the display "??" indicates the position of the thin film transistor in the blue pixels arranged in the column direction, and "+" and "-" indicate pixel voltages (image signals applied to the pixel electrode with respect to the common voltage of the common electrode). ) Polarity.
도 8 내지 도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는, 행 방향으로는 적, 녹, 청 화소(R, G, B)가 순차적으로 배열되어 있으며, 열 방향으로는 적 및 녹 화소(G, R)가 교대로 배열되어 있으며, 청 화소(B)는 이웃하는 적 및 녹 화소(G, R) 열의 사이에서 두 화소 행에 대하여 하나씩 배열되어 있으며, 청 화소(B)에 이웃하는 적 및 녹의 네 화소는 청 화소(B)를 중심으로 마주하여 배치되어 있다. 8 to 10, in the liquid crystal display according to the fourth to sixth embodiments of the present invention, red, green, and blue pixels R, G, and B are sequentially arranged in the row direction. In the column direction, red and green pixels G and R are alternately arranged, and blue pixels B are arranged one by one for two rows of pixels between neighboring red and green pixels G and R columns. Four pixels, red and green, which are adjacent to the blue pixel B, are disposed facing the blue pixel B as a center.
도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 열두 화소 열을 단위로 할 때, n+4 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)이 n+1 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)에 전기적으로 연결되어 있어 n+4 번째의 청색 화소 열은 n+1 번째의 데이터선(171)에 연결되어 있는 데이터 패드를 통하여 화상 신호를 전달받으며, n+7 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)은 n+10 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)에 전기적으로 연결되어 있어 n+7 번째 청색 화소 열은 n+10 번째의 데이터선(171)에 연결되어 있는 데이터 패드를 통하여 화상 신호를 전달받는다. 또한, n+5 번째의 녹색 화소 열의 데이터선(171)과 n+6 번째의 적색 화소 열의 데이터선(171)은 서로 교차시켜 각각은 n+6 번째의 녹색 화소 열과 n+5 번째의 적색 화소 열에 화상 신호를 전달한다.
As shown in FIG. 8, in the liquid crystal display according to the fourth exemplary embodiment, when the twelve pixel column is a unit, the
이러한 연결 구조를 가지는 액정 표시 장치를 열 및 행 방향으로 도트 반전으로 구동할 때 도 8에서 보는 바와 같이 액정 패널 전체에 대하여 화소의 행 방향으로 ·‥, +++, ---, +-+, -+-, ·‥ 의 규칙성을 가지면서 반전 구동을 실시할 수 있다. When the liquid crystal display having such a connection structure is driven with dot inversion in the column and row directions, as shown in Fig. 8, in the row direction of the pixels with respect to the entire liquid crystal panel, ..., +++, ---, +-+ The inversion drive can be performed while having regularity of-,-+-and.
도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 n+7 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)이 n+1 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)에 전기적으로 연결되어 있어 n+7 번째의 청색 화소 열은 n+1 번째의 데이터선(171)에 연결되어 있는 데이터 패드를 통하여 화상 신호를 전달받으며, n+10 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)은 n+4 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)에 전기적으로 연결되어 있어 n+10 번째 청색 화소 열은 n+4 번째의 데이터선(171)에 연결되어 있는 데이터 패드를 통하여 화상 신호를 전달받는다. 또한, n+8 번째의 녹색 화소 열의 데이터선(171)과 n+9 번째의 적색 화소 열의 데이터선(171)은 서로 교차시켜 각각 n+9 번째의 녹색 화소 열과 n+8 번째의 적색 화소 열에 화상 신호를 전달한다.As shown in FIG. 9, in the liquid crystal display according to the fifth exemplary embodiment, the
이러한 연결 구조를 가지는 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 열 및 행 방향으로 도트 반전으로 구동할 때 도 7에서 보는 바와 같이 액정 패널 전체에 대하여 화소의 행 방향으로 ·‥, +++, -+-, ·‥ 의 규칙성을 가지면서 반전 구동을 실시할 수 있다. When the liquid crystal display according to the fifth embodiment having such a connection structure is driven with dot inversion in the column and row directions, as shown in FIG. 7, in the pixel row direction with respect to the entire liquid crystal panel, ..., +++,- Reverse driving can be performed with regularity of +-, ....
도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 n+10 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)이 n+1 번째 청색 화소 열의 데이터 선(171)에 전기적으로 연결되어 있어 n+10 번째의 청색 화소 열은 n+1 번째의 데이터선(171)에 연결되어 있는 데이터 패드를 통하여 화상 신호를 전달받으며, n+7 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)은 n+4 번째 청색 화소 열의 데이터선(171)에 전기적으로 연결되어 있어 n+7 번째 청색 화소 열은 n+4 번째의 데이터선(171)에 연결되어 있는 데이터 패드를 통하여 화상 신호를 전달받는다. 또한, n+8 번째의 녹색 화소 열의 데이터선(171)과 n+9 번째의 적색 화소 열의 데이터선(171)은 서로 교차시켜 각각 n+9 번째의 녹색 화소 열과 n+8 번째의 적색 화소 열에 화상 신호를 전달한다.As shown in FIG. 10, in the liquid crystal display according to the sixth exemplary embodiment, the
이러한 연결 구조를 가지는 액정 표시 장치를 열 및 행 방향으로 도트 반전으로 구동할 때 도 10에서 보는 바와 같이 액정 패널 전체에 대하여 화소의 행 방향으로 ·‥, +++, -+-, +-+, ---·‥ 의 규칙성을 가지면서 반전 구동을 실시할 수 있다. When the liquid crystal display device having such a connection structure is driven with dot inversion in the column and row directions, as shown in FIG. 10, in the row direction of the pixels with respect to the entire liquid crystal panel, ..., +++,-+-, +-+ Reverse driving can be performed with regularity.
