KR100997965B1

KR100997965B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100997965B1
Application number: KR1020030066483A
Authority: KR
Inventors: 신경주; 채종철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2010-12-02
Also published as: US7230667B2; TWI366014B; JP2005099797A; TW200521542A; CN100458532C; JP4851696B2; CN1601361A; KR20050030278A; US20050068477A1

Abstract

절연 기판; 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선; 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선; 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자; 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고, 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며, 적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 각 화소의 채널의 폭과 길이의 비율을 W/L 이라 할 때, 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 전체 용량의 비, 액정 용량의 비, 유지 용량의 비, 기생 용량의 비 및 W/L의 비가 모두 동일한 액정 표시 장치.

비대칭, RGBW

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,

도 3a 및 도 3b는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판을 각각 IIa-IIa'선과 IIb-IIb'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,

도 4a는 종래의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 4b는 종래의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고,

도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고,

도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고,

도 7a는 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치에서 트랜지스터 부분을 확대 도시한 것으로, 청색 화소(또는 흰색 화소)의 게이트 전극과 드레인 전극이 중첩되어 형성되는 기생 용량(Cgdb(또는 Cgdw))을 표시한 도면이고, 도 7b는 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치에서 트랜지스터 부분을 확대 도시한 것으로, 적색 화소(또는 녹색 화소)의 게이트 전극과 드레인 전극이 중첩되어 형성되는 기생 용량(Cgdr(또는 Cgdg))을 표시한 도면이고,

도 8a는 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 8b는 종래의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고,

도 9a는 본 발명에 따른 제4 실시예의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 9b는 본 발명에 따른 제4 실시예의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고,

도 10a는 본 발명에 따른 제5 실시예의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 10b는 본 발명에 따른 제5 실시예의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고,

도 11a는 본 발명에 따른 제6 실시예의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 11b는 본 발명에 따른 제6 실시예의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 기판 121a, 121b, 129a, 129b : 게이트선

124a, 124b : 게이트 전극 140 ; 게이트 절연막

151, 154 : 반도체 161, 163, 165 : 저항성 접촉 부재

171a, 171b, 171c, 179a, 179b, 179c : 데이터선

173a, 173b, 173c : 소스 전극 175a, 175b, 175c : 드레인 전극

180 : 보호막 130 : 유지 전극 배선

181a, 181b, 182a, 182b, 182c, 185Ra, 185Ga, 185B, 185Rb, 185Gb, 185W : 접촉 구멍

190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W : 화소 전극

81a, 81b, 82a, 82b, 82c : 접촉 보조 부재

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 RGBW 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴 으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하는 표시 장치이다.

액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 것이다. 이중에서도 한 표시판에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고 다른 표시판에는 하나의 공통 전극이 표시판 전면을 덮고 있는 구조의 액정 표시 장치가 주류이다.

이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 적색, 녹색, 청색의 색필터가 형성되어 있는 다수의 화소를 가지며, 배선을 통하여 인가되는 신호에 의하여 각 화소들이 구동되어 표시 동작이 이루어진다. 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.

이때, 각각의 화소에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색필터들을 다양하게 배열하여 다양한 컬러를 표시할 수 있으며, 배열 방법으로는 동일한 색의 색필터가 화소열을 따라 배열되며 화소행마다 다른 색의 색필터가 배열되는 스트라이프(stripe)형, 화소 열 방향 및 행 방향으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색필터를 순차적으로 배열하는 모자이크(mosaic)형, 화소 열 방향으로 화소들이 엇갈리도록 지그재그 형태로 배치하고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색필터를 순차적으로 배열하는 델타(delta)형 등이 있다.

또한, 화상을 표시할 때 보다 유리한 고해상도의 표현 능력을 가지는 동시에 설계 비용을 최소화할 수 있는 "The PenTile Matrix™ color pixel arrangement"라는 화소 배열 구조가 제안되었다. 이러한 펜타일 매트릭스(PenTile Matrix)의 화소 배열 구조에서는 마름모형의 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 펜타일 매트릭스 화소 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.

그러나, 이러한 펜타일 매트릭스 화소 구조는 데이터선과 게이트선의 배치가 어렵고, 데이터선과 게이트선이 화소 전극과 중첩되는 부분이 많은 경우에는 개구율 저하가 발생한다는 문제점이 있다. 그리고, 적색 화소 및 녹색 화소에 대응하는 화소 전극과 청색 화소에 대응하는 화소 전극의 면적이 동일하지 않으므로 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소간에 화소 파라미터(Pixel Parameter), 예컨대, 유지 용량(Cst), 액정 용량(Clc) 등이 서로 달라서 플리커(Fliker)등의 화질불량의 우려가 있다.