여기서, 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에서 도트 반전 방식으로 구동할 때 화소의 행 방향으로는 +++, -+-의 규칙성을 가지면서 반전 구동을 실시할 수 있지만, 청색 화소 열에 대하여 열 방향으로는 프레임 반전으로 구동되어 플리커 현상이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 칼럼(column) 반전 구동을 실시하거나 열 방향으로 2 도트 반전을 실시한다.Here, in the driving method of the liquid crystal display according to the sixth embodiment of the present invention, when driving in the dot inversion method, inversion driving can be performed with regularities of +++ and-+-in the row direction of the pixels. However, flicker may occur due to the inversion of the frame in the column direction with respect to the blue pixel column. In order to solve this problem, column inversion driving is performed or two dot inversion is performed in the column direction.
도 11 및 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 칼럼(column) 반전 구동 및 2 도트 반전 구동을 도시한 도면이다. 11 and 12 illustrate a column inversion driving and a two dot inversion driving of a liquid crystal display according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 11에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서 행 방향으로 칼럼 반전을 실시하는 경우에는 청색 화소 열 또한 행 방향으로 색 반전으로 구동되어 표시 특성을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 11, in the method of driving the liquid crystal display according to the fifth embodiment of the present invention, when the column inversion is performed in the row direction, the blue pixel column is also driven by the color inversion in the row direction to improve display characteristics. You can.
도 12에서 보는 바와 같이, 열 방향으로 2 도트 반전 구동을 실시하는 경우에는 청색 화소는 열 방향과 행 방향으로 균일한 도트 반전을 실현할 수 있다.As shown in Fig. 12, when two dot inversion driving is performed in the column direction, the blue pixel can realize uniform dot inversion in the column direction and the row direction.
한편, 앞의 제4 내지 제6 실시예에서 서로 이웃하는 적색 및 녹색 화소 열에 화상 신호를 서로 교차시켜 전달하기 위해 데이터선(171)을 서로 교차시킬 때 데이터 배선(제1 및 제2 실시예 참조), 게이트 배선(제1 및 제2 실시예 참조) 및 화소 전극(제1 및 제2 실시예 참조)과 동일한 층으로 데이터선 교차용 배선을 형성하는 것이 바람직하며, 도 13 및 도 14를 통하여 구체적으로 설명하기로 한다.On the other hand, in the foregoing fourth to sixth embodiments, when the
도 13 및 도 14는 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 데이터선 교차 연결부를 도시한 평면도이다. 여기서, 도면 부호 124는 게이트 배선과 동일한 층으로 형성되어 있는 제1 교차용 배선이며, 도면 부호 710 및 720은 데이터 배선과 동일한 층으로 형성되어 있는 제2 교차용 배선이며, 도면 부호 720은 화소 전극과 동일한 층으로 형성되어 있는 제3 교차용 배선이다.13 and 14 are plan views illustrating data line cross connection portions in the liquid crystal display according to the fourth to sixth embodiments of the present invention. Here,
도 13에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 상부에는 적색 및 녹색 화소 열에 화상 신호를 전달하는 n+5 및 n+6 또는 n+8 또는 n+9번째의 데이터선(171)이 서로 평행하게 형성되어 있으며, 각각의 데이터선(171)에는 데이터 패드(179)가 서로 교차하여 연결되어 있다. 여기서, 제2 교차용 배선(710)은 구부러져 있어 n+5 및 n+8번째의 데이터선(171)에 n+6 및 n+9번째의 데이터 패드(179)를 각각 전기적으로 연결 하며, 제1 교차용 배선(124)과 제3 교차용 배선(720)은 n+6 및 n+9번째의 데이터선(171)에 n+5 및 n+8번째의 데이터 패드(179)에 각각 연결한다. 이때, 제1 교차용 배선(124)은 게이트 배선과 동일한 층으로 형성되어 제2 교차용 배선(710)과 교차하도록 구부러져 있으며, 제3 교차용 배선(720)은 게이트 절연막(140, 도 2 참조) 또는 보호막(180, 도 2 참조)에 형성되어 있는 접촉구(910)를 통하여 제1 교차용 배선(124)과 데이터선(171)을 전기적으로 연결한다.As shown in FIG. 13, n + 5 and n + 6 or n + for transmitting an image signal to a red and green pixel column on the thin film transistor array substrate for a liquid crystal display according to the fourth to sixth embodiments of the present invention. The eighth or n +
도 14는 데이터선 교차 연결부의 접촉 저항을 균일하게 하기 위하여 도 11의 제2 교차용 배선(710)을 제1 교차용 배선(124)과 같이 변경한 구조이다. 도 12에서 보는 바와 같이, 제2 교차용 배선(710)은 게이트 절연막(140, 도 2 참조) 또는 보호막(180, 도 2 참조)에 형성되어 있는 접촉구(910)를 통하여 이웃하는 데이터선(171) 및 데이터 패드(179)에 각각 연결되어 있는 제3 교차용 배선(720)을 서로 연결한다.FIG. 14 is a structure in which the
또한, 적색 및 녹색 화소 열에 화상 신호를 전달하며 데이터선 교차 연결부를 가지는 데이터선은 제1, 제2 또는 제3 교차용 배선 사이의 접촉부를 가지기 때문에 다른 데이터선의 선 저항과 비교하여 차이를 가지게 되며, 이는 액정 표시 장치의 표시 특성이 나쁜 영향을 줄 수 있다. 이러한 문제를 개선하는 방법으로는 전체 데이터선의 선 저항 편차를 최소화해야 하며, 이를 위하여 각각의 데이터선에 연결부를 형성하는 것이 바람직하며, 도 15를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.In addition, the data line which transmits an image signal to the red and green pixel columns and has a data line cross connection part has a contact portion between the first, second or third cross wires, and thus has a difference compared with the line resistance of other data lines. This may adversely affect the display characteristics of the liquid crystal display. As a method of improving such a problem, the line resistance variation of the entire data line should be minimized. For this purpose, it is preferable to form a connection portion in each data line, which will be described in detail with reference to FIG. 15.
도 15는 본 발명의 제4 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜 지스터 기판에서 데이터선 연결부 및 데이터선 교차 연결부를 도시한 평면도이다.FIG. 15 is a plan view illustrating a data line connection unit and a data line cross connection unit in the thin film transistor substrate for liquid crystal display according to the fourth to sixth exemplary embodiments.
도 15에서 보는 바와 같이, 각각의 데이터선(171)은 게이트 배선과 동일한 층으로 형성되어 있는 제1 연결용 배선(126) 및 화소 전극과 동일한 층으로 형성되어 있는 제2 연결용 배선(720)을 통하여 데이터 패드(179)와 연결되어 있다.As shown in FIG. 15, each
이러한 구조에서는 다수의 데이터선(171)은 각각 2개의 접촉부를 통하여 데이터 패드와 연결되어 있어 전체적으로 균일한 선 저항을 가지게 되며, 이를 통하여 표시 장치의 특성이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.In such a structure, the plurality of
한편, 앞에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 액정 표시 장치를 통하여 고해상도의 화상을 표현하기 위해서는 렌더링(rendering) 구동 기법을 실시하여야 한다. 렌더링 구동 기법이란 화상을 표시할 때 적색, 녹색, 청색의 화소를 개별적으로 구동하는 동시에 구동하고자 하는 화소의 주변에 위치하는 화소를 함께 구동하여 주변의 화소와 밝기를 분산하여 하나의 도트(dot)로 표현함으로써 사선 또는 곡선을 보다 섬세하게 표현하는 동시에 해상도를 높이는 기술이다. 하지만, 각각의 화소 사이에는 화소들 사이에서 누설되는 빛을 차단하기 위해 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며, 이렇게 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 부분에서는 항상 검은 색으로 표시되기 때문에 블랙 매트릭스의 면적만큼은 렌더링 기법을 통하여 밝기를 조정할 수 없어 위상 오차(phase error)가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 블랙 매트릭스의 폭을 최소화하여 화소 사이에서 블랙 매트릭스가 차지하는 면적을 최소화해야 한다. 이를 위해서는 단위 화소 내에서 화소 전극(190, 190R, 190G, 190B1, 190B2, 도 1 및 도 6 참조)을 최대의 크기로 형성하여 화소 전극의 가장자리 부분이 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 가장자리 부분이 중첩되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 도 1의 구조에서는 게이트선(121)을 하나의 배선으로만 형성하고, 게이트선 연결부(127)를 생략하 수 있으며, 도 2에서와 같이 별도의 유지 축전기용 배선을 추가할 수 있다. 하지만, 화소 전극(190, 190R, 190G, 190B1, 190B2, 도 1 및 도 6 참조)과 데이터선(190)이 중첩되어 있는 경우에는 이들 사이에 형성되어 있는 보호막(180) 매개로 하여 기생 용량이 발생하기 때문에 데이터선(171)을 통하여 전달되는 데이터 신호가 왜곡될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 보호막(180)을 낮은 유전율을 가지며 평탄화 특성이 우수한 아크릴계 따위의 유기 절연 물질 또는 화학 기상 증착법을 통하여 형성되며 SiOC 또는 SiOF 등과 같이 4.0 이하의 낮은 유전율을 가지는 저유전율 절연 물질로 보호막(180)을 형성해야 한다. 이렇게 하면, 화소 내에서 화소 전극(190, 190R, 190G, 190B1, 190B2, 도 1 및 도 6 참조)의 크기를 극대화할 수 있어 고개구율을 확보할 수 있으며, 화소사이에서 누설되는 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스의 폭을 최소화할 수 있다. 이렇게 블랙 매트릭스의 면적을 최소화하면 휘도를 증가시킬 수 있어 색재현성을 향상시킬 수 있어 보다 섬세하게 렌더링 구동을 실시할 수 있다.Meanwhile, in order to express a high resolution image through the liquid crystal display having the pixel array structure according to the embodiment of the present invention described above, a rendering driving technique should be implemented. The rendering driving technique drives red, green, and blue pixels individually when displaying an image, and simultaneously drives pixels located around the pixels to be driven together to disperse the surrounding pixels and the brightness. It is a technology that expresses diagonal lines or curves more delicately and at the same time increases the resolution. However, a black matrix is formed between each pixel to block the light leaking between the pixels, and since the black matrix is always displayed in black, the area of the black matrix is determined by the rendering technique. The brightness cannot be adjusted, resulting in a phase error. To solve this problem, the width of the black matrix should be minimized to minimize the area occupied by the black matrix between pixels. To this end, the