한편, 이러한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3색으로 구성된 액정 표시 장치와는 달리 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)에 흰색(W)을 추가하여 휘도를 개선하는 RGBW 방식도 널리 알려진 기술이다. 이러한 RGBW 배열 방식에는 스트라이프형 배열 방식과 바둑판형 배열 방식이 있다. 스트라이프형 배열 방식의 경우 R, G, B 및 W의 4개의 화소로 이루어지는 하나의 도트는 데이터선의 수가 25% 증가하게 되며, 바둑판형 배열 방식의 경우에는 데이터선의 수는 30% 감소하지만 게이트선의 수가 2배로 증가하는 단점이 있다. RGBW 배열 방식의 이러한 문제를 보완하기 위해 펜타일 매트릭스 화소 구조에서 특정 화소(예를 들어 청색 화소)의 면적을 나누어주어 흰색 화소의 면적으로 활용하기도 한다.

그러나, 이러한 RGBW 배열 방식의 경우 적색, 녹색, 청색 및 흰색의 비율을 1:1:1:1의 비율로 할 수도 있지만, 이 경우에는 흰색이 너무 강조되어 채도가 떨어지는 문제가 발생한다.

본 발명의 기술적 과제는 화질이 향상된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선; 상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선; 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며, 적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 상기 도트 내의 각 화소의 액정 용량과 유지 용량의 합인 전체 용량이 서로 동일한 것이 바람직하다.

또한, 상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 하나의 화소 전극의 면적이 나머지 화소 전극의 면적과 다른 것이 바람직하다.

또한, 상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 두 개의 화소 전극의 면적이 나머지 다른 두 개의 화소 전극의 면적과 다른 것이 바람직하다.

또한, 상기 도트 내의 적색 화소 전극과 녹색 화소 전극의 면적이 서로 동일하고, 상기 도트 내의 청색 화소 전극과 흰색 화소 전극의 면적이 서로 동일하며, 상기 도트 내의 적색 화소 전극과 녹색 화소 전극의 면적의 합과 상기 도트 내의 청색 화소 전극과 흰색 화소 전극의 면적의 합이 서로 다른 것이 바람직하다.

또한, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 액정 용량과 상기 도트 내의 청색 화소 및 흰색 화소의 액정 용량의 비가 a : b, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 유지 용량과 상기 도트 내의 청색 화소 및 흰색 화소의 유지 용량의 비가 c : d 일 경우, a + c = b + d 이고, 1/2 < c/d < 1인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선; 상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선; 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며, 적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 액정 용량은 청색 화소 및 흰색 화소의 액정 용량보다 크고, 적색 화소 및 녹색 화소의 기생 용량은 청색 화소 및 흰색 화소의 기생 용량보다 크며, 적색 화소 및 녹색 화소의 킥백 전압과 청색 화소 및 흰색 화소의 킥백 전압은 서로 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선; 상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선; 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며, 적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 액정 용량의 비, 유지 용량의 비 및 기생 용량의 비가 모두 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선; 상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선; 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되 어 있으며, 적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 각 화소의 채널의 폭과 길이의 비율을 W/L 이라 할 때, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 전체 용량의 비, 기생 용량의 비 및 W/L의 비가 모두 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선; 상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선; 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며, 적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 각 화소의 채널의 폭과 길이의 비율을 W/L 이라 할 때, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 전체 용량의 비, 액정 용량의 비, 유지 용량의 비, 기생 용량의 비 및 W/L의 비가 모두 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선; 상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선; 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고, 적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 2개의 적색 화소 전극, 2개의 녹색 화소 전극, 1개의 청색 화소 전극 및 1개의 흰색 화소 전극으로 하나의 도트가 이루어지며, 상기 하나의 도트에서 행 방향으로 상기 적색 화소 전극 및 상기 녹색 화소 전극이 교대로 배열되어 있고, 열 방향으로 상기 적색 화소 전극 및 상기 녹색 화소 전극이 교대로 배열되어 있으며, 상기 청색 화소 전극 및 상기 흰색 화소 전극은 두 화소행에 걸쳐서 하나의 마름모 모양을 형성하고 있으며, 서로 이웃하는 두 행에서 마름모 모양을 중심으로 대각선 방향으로 상기 적색 화소 전극 및 상기 녹색 화소 전극이 서로 마주하도록 배치되어 있고, 상기 청색 화소 전극 및 상기 흰색 화소 전극은 상기 데이터선을 기준으로 분리되어 있으며, 상기 청색 화소 전극 및 상기 흰색 화소 전극의 각각에 상기 스위칭 소자가 연결되어 있으며, 각 화소의 채널의 폭과 길이의 비율을 W/L 이라 할 때, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 전체 용량의 비, 액정 용량의 비, 유지 용량의 비, 기생 용량의 비 및 W/L의 비가 모두 동일한 것이 바람직하다.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나 타내었다. 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 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3b를 참고로 하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판을 각각 IIa-IIa'선과 IIb-IIb'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 열 방향으로는 적색 화소(R), 청색 화소(B), 녹색 화소(G), 적색 화소(R), 청색 화소(B) 및 녹색 화소(G)가 순차적으로 배열되어 있고, 인접한 다른 하나의 열 방향으로는 녹색 화소(G), 흰색 화소(W), 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 흰색 화소(W), 적색 화소(R)가 순차적으로 배열되어 있다. 그리고 하나의 행 방향으로는 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)가 교대로 배치되어 있고, 다른 하나의 행 방향으로는 삼각형 모양의 청색 화소(B) 및 흰색 화소(W)로 이루어진 마름모 모양이 교대로 배치되어 있다.