한편, 제1 내지 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 구조에서는 이웃하는 화소 행의 청색 화소의 화소 전극을 연결하거나 하나의 패드에 이웃하는 청색 화소의 데이터선을 연결하거나 반전 구동을 실시하기 위해서 다양한 배선 구조 또는 배선의 연결 구조가 제안되었으나, 반전 구동 또는 렌더링 구동을 용이하게 실시하거나 데이터 배선의 구조를 단순화하기 위해 각각의 데이터선에 대하여 데이터 패드를 연결하여 데이터 신호를 전달할 수도 있다. 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. Meanwhile, in the structure of the thin film transistor array substrate for liquid crystal display devices according to the first to sixth embodiments, the pixel electrodes of the blue pixels of neighboring pixel rows are connected or the data lines of the neighboring blue pixels are connected to one pad or inverted. Various wiring structures or connection structures of wirings have been proposed for driving, but in order to easily perform reverse driving or rendering driving, or to simplify the structure of data wiring, a data pad may be connected to each data line to transfer data signals. It may be. This will be described in detail with reference to the drawings.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이다. 여기서, 대부분의 단면 구조 또는 패드 구조는 본 발명의 제1 내지 3 실시예의 구조와 동일하여 단면 구조에 대한 설명은 생략하기로 하며, 배치 구조에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.16 is a layout view illustrating a structure of a liquid crystal display device having a pixel array structure according to a seventh embodiment of the present invention. Here, most of the cross-sectional structure or pad structure is the same as the structure of the first to third embodiments of the present invention, the description of the cross-sectional structure will be omitted, and only the arrangement structure will be described in detail.
도 16에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제7 실시예에 따른 화소 배열을 가지는 액정 표시 장치에는 매트릭스 형태로 배열되어 있는 적색, 청색, 녹색의 색필터용 화소(‥ R, B, G, ‥)들이 형성되어 있다. 이때, 행 방향으로는 적색, 청색, 녹색의 화소(‥ R, B, G, ‥)들이 순차적으로 배열되어 있으며, 열 방향으로는 적색, 녹색의 화소(‥ R, G, ‥)는 교대로 배치되어 있는 열과 청색 화소(B)만으로 이루어지는 열로 나뉜다. 동일한 화소 행에서는 청색 화소(B)를 중심으로 하여 양쪽에 적색 화소(R)와 녹색 화소(G)가 모두 배치되어 있다. 이때, 도 16에서 보는 바와 같이, 가로 방향으로는 주사 신호 또는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(또는 주사 신호선, 121)이 화소의 행 방향으로 각각의 화소 행에 대하여 하나씩 형성되어 있으며, 세로 방향으로는 데이터 신호를 전달하며 게이트선(121)과 교차하여 단위 화소를 정의하는 데이터선(171)이 각 화소(‥ R, B, G, ‥) 열마다 형성되어 있다. As shown in FIG. 16, in the liquid crystal display device having the pixel arrangement according to the seventh embodiment of the present invention, pixels for red, blue, and green color filters arranged in a matrix form (.. R, B, G, ...) Are formed. At this time, red, blue, and green pixels (... R, B, G, ...) are sequentially arranged in the row direction, and red, green pixels (... R, G, ...) are alternately arranged in the column direction. It is divided into a column which consists only of a column arrange | positioned and a blue pixel (B). In the same pixel row, both the red pixel R and the green pixel G are disposed on both sides of the blue pixel B as a center. In this case, as shown in FIG. 16, a gate line (or a scan signal line 121) for transmitting a scan signal or a gate signal is formed in the horizontal direction, one for each pixel row in the pixel row direction, and in the vertical direction. The
이 때, 각 화소 영역은 직사각형 모양으로 이루어지며, 가로 대 세로의 길이 비는 2:3이다. 이는 두 개의 청색 화소가 그 좌우에 각각 배치되어 있는 적색 및 녹색 화소 쌍과 번갈아 조합하여 하나의 점(도트)을 표시하기 때문에 나온 비율이다.At this time, each pixel area has a rectangular shape, and the ratio of length to width is 2: 3. This is due to the fact that two blue pixels alternately display a single dot (dot) in combination with the red and green pixel pairs respectively disposed on the left and right sides thereof.
또한, 이러한 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 내지 제6 실시예와 달리, 청색 화소는 적색 및 녹색 화소와 동일한 배치 구조를 가진다. 즉, 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하는 부분에 게이트선(121)과 연결되어 있는 게이트 전극(123), 데이터선(171)과 연결되어 있는 소스 전극(173), 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)과 맞은편에 형성되어 있는 드레인 전극(175) 및 반도체층(154)을 포함하는 박막 트랜지스터가 각각 형성되어 있으며, 각각의 청색 화소에는 박막 트랜지스터를 통하여 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극(190)이 각각 형성되어 있다. 또한, 제1 및 제2 실시예와 다르게 가로 방향으로는 게이트선(121)과 동일한 층으로 화소 전극(190)과 중첩되어 유지 용량을 형성하는 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 또한, 화소 전극(190)과 데이터 배선을 연결하기 위한 보호막(180, 도 1 및 도 2 참조)의 접촉구(181)는 드레인 전극(173) 위에 형성되어 있으며, 각각의 데이터선(171) 끝에는 외부로부터 영상 신호를 전달받아 데이터선(171)으로 전달하기 위한 데이터 패드(179)가 각각 연결되어 있다. 이러한 구조에서는 청색 화소(B) 열에 데이터 신호를 전달하기 위한 데이터선(171)이 각각의 데이터 패드(179)를 통하여 데이터 신호를 전달받아 반전 구동을 용이하게 실시할 수 있어 제5 내지 제6 실시예에서와 같이 반전 구동을 실시하기 위해 복잡한 배선 구조를 가질 필요가 없으며, 반전 구 동을 위하여 데이터 배선이 데이터선 연결부 및 데이터선 교차 연결부를 가질 필요가 없어 배선의 선 저항을 기판 전체적으로 균일하게 확보할 수 있다. 또한, 청색 화소(B)의 데이터선(175)이 각각의 데이터 패드(179)와 연결되어 화상 신호를 전달받아 렌더링 구동을 용이하게 실시할 수 있을 뿐 아니라, 제1 내지 제3 실시예가 가지는 효과도 함께 가진다 Also, unlike the first to sixth embodiments, the liquid crystal display according to the seventh embodiment of the present invention has the same arrangement structure as that of the red and green pixels. That is, the
이때, 렌더링 구동을 실시할 때는 청색 화소는 해상도에 미치는 영향이 미세하기 때문에 적색 화소와 녹색 화소에만 화소 전압을 인가하는데, 제4 내지 제10 실시예에서 보는 바와 같이 적색 또는 녹색 화소는 청색 화소가 불규칙적으로 배치되어 있어 상하 좌우로 비대칭 구조를 가지게 된다. 이 때문에 화상이 표시되는 화소의 중심과 렌더링 구동을 위하여 설정되는 화소의 중심이 틀어지게 되어 위상 오차(phase error)가 발생한다. 즉, 청색 화소는 해상도에 영향을 거의 미치지 않기 때문에 렌더링 구동시에는 청색 화소의 영역은 무시한 조건으로 적색 또는 녹색 화소에 인가되는 화소 전압을 설정하여 인가하는데, 실질적으로 청색 화소가 차지하는 영역이 존재하므로 화상이 표시되는 화소의 중심과 렌더링 구동시 화소의 중심이 틀어지게 되어 위상 오차(phase error)가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 청색 화소의 면적을 적색 및 녹색 화소의 면적보다 작게 형성하여 실질적으로 청색 화소가 차지하는 영역을 줄이는 것이 바람직하다. 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. In this case, since the blue pixel has a small effect on the resolution when rendering driving is performed, the pixel voltage is applied only to the red pixel and the green pixel. As shown in the fourth to tenth embodiments, the red or green pixel is a blue pixel. It is arranged irregularly and has an asymmetrical structure up, down, left and right. For this reason, the center of the pixel on which the image is displayed and the center of the pixel set for the driving of the rendering are distorted, resulting in a phase error. That is, since blue pixels have little effect on the resolution, the pixel voltage applied to the red or green pixel is applied under the condition that the blue pixel area is ignored during the driving operation. The center of the pixel on which the image is displayed and the center of the pixel during the driving of the rendering are distorted, resulting in a phase error. In order to solve this problem, it is preferable to reduce the area occupied by the blue pixel by forming the area of the blue pixel smaller than the area of the red and green pixels. This will be described in detail with reference to the drawings.
도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판의 구조를 도시한 배치도이다. 17 is a layout view illustrating a structure of a thin film transistor array substrate for a liquid crystal display according to the eighth embodiment of the present invention.
도 17에서 보는 바와 같이, 대부분의 구조는 제7 실시예와 동일하다.As shown in Fig. 17, most structures are the same as in the seventh embodiment.