하나의 열 방향으로 배열되어 있는 적색 화소(R), 청색 화소(B) 및 녹색 화소(G)와, 인접하여 다른 하나의 열 방향으로 배열되어 있는 녹색 화소(G), 흰색 화소(W) 및 적색 화소(R)가 하나의 도트를 이룬다. 즉, 하나의 도트 내에는 적색 화소(R)가 두 개, 녹색 화소(G)가 두 개, 청색 화소(B)가 한 개, 흰색 화소(W)가 한 개가 형성되어 있다.

여기서, 삼각형 모양의 청색 화소(B) 및 흰색 화소(W)는 서로 밑변이 마주보고 있으며 두 화소열에 걸쳐서 함께 하나의 마름모 모양을 이루고 있고, 이러한 마름모 모양은 하나의 도트의 중심에 위치하고 있다.

그리고, 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)는 서로 이웃하는 두 행에서 마름모 모양을 중심으로 대각선 방향으로 서로 마주하도록 배치되어 있다.

즉, 삼각형 모양의 청색 화소(B)는 밑변(50)의 좌우에 위치하는 밑변 꼭지점(51, 52)이 데이터선과 평행한 수평선상에 위치하고, 밑변(50)을 마주보는 수직 꼭지점(53)이 게이트선과 평행한 수직선상에 위치하고 있다. 그리고, 이러한 삼각형 청색 화소(B)와 흰색 화소(W)는 서로의 밑변(50)이 마주보며 전체적으로 마름모 모양을 형성하고 있다.

이러한 화소 배치를 가지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판의 구조에 대하여 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소의 각각에 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb), 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb), 청색 화소 전극(190B) 및 흰 색 화소 전극(190W)이 대응하며, 이러한 2개의 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb), 2개의 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb), 1개의 청색 화소 전극(190B) 및 1개의 흰색 화소 전극(190W)으로 하나의 도트가 이루어진다.

이 때, 도 5에서 보는 바와 같이, 사각형 모양의 하나의 도트 내에는 가로 방향으로 2개의 게이트선이 형성되어 있다. 즉, 제1 적색 화소 전극(190Ra), 제1 녹색 화소 전극(190Ga) 및 청색 화소 전극(190B)에 게이트 신호를 전달하는 제1 게이트선(121a)과, 제2 적색 화소 전극(190Rb), 제2 녹색 화소 전극(190Gb) 및 흰색 화소 전극(190W)에 게이트 신호를 전달하는 제2 게이트선(121b)이 하나의 도트 내에 형성되어 있다.

사각형 모양의 하나의 도트 내에는 세로 방향으로 3개의 데이터선이 형성되어 있다. 즉, 제1 적색 화소 전극(190Ra) 및 제2 녹색 화소 전극(190Gb)에 데이터 신호를 전달하는 제1 데이터선(171a), 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)에 데이터 신호를 전달하는 제2 데이터선(171b), 제2 적색 화소 전극(190Rb) 및 제1 녹색 화소 전극(190Ga)에 데이터 신호를 전달하는 제3 데이터선(171c)이 게이트선(121a, 121b)과 절연되어 교차하면서 하나의 도트 내에 형성되어 있다.

여기서, 게이트선(121a, 121b)과 데이터선(171a, 171b, 171c)이 교차하는 부분에는 게이트선(121a, 121b)과 연결되어 있는 게이트 전극(124a, 124b), 데이터선(171a, 171b, 171c)과 연결되어 있는 소스 전극(173a, 173b, 173c), 게이트 전극(124a, 124b)에 대하여 소스 전극(173a, 173b, 173c)과 맞은 편에 형성되어 있는 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 및 반도체층(154)을 포함하는 6개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)이 6개의 박막 트랜지스터를 통하여 게이트선(121a, 121b) 및 데이터선(171a, 171b, 171c)과 전기적으로 연결되어 있다.

이와 같이, 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)에 연결된 데이터선(171b)을 직선화하여, 즉, 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)을 데이터선을 기준으로 분리함으로써 데이터선(171b)의 저항 증가를 방지할 수 있다.

이와 함께 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)에 연결된 데이터선(171b)을 직선화시키면서 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)에 박막 트랜지스터를 각각 형성함으로써 독립적인 구동이 가능하도록 한다.

한편, 게이트선(121a, 121b)의 끝부분(129a, 129b)은 외부로부터 주사 신호를 전달받아 게이트선(121a, 121b)으로 전달하기 위해 폭이 확장되어 있고, 데이터선(171a, 171b, 171c)의 끝부분(179a, 179b, 179c)은 외부로부터 영상 신호를 전달받아 데이터선(171a, 171b, 171c)으로 전달하기 위해 폭이 확장되어 있다.