하지만, 청색 화소(B)의 면적이 적색 및 녹색 화소(R, G)의 면적보다 작게 형성되어 있다. 구체적으로는 청색 화소(B)의 폭이 적색 및 녹색 화소(R, G)의 폭보다 좁게 형성되어 있다. 이러한 본 발명에 따른 구조에서는 실질적으로도 청색 화소(B)가 차지하는 영역이 작아 화상이 표시되는 적색 및 녹색 화소(R, G)의 중심을 렌더링 구동시 설정되는 데이터 전압에 대한 적색 및 녹색 화소(R, G)의 중심에 근접시킬 수 있어 위상 오차(phase error)를 최소화할 수 있다. 이때, 청색 화소(B)는 다른 적색 및 녹색 화소(R, G)보다 작기 때문에 유지 용량 또한 작게 형성해야 하며, 이를 위하여 청색 화소(B)의 유지 축전기용 도전체 패턴(68)은 다른 적색 및 녹색 화소(R, G)의 유지 축전기용 도전체 패턴(68)보다 작은 면적으로 유지 용량선(23)과 중첩되어 있다. However, the area of the blue pixel B is smaller than the area of the red and green pixels R and G. Specifically, the width of the blue pixel B is smaller than the width of the red and green pixels R and G. In the structure according to the present invention, the area occupied by the blue pixel B is substantially smaller, and thus the red and green pixels with respect to the data voltage set when the driving of the red and green pixels R and G on which the image is displayed are rendered ( Close to the center of R, G) can minimize the phase error (phase error). In this case, since the blue pixel B is smaller than the other red and green pixels R and G, the storage capacitor must also be formed small. For this purpose, the conductor capacitor 68 for the storage capacitor of the blue pixel B may have different red and green colors. The area smaller than that of the conductive capacitor conductor pattern 68 for the green pixels R and G overlaps with the storage capacitor line 23.
하지만, 녹색 및 적색 화소(G, R)의 면적에 대하여 청색 화소(B)의 면적을 감소시키는 경우에는 녹색 화소(G)의 면적이 상대적으로 커져 휘도는 증가하지만 색 좌표에서 X 및 Y의 값이 증가하여 되어 화상이 전체적으로 누런 색으로 변하는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 액정 표시 장치의 광원이 되는 백라이트를 제조할 때 백색으로 표시되는 최적의 조건에서 백라이트의 적색 및 녹색 광량에 대하여 상대적으로 청색 광량을 증가시키는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 적색, 녹색 및 청색의 면적비가 동일하고 백라이트에서 적색, 녹색 및 청색 광량의 비가 동일한 경우에서와 같은 색 좌표를 얻을 수 있다. 이를 통하여 렌더링 구동을 실시할 때 위상 오차를 최소화하기 위하여 청색 화소의 면적을 줄일 때, 백라이트에서 청색의 광량을 조절하여 색 좌표를 원하는 값으로 조절할 수 있으며, 이를 통하여 색 재현성을 최적화할 수 있다. However, in the case where the area of the blue pixel B is reduced with respect to the areas of the green and red pixels G and R, the area of the green pixel G is relatively large, so that the luminance is increased, but the values of X and Y in the color coordinates are increased. This increases, causing a problem that the image turns yellow overall. In order to solve this problem, it is preferable to increase the amount of blue light relative to the amount of red and green light of the backlight under the optimal conditions displayed in white when manufacturing a backlight that is a light source of the liquid crystal display device. In this way, the same color coordinates as in the case where the area ratios of red, green and blue are the same and the ratios of the red, green and blue light amounts in the backlight are the same can be obtained. As a result, when the area of the blue pixel is reduced to minimize the phase error during the rendering driving, the color coordinates may be adjusted to a desired value by adjusting the amount of blue light in the backlight, thereby optimizing color reproducibility.
한편, 앞에서는 화소 전극이 투명한 도전 물질 또는 반사도를 가지는 도전 물질로 이루어진 실시예에 대해서 설명하였는데, 화소 전극은 투명 도전막과 반사 도전막을 함께 포함할 수 있으며, 이러한 구조는 반투과형으로 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 이러한 반투과형 액정 표시 장치는 외부 광원으로 발생하는 빛을 화소 전극에 반사시켜 화상을 표시하거나 내부의 광원으로부터 발생하는 빛을 화소 전극에 투과시켜 화상을 표시할 때 혼용하여 사용할 수 있다.Meanwhile, the above-described embodiment of the pixel electrode made of a transparent conductive material or a conductive material having a reflectivity has been described. The pixel electrode may include a transparent conductive film and a reflective conductive film together. Such a structure is semi-transmissive. It will be described in detail. Such a transflective liquid crystal display may be used interchangeably when displaying an image by reflecting light generated by an external light source to the pixel electrode or displaying an image by transmitting light generated from an internal light source to the pixel electrode.
도 18은 본 발명의 제9 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형(transflective type) 액정 표시 장치의 단위 화소 구조를 도시한 배치도이고, 도 19는 도 18에서 XIX-XIX' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 20a 내지 도 20c는 본 발명의 제7 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 21a 및 도 21b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 반투과형 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이다. 여기서, 도 20a 내지 도 22c에서는 단위 화소의 구조를 구체적으로 나타내지 않고, 개략적으로 화소에서 투과 영역과 반사 영역의 배치 구조만을 도시하였다. FIG. 18 is a layout view illustrating a unit pixel structure of a transflective type liquid crystal display having a pixel array structure according to a ninth embodiment of the present invention, and FIG. 19 is cut along the line XIX-XIX ′ of FIG. 18. 20A to 20C are layout views showing the structure of a transflective liquid crystal display device having a pixel array structure according to a seventh embodiment of the present invention, and FIGS. 21A and 21B are first embodiment of the present invention. FIG. 22 is a layout view illustrating a structure of a transflective liquid crystal display device having a pixel array structure according to an example, and FIGS. 22A to 22C illustrate a structure of a transflective liquid crystal display device having a pixel array structure according to a sixth embodiment of the present invention. It is a layout. 20A to 22C, the structure of the unit pixel is not illustrated in detail, and only the arrangement structure of the transmission region and the reflection region in the pixel is schematically illustrated.