또한, 게이트선(121a, 121b)과 동일한 층으로 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)과 중첩되어 유지 용량을 형성하는 유지 전극 배선(130)이 형성되어 있다. 유지 전극 배선(130)은 서로 이웃하는 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)의 일부와 모두 중첩되도록 화소 전극이 분리되어 있는 영역, 즉, 화소 전극간의 경계선에 형성되어 있다.

이 경우, 유지 전극 배선(130)의 일부는 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb), 녹 색 화소 전극(190Ga, 190Gb), 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)과 함께 공유 될 수 있도록 게이트선(121a, 121b)과 평행하게, 그리고, 게이트선(121a, 121b) 사이의 중심부에 형성되어 있다. 따라서, 삼각형 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)의 수직 꼭지점에 해당되는 부분(53)과 유지 전극 배선(130)은 중첩하여 유지 충전기를 형성한다.

더욱 상세하게 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 살펴보면, 투명한 절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(121a, 121b)과 유지 전극배선(130)이 형성되어 있다. 게이트선 (gate line)(121a, 121b)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 각 게이트선(121a, 121b)의 일부는 위 또는 아래로 돌출하여 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124a, 124b)을 이루고, 게이트선의 끝부분(129a, 129b)은 폭이 확장되어 있다.

게이트선(121a, 121b)은 본 발명의 한 실시예와 같이 단일층으로 형성될 수도 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성될 수도 있다. 즉, 게이트선(121a, 121b)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막과 그 위의 상부막을 포함할 수 있다. 상부막은 게이트 신호의 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속으로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, 하부막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴- 텅스텐(MoW) 합금], 크롬(Cr) 등으로 이루어 질 수 있다. 하부막과 상부막의 조합의 바람직한 예로는 Cr/Al, Cr/Al-Nd 합금 등과 같이 서로 다른 식각 조건으로 식각되는 두 층을 들 수 있다.

유지 전극 배선(130)은 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)의 일부와 각각 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키기 위한 유지 용량을 가지는 유지 축전기를 이룬다.

게이트선(121a, 121b) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(extension)(154)가 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 나와 있다.

반도체(151, 154)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 위치하고 있다.

반도체(151, 154)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.

게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극 배선(130)을 덮는 게이트 절연막(140) 및 저항성 접촉 부재(161, 163, 165) 위에는 저저항의 도전 물질로 이루어진 데이터선(171)이 형성되어 있다.

데이터선(171a, 171b, 171c)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a, 121b)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171a, 171b, 171c)에서 드레인 전극(175a, 175b, 175c)의 양쪽으로 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173a, 173b, 173c)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극 (173a, 173b, 173c)과 드레인 전극(175a, 175b, 175c)은 서로 분리되어 있다. 게이트 전극(124a, 124b, 124c), 소스 전극(173a, 173b, 173c) 및 드레인 전극(175a, 175b, 175c)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173a, 173b, 173c)과 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 사이의 돌출부(154)에 형성되어 있다. 또한, 데이터선의 한쪽 끝부분(179a, 179b, 179c)은 외부로부터의 화상 신호를 인가 받을 수 있도록 폭이 확장되어 있다.

여기서, 데이터선(171a, 171b, 171c)도 게이트선(121a, 121b)과 마찬가지로 단일층으로 형성될 수도 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성될 수도 있다. 즉, 데이터선(171a, 171b, 171c) 및 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 또한 하부막과 그 위에 위치한 상부막으로 이루어질 수 있다. 게이트선(121a, 121b)의 경우와 마찬가지로, 하부막과 상부막의 조합의 바람직한 예로는 Cr/Al, Cr/Al-Nd 합금 등과 같이 서로 다른 식각 조건으로 식각되는 두 층을 들 수 있다.

데이터선(171a, 171b, 171c) 및 드레인 전극(175a, 175b, 175c)의 하부막 및 상부막도 게이트선(121a, 121b)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.

저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171a, 171b, 171c) 및 드레인 전극(175a, 175b, 175c)의 사이에만 존재하고 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 반도체(151)는 박막 트랜지스터가 위치하는 돌출부(154)를 제외하면 그 상부의 저항성 접촉 부재(161, 165)와 실질적으로 동일한 평면 형태를 가지고 있다.

데이터선(171a, 171b, 171c) 및 드레인 전극(175a, 175b, 175c)의 상부에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화규소 따위로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171a, 171b, 171c)의 끝 부분(179a, 179b, 179c) 및 드레인 전극(175a, 175b, 175c)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182a, 182b, 182c, 185Ra, 185Ga, 185B, 185Rb, 185Gb, 185W)이 구비되어 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 구비되어 있다.

접촉 구멍(181a, 181b, 182a, 182b)은 게이트선(121a, 121b) 및 데이터선(171a, 171b, 171c)의 끝 부분(129a, 129b, 179a, 179b, 179c)을 드러낸 다. 그리고, 접촉 구멍(185Ra, 185Ga, 185B, 185Rb, 185Gb, 185W)은 드레인 전극(175a, 175b, 175c)의 일부를 드러낸다. 여기서, 접촉 구멍(185Ra, 185B, 185Ga)은 제1 적색 화소 전극(190Ra), 청색 화소 전극(190B) 및 제1 녹색 화소 전극(190Ga)에 각각 연결되어 있는 드레인 전극(175a, 175b, 175c)의 일부를 드러내며, 접촉 구멍(185Gb, 185W, 185Rb)은 제2 녹색 화소 전극(190Gb), 흰색 화소 전극(190W) 및 제2 적색 화소 전극(190Rb)에 각각 연결되어 있는 드레인 전극(175a, 175b, 175c)의 일부를 드러낸다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81a, 81b, 82a, 82b)가 형성되어 있으며, 이들은 IZO, ITO 따위의 투명한 도전 물질로 이루어진다. 이러한 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)은 각각의 화소(R, B, G, W)에 화소 모양을 따라 형성되어 있다.

화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)은 접촉 구멍(185Ra, 185Ga, 185B, 185Rb, 185Gb, 185W)을 통하여 드레인 전극(175a, 175b, 175c)과 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175a, 175b, 175c)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)은 공통 전압을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정 분자들을 재배열시킨다.

또한, 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)과 공통 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기를 두며 이를 유지 축전기(storage capacitor)라 한다. 유지 축전기는 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)과 이에 인접한 다른 게이트선(121a, 121b)[이를 전단 게이트선(previous gate line)이라 함]이나 별도로 형성된 유지 전극 배선 등의 중첩 등으로 만들어진다. 유지 전극 배선(130)은 게이트선(121a, 121b)과 동일한 층으로 만들어지며 게이트선(121a, 121b)과 분리되어 공통 전압 등의 전압을 인가 받는다. 유지 축전기의 정전 용량, 즉 유지 용량을 늘이기 위해서 중첩 부분의 면적을 크게 하거나 화소 전극(190Ra, 190Rb, 190Ga, 190Gb, 190B, 190W)과 연결되고 전단 게이트선 또는 유지 전극 배선과 중첩되는 도전체를 보호막(180) 아래에 두어 둘 사이의 거리를 가깝게 할 수 있다.

청색 화소 전극(190B)과 연결되는 드레인 전극(175b)의 일부는 제1 적색 화소 전극(190Ra)과 청색 화소 전극(190B)의 경계선을 따라 길게 연장되어 있으며 제1 적색 화소 전극(190Ra)과 청색 화소 전극(190B)이 분리되는 영역의 하부에 형성되어 있다. 이렇게 연장되어 있는 드레인 전극(175b)의 일부는 접촉 구멍(185B)을 통해 청색 화소 전극(190B)과 연결되며, 이 접촉 구멍(185B)은 유지 전극 배선(130) 상에 위치함으로써 접촉 구멍(185B)에 의한 개구율의 감소를 최소화하였다.

또한, 청색 화소 전극(190B)과 연결되는 드레인 전극(175b)의 일부는 그 아 래에 형성되어 있는 유지 전극 배선(130)과 중첩하고 있다. 따라서, 유지 전극 배선(130)과 청색 화소 전극(190B)의 중첩에 의한 유지 용량 Cstb는 유지 전극 배선(130)과 청색 화소 전극(190B) 사이에 개재되어 있는 드레인 전극(175b)이 유지 전극 배선(130)과 더 가까우므로 유지 전극 배선(130)과 드레인 전극(175b)의 중첩에 의한 유지 용량으로 대체할 수 있다. 그리고, 이와 같이 유지 전극 배선(130)과 드레인 전극(175b)을 중첩시킴으로써 개구율이 증대된다.

동일하게, 흰색 화소 전극(190W)과 연결되는 드레인 전극(175b)의 일부는 제2 적색 화소 전극(190Rb)과 흰색 화소 전극(190W)의 경계선을 따라 길게 연장되어 있으며 제2 적색 화소 전극(190Rb)과 흰색 화소 전극(190W)이 분리되는 영역의 하부에 형성되어 있다. 이렇게 연장되어 있는 드레인 전극(175b)의 일부는 접촉 구멍(185W)을 통해 흰색 화소 전극(190W)과 연결되며, 이 접촉 구멍(185Bb)은 유지 전극 배선(130) 상에 위치함으로써 접촉 구멍(185W)에 의한 개구율의 감소를 최소화하였다.

또한, 흰색 화소 전극(190W)과 연결되는 드레인 전극(175b)의 일부는 그 아래에 형성되어 있는 유지 전극 배선(130)과 중첩하고 있다. 따라서, 유지 전극 배선(130)과 흰색 화소 전극(190W)의 중첩에 의한 유지 용량 Cstw는 유지 전극 배선(130)과 흰색 화소 전극(190W) 사이에 개재되어 있는 드레인 전극(175b)이 유지 전극 배선(130)과 더 가까우므로 유지 전극 배선(130)과 드레인 전극(175b)의 중첩에 의한 유지 용량으로 대체할 수 있다. 그리고, 이와 같이 유지 전극 배선(130)과 드레인 전극(175b)을 중첩시킴으로써 개구율이 증대된다.