도 18 및 도 19에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 기판의 단위 화소 구조는 제1 및 제7 실시예 와 동일하다.18 and 19, in the transflective liquid crystal display according to the ninth embodiment, the unit pixel structure of the thin film transistor substrate is the same as that of the first and seventh embodiments.
하지만, 보호막(180)의 상부면은 요철 패턴을 가지고 있으며, 보호막(180)의 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있는 화소 전극(190)은 투명한 도전 물질로 이루어진 투명 도전막(191)과 투명 도전막(191)의 상부에 우수한 반사도를 가지는 도전 물질로 이루어져 있으며 투명 도전막(191)을 드러내는 투과창(196)을 가지는 반사 도전막(192)을 포함한다. 이때, 투과창(196)이 차지하는 영역은 내부의 광원으로부터 나오는 빛을 투과시켜 화상을 표시하는 투과 영역(T)이며, 화소 영역(P) 중 나머지 영역은 외부의 광원으로 입사하는 빛을 반사 도전막(192)에 반사시켜 화상을 표시하는 반사 영역(S)이다.However, the upper surface of the
본 발명의 제9 실시예에서는 화소 배열 구조를 가지는 반투과형(transflective type) 액정 표시 장치에서 하나의 단위 화소 영역(P)이 투과 영역(T)과 반사 영역(S)으로 이루어진 구조에 대하여 설명하였는데, 이렇게 투과 영역(T)과 반사 영역(S)을 가지는 화소 구조는 제1 내지 제3 실시예와 제7 및 제8 실시예에 동일하게 적용할 수 있다.In the ninth embodiment of the present invention, a structure in which one unit pixel region P includes a transmission region T and a reflection region S in a transflective type liquid crystal display having a pixel array structure is described. The pixel structure having the transmission region T and the reflection region S may be similarly applied to the first to third embodiments and the seventh and eighth embodiments.
도 20a 내지 도 20c는 본 발명의 제7 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 액정 표시 장치를 투과 영역(T)과 반사 영역(S)을 가지는 반투과형으로 적용한 도면이다. 이때, 도 20a에서 보는 바와 같이, 투과 영역(T)과 반사 영역(S)을 적(R), 녹(G) 및 청색(B) 화소에 대하여 화소의 열 및 행 방향으로 교대로 배치할 수 있으며, 도 20b에서 보는 바와 같이, 화소 행에 대하여 단위로 투과 영역(T)과 반사 영역(S)을 교대로 배치할 수 있으며, 도 20c에서 보는 바와 같이 두 행의 적(R), 녹(G) 및 청색(B) 화소에 대하여 교대로 투과 영역(T)과 반사 영역(S)을 배치할 수 있다.20A to 20C are diagrams of a liquid crystal display having a pixel array structure according to a seventh embodiment of the present invention, having a transflective type having a transmissive region T and a reflective region S. FIG. At this time, as shown in FIG. 20A, the transmission region T and the reflection region S may be alternately disposed in the column and row directions of the pixels with respect to the red (R), green (G), and blue (B) pixels. As shown in FIG. 20B, the transmission region T and the reflection region S may be alternately arranged in units of pixel rows, and as illustrated in FIG. 20C, red (R) and green ( The transmission region T and the reflection region S may be alternately disposed with respect to the G) and blue (B) pixels.
또한, 도 21a 및 도 21b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 액정 표시 장치를 투과 영역(T)과 반사 영역(S)을 가지는 반투과형에 적용한 도면이다. 이때, 도 21a 및 도 21b에서 보는 바와 같이, 투과 영역(T)과 반사 영역(S)은 적(R) 및 녹(G) 화소에서는 화소 행에 대하여 교대로 배치할 수 있으며, 청(B) 화소에서는 상부 화소와 하부 화소에 교대로 배치되어 있다.21A and 21B show a liquid crystal display having a pixel array structure according to a first embodiment of the present invention in a transflective type having a transmission region T and a reflection region S. FIG. In this case, as shown in FIGS. 21A and 21B, the transmission region T and the reflection region S may be alternately arranged with respect to the pixel row in the red (R) and green (G) pixels, and the blue (B). In the pixel, they are alternately arranged in the upper pixel and the lower pixel.
또한, 도 22a 및 도 22b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화소 배열 구조를 가지는 액정 표시 장치를 투과 영역(T)과 반사 영역(S)을 가지는 반투과형에 적용한 도면이다. 도 22a에서 보는 바와 같이, 청(B) 화소에서는 좌우로 이분할하여 반사 영역(S)과 투과 영역(T)이 배치되어 있으며, 적(R) 및 녹(G) 화소에서는 청(B) 화소를 중심 마주하는 두 적(R) 및 녹(G) 화소 중 하나의 화소는 반사 영역(S)이 배치되어 있으며, 나머지 다른 하나의 화소는 투과 영역(T)이 배치되어 있다. 이때, 적(R) 및 녹(G) 화소의 반사 영역(S)과 투과 영역(T)은 청(B) 화소의 반사 영역(S)과 투과 영역(T)의 반대편에 위치하고 있다. 또한, 도 22b에서 보는 바와 같이, 각각의 적(R), 녹(G) 청(B) 화소에서 반사 영역(S)과 투과 영역(T)은 화소 영역을 이분할하여 배치되어 있다.22A and 22B are diagrams illustrating a liquid crystal display having a pixel array structure according to a third exemplary embodiment of the present invention in a transflective type having a transmission region T and a reflection region S. FIG. As shown in FIG. 22A, the reflection area S and the transmission area T are disposed by dividing left and right in the blue (B) pixel, and the blue (B) pixel in the red (R) and green (G) pixels. One of the two red (R) and green (G) pixels facing each other has a reflection area S, and the other pixel has a transmission area T. At this time, the reflection area S and the transmission area T of the red (R) and green (G) pixels are positioned opposite to the reflection area S and the transmission area (T) of the blue (B) pixel. In addition, as shown in FIG. 22B, in each of the red (R) and green (G) blue (B) pixels, the reflection region S and the transmission region T are divided into two pixel regions.