그리고, 청색 화소 전극(190B)과 제2 녹색 화소 전극(190Gb)이 분리되어 있는 영역의 하부에는 유지 전극 배선(130)이 형성되어 있으며, 흰색 화소 전극(190W)과 제1 녹색 화소 전극(190Ga)이 분리되어 있는 영역의 하부에도 유지 전극 배선(130)이 형성되어 있어서 유지 축전기를 구성한다.

제1 적색 화소 전극(190Ra)과 청색 화소 전극(190B)이 분리되는 영역의 하부, 제2 적색 화소 전극(190Rb)과 흰색 화소 전극(190W)이 분리되는 영역의 하부, 청색 화소 전극(190B)과 제2 녹색 화소 전극(190Gb)이 분리되어 있는 영역의 하부 및 흰색 화소 전극(190W)과 제1 녹색 화소 전극(190Ga)이 분리되어 있는 영역의 하부에 형성되어 있는 유지 전극 배선(130)은 백라이트(Back Light)의 투과를 방지하기 위한 블랙 매트릭스(Black matrix, BM)의 역할을 한다. 따라서, 공통 전압을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)과 박막 트랜지스터 표시판의 결합시 결합 위치 조정의 불량에 의한 개구율의 감소를 방지한다.

그리고, 이러한 화소 배치를 가지는 액정 표시 장치에서는 해상도 개선을 위하여 렌더링 구동을 하는 것이 바람직하다. 특정 형상으로 이루어진 화상을 표시하기 위하여 특정 화소가 구동되는 경우, 특정 화소만을 구동시키지 않고 구동하고자 하는 특정 화소 주변의 주변 화소를 구동시켜 특정 화소가 구동되는 효과를 나타내고, 해당하는 특정 화상이 자연스럽게 표시되도록 하는 것이 렌더링 구동이다.

적색 화소 전극(190Ra, 190Rb)과 공통 전극 사이에서 형성되는 액정 용량을 Clcr, 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb)과 유지 전극 배선(130)사이에 형성되는 유지 용량을 Cstr, 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb)과 공통 전극 사이에서 형성되는 액정 용량을 Clcg, 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb)과 유지 전극 배선(130)사이에 형성되는 유지 용량을 Cstg, 청색 화소 전극(190B)과 공통 전극 사이에서 형성되는 액정 용량을 Clcb, 청색 화소 전극(190B)과 유지 전극 배선(130)사이에 형성되는 유지 용량을 Cstb, 흰색 화소 전극(190W)과 공통 전극 사이에서 형성되는 액정 용량을 Clcw 및 흰색 화소 전극(190W)과 유지 전극 배선사이에 형성되는 유지 용량을 Cstw라 정의한다.

이 때, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 배치는 P2형 RGBW 화소 구조로써, 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb)과 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb)의 면적이 서로 동일하고, 청색 화소 전극(190B)과 흰색 화소 전극(190W)의 면적이 서로 동일하며, 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb) 및 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb)의 면적의 합과 청색 화소 전극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)의 면적의 합의 비율이 2:1인 경우를 실시예로서 설명하고 있다. 따라서, Clcr 및 Clcg의 합과 Clcb 및 Clcw의 합의 비는 2:1이다. 화소의 전체 용량은 액정 용량과 유지 용량의 합이므로 화소간의 액정 용량이 서로 다르면 화소의 전체 용량이 달라진다. 따라서, 이 경우 화소간의 킥백 전압(Kick Back voltage)의 편차로 인해 플리커(Flicker)와 같은 화질 불량을 발생시킨다.

즉, 킥백 전압을 Vkb, 화소 전극과 공통 전극 사이에서 형성되는 액정 용량을 Clc, 유지 전극 배선과 화소 전극사이에서 형성되는 유지 용량을 Cst, 게이트 전극과 드레인 전극사이에서 형성되는 기생용량을 Cgd, 게이트선에 인가되는 전압을 Vg라 할 때, 킥백 전압은 수학식 1과 같이 표현된다.

Vkb = {Cgd/(Cgd+Clc+Cst)}△Vg

수학식 1에 도시된 바와 같이, Clc가 서로 다른 화소의 경우 Vkb이 달라지므로 각 화소간에 킥백 전압(Vkb)의 편차가 발생하게 된다.

따라서, 이를 방지하기 위해 본 발명의 제1 실시예에서는 화소의 전체 용량이 동일해지도록 유지 용량을 조정한다. 즉, Clcr 과 Cstr의 합, Clcg과 Cstg의 합, Clcb와 Cstb의 합 및 Clcw와 상기 Cstw의 합이 서로 동일하도록 유지 용량을 설정한다. 이를 위해서는 유지 전극 배선(130)과 화소 전극이 중첩되는 면적을 조정한다.

즉, 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb)(또는 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb))의 면적이 1개의 청색 화소 전극(190B)(또는 1개의 흰색 화소 전극(190W))의 면적보다 커서 Clcr(또는 Clcg)가 Clcb(또는 Clcw)보다 큰 경우에는, 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb)(또는 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb))과 유지 전극 배선(130)이 중첩되는 면적이 1개의 청색 화소 전극(190B)(또는 1개의 흰색 화소 전극(190W))과 유지 전극 배선(130)이 중첩되는 면적보다 작게 하기 위해 Cstr(또는 Cstg)가 Cstb(또는 Clcw)보다 작도록 유지 전극 배선(130)을 형성한다.