따라서 본 발명에 따른 화소 배열 구조에서는 글자 및 도형의 화상을 표시할 때 보다 유리한 고해상도의 표현 능력을 가지면서 설계 비용을 최소화할 수 있는 동시에, 청색의 단위 화소에 신호를 전달하는 데이터선이 다른 배선과 동일하게 직선 모양으로 형성하여 표시 특성이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전단의 게이트선을 이용하여 유지 용량을 확보하는 동시에 자신의 게이트선과 화소 전극 연결부의 중첩으로 발생하는 기생 용량을 최적화하여 유지 용량을 균일하게 형성할 수 있다. 또한, 데이터 배선과 게이트 배선이 일정한 간격으로 이격되어 배치되어 있어 이웃하는 배선간의 단락이 방지할 수 있으며, 데이터 패드 연결부를 이용하여 표시 영역을 중심으로 한쪽에 데이터 구동 집적 회로를 배치할 수 있어 표시 장치의 크기가 최적화할 수 있으며 이를 통하여 배선의 단선 또는 단락을 수리하기 위한 수리선을 표시 영역의 둘레에 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 서로 전기적으로 연결되어 있는 두 청색 화소 열 사이에 서로 이웃하는 적색 및 녹색 화소 열의 화상 신호를 교차시켜 인가함으로써 보다 균일한 극성을 가지는 반전 구동을 실시할 수 있다. 또한, 서로 이웃하는 청색 화소 열을 1/2 화소만큼 이동하여 모든 청색의 화소에서 전단의 게이트선 또는 자신의 게이트선을 이용하여 균일한 반전 구동을 실시하는 동시에 유지 용량을 균일하게 확보할 수 있다. 또한, 낮은 유전율을 가지는 절연 물질을 개재하여 게이트선 및 데이터선과 화소 전극을 중첩되도록 함으로써 최대의 개구율을 확보할 수 있으며, 이를 통하여 렌더링 구동 기법을 효과적으로 적용하여 보다 화상을 섬세하고 고해상도로 표현할 수 있다. 또한, 데이터선을 각각의 데이터 패드를 통하여 화상 신호를 전달함으로써 복잡한 배선 구조 또는 연결 구조를 구성할 필요가 없으며, 렌더링 구동 또는 반전 구동을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 고해상도를 구현할 수 있는 화소 배열 구조를 반 투과형에 적용함으로써 화소의 투과율과 반사율을 향상시킬 수 있으며, 이를 통하여 액정 표시 장치의 대비비와 시인성을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the pixel array structure according to the present invention, it is possible to minimize the design cost while displaying a high resolution expressive ability which is more advantageous when displaying images of letters and figures, and at the same time, different data lines for transmitting signals to the blue unit pixels. In the same manner as in the above, it is possible to prevent the display characteristics from becoming uneven by forming in a straight line shape. In addition, the storage capacitor may be secured by using the gate line at the front end, and the storage capacitor may be uniformly formed by optimizing the parasitic capacitance generated by the overlap of the gate line and the pixel electrode connection unit. In addition, since the data wires and the gate wires are spaced apart at regular intervals, short circuits between neighboring wires can be prevented, and data driving integrated circuits can be arranged on one side of the display area using the data pad connection part. The size of the device can be optimized so that a repair line for repairing disconnection or short circuit of the wiring can be easily formed around the display area. In addition, inverting driving having a more uniform polarity can be performed by applying the image signals of the red and green pixel columns adjacent to each other between two blue pixel columns electrically connected to each other. In addition, by shifting the adjacent blue pixel columns by 1/2 pixel, uniform inversion driving can be performed by using the gate line or the gate line of the front end in all the blue pixels, and the holding capacitance can be uniformly ensured. . In addition, the maximum aperture ratio can be ensured by overlapping the gate line, the data line, and the pixel electrode through an insulating material having a low dielectric constant, and through this, the rendering driving technique can be effectively applied to express the image more delicately and with higher resolution. . In addition, by transferring the image signal through the data pads through each data pad, it is not necessary to construct a complicated wiring structure or a connection structure, and the rendering driving or the inversion driving can be easily performed. In addition, by applying a pixel array structure capable of high resolution to a semi-transmissive type, it is possible to improve the transmittance and reflectance of the pixel, thereby improving the contrast ratio and visibility of the liquid crystal display.
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2003
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