이를 상세히 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에서는 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb)과 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb)의 면적이 서로 동일하고, 청색 화소 전극(190B)과 흰색 화소 전극(190W)의 면적이 서로 동일하며, 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb) 및 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb)의 면적의 합과 청색 화소 전 극(190B) 및 흰색 화소 전극(190W)의 면적의 합의 비율이 2:1이고, Clcr 및 Clcg의 합과 Clcb 및 Clcw의 합의 비가 2:1인 경우, 즉, Clcr(또는 Clcg)과 Clcb(또는 Clcw)의 비가 2:1인 경우를 실시예로서 설명하고 있다.

따라서, 2Clcr(또는 2Clcg)+ Cstr(또는 Cstg) = Clcb(또는 Clcw)+ 2Cstb(또는 2Cstw)가 되도록 Cstb(또는 Cstw)를 2배 증가시켜 Cstb(또는 Cstw)가 2Clcr(또는 2Clcg)보다 두 배 작은 만큼 보상해 준다.

여기에서 액정 용량(Clcr, Clcg, Clcb, Clcw)은 액정에 인가되는 화소 전압에 따라 변하므로 저계조의 전압을 인가하거나 고계조의 전압을 인가하는 경우, 즉, 계조 전압의 변동 시에 전체 용량의 차이가 발생할 수 있다.

즉, 계조 변화 시 △Clcr(또는 △Clcg)가 △Clcb(또는 △Clow)보다 크게 되어 적색 화소 전극(190Ra, 190Rb)(또는 녹색 화소 전극(190Ga, 190Gb))의 전체 용량(2Clcr(또는 2Clcg)+ Cstr(또는 Cstg))과 청색 화소 전극(190B)(또는 1개의 흰색 화소 전극(190W))의 전체 용량(Clcb(또는 Clcw)+ 2Cstb(또는 2Cstw))사이에는 차이가 발생하므로 각 화소간에 Vkb의 편차가 발생할 우려가 있다. 따라서 계조 변화에도 변하지 않는 유지 용량(Cstr, Cstg, Cstb, Cstw)을 보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에서는 2Clcr(또는 2Clcg)+ 2Cstr(또는 2Cstg) = Clcb(또는 Clcw)+ 3Cstb(또는 3Cstw)가 되도록 유지 전극 배선과 화소 전극이 중첩되는 면적을 증가시켜 액정 표시 장치를 제조한다.

즉, 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 액정 용량과 도트 내의 청색 화소 및 흰색 화소의 액정 용량의 비가 a : b, 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 유지 용량과 도트 내의 청색 화소 및 흰색 화소의 유지 용량의 비가 c : d 일 경우, a + c = b + d 이고, 1/2 < c/d <1 되도록 제1 실시예보다 유지 용량을 증가시키는 것이 바람직하다.

이를 보다 구체적으로 설명하기 위해 실제적인 수치를 도입하여 설계한 액정 표시 장치를 도 4a 내지 도 5b를 참조하여 설명한다.

도 4a는 종래의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 4b는 종래의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, Clcr(또는 Clcg)은 2±10%, Cstr(또는 Cstg)은 1, Cgdr(또는 Cgdg)는 0.1 및 화소 전극(190RG)과 중첩하는 유지 전극 배선(130RG)의 폭은 10㎛이다. 여기서, Clcr(또는 Clcg), Cstr(또는 Cstg), Cgdr(또는 Cgdg)의 값은 비율을 나타내기 위한 값이므로 단위는 생략한다.

또한, 도 4b에 도시한 바와 같이, Clcb(또는 Clcw)은 1±10%, Cstb(또는 Cstw)은 1, Cgdb(또는 Cgdw)는 0.1 및 화소 전극(190BW)과 중첩하는 유지 전극 배선(130BW)의 폭은 10㎛이다. 여기서, Clcb(또는 Clcw), Cstb(또는 Cstw), Cgdb(또는 Cgdw)의 값은 비율을 나타내기 위한 값이므로 단위는 생략한다.

그리고, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비는 2:1이고, 따라서, Clcr(또는 Clcg)과 Clcb(또는 Clcw)의 비는 2:1이 된다.

이 경우 중간 계조의 화소 전압 즉, 20V를 인가한 경우 적색 화소 또는 녹색 화소의 킥백 전압은 수학식 1을 참조하면 아래와 같이 표시된다.

Vkbr(또는 Vkbg) = (0.1*20)/(0.1+1+2)

= 0.645

그리고, 중간 계조의 화소 전압 즉, 20V를 인가한 경우 청색 화소 또는 흰색 화소의 킥백 전압은 수학식 1을 참조하면 아래와 같이 표시된다.

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+1+1)

= 0.952

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차인 △Vkb는 0.307이 되어 플리커(Flicker)와 같은 화질 불량을 발생시킨다.

또한, 계조 변화로 액정 용량(Clcr, Clcg, Clcb, Clcw)이 10% 증가할 경우에는 적색 화소 또는 녹색 화소의 킥백 전압은 수학식 1을 참조하면 아래와 같이 표시된다.

Vkb(또는 Vkbg) = (0.1*20)/(0.1+1+2.2)

= 0.606

그리고, 청색 화소 또는 흰색 화소의 킥백 전압은 수학식 1을 참조하면 아래와 같이 표시된다.

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+1+1.1)

= 0.909

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb 의 편차인 △Vkb는 0.303이 되어 플리커(Flicker)와 같은 화질 불량을 발생시킨다.

적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 킥백 전압의 차이에 의해 플리커(Flicker)와 같은 화질 불량을 발생시키는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 액정 표시 장치와는 달리 도 5a 및 도 5b에는 청색 화소(또는 흰색 화소)의 유지 용량을 증가시켜 전체 용량을 동일하게 설계한 액정 표시 장치를 도시하였다.

도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이다.

도 5a에 도시한 바와 같이, Clcr(또는 Clcg)은 2±10%, Cstr(또는 Cstg)은 1, Cgdr(또는 Cgdg)는 0.1 및 화소 전극(190RG)과 중첩하는 유지 전극 배선(130RG)의 폭은 10㎛이다.

또한, 도 5b에 도시한 바와 같이, Clcb(또는 Clcw)은 1±10%, Cstb(또는 Cstw)은 2, Cgdb(또는 Cgdw)는 0.1 및 화소 전극(190BW)과 중첩하는 유지 전극 배선(130BW)의 폭은 20㎛이다.

그리고, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비는 2:1이고, 따라서, Clcr(또는 Clcg)과 Clcb(또는 Clcw)의 비는 2:1이 된다.

Vkbr(또는 Vkbg) = (0.1*20)/(0.1+1+2)

= 0.645

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+2+1)

= 0.645

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차인 △Vkb는 0이 되어 플리커(Flicker) 현상은 방지된다.

그러나, 계조 변화로 액정 용량(Clcr, Clcg, Clcb, Clcw)이 10% 증가할 경우에는 적색 화소 또는 녹색 화소의 킥백 전압은 수학식 1을 참조하면 아래와 같이 표시된다.

Vkb(또는 Vkbg) = (0.1*20)/(0.1+1+2.2)

= 0.606

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+2+1.1)

= 0.625

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차인 △Vkb는 0.019가 되어 플리커(Flicker)와 같은 화질 불량을 발생시킨다.

이와 같이, 계조 변화시 △Vkb가 발생하는 것을 방지하기 위해 유지 용량을 모두 증가시키고, 전체 용량을 동일하게 설계한 액정 표시 장치의 실시예를 도 6a 및 도 6b에 도시하였다.

도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이다.

도 6a에 도시한 바와 같이, Clcr(또는 Clcg)은 2±10%, Cstr(또는 Cstg)은 2, Cgdr(또는 Cgdg)는 0.1 및 화소 전극(190RG)과 중첩하는 유지 전극 배선(130RG)의 폭은 20㎛이다.

또한, 도 6b에 도시한 바와 같이, Clcb(또는 Clcw)은 1±10%, Cstb(또는 Cstw)은 3, Cgdb(또는 Cgdw)는 0.1 및 화소 전극(190BW)과 중첩하는 유지 전극 배선(130BW)의 폭은 30㎛이다.

그리고, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비는 2:1이고, 따라서, Clcr(또는 Clcg)과 Clcb(또는 Clcw)의 비는 2:1이 된다.

Vkbr(또는 Vkbg) = (0.1*20)/(0.1+2+2)

= 0.488

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+3+1)

= 0.488

그리고, 계조 변화로 액정 용량(Clcr, Clcg, Clcb, Clcw)이 10% 증가할 경우에는 적색 화소 또는 녹색 화소의 킥백 전압은 수학식 1을 참조하면 아래와 같이 표시된다.

Vkb(또는 Vkbg) = (0.1*20)/(0.1+2+2.2)

= 0.465

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+3+1.1)

= 0.476

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차인 △Vkb는 계조 변화에도 불구하고 0.011이 되어 플리커(Flicker) 현상은 두드러지지 않는다.

한편, 킥백 현상을 방지하기 위해서는 수학식 1에 나타난 바와 같이, 게이트 전극(124)과 드레인 전극사이에서 형성되는 기생 용량을 조정하는 것도 바람직하 며, 이를 제3 실시예 및 제4 실시예로 설명한다.

도 7a는 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치에서 트랜지스터 부분을 확대 도시한 것으로, 청색 화소(또는 흰색 화소)의 게이트 전극과 드레인 전극이 중첩되어 형성되는 기생 용량(Cgdb(또는 Cgdw))을 표시한 도면이고, 도 7b는 본 발명에 따른 제3 실시예의 액정 표시 장치에서 트랜지스터 부분을 확대 도시한 것으로, 적색 화소(또는 녹색 화소)의 게이트 전극과 드레인 전극이 중첩되어 형성되는 기생 용량(Cgdr(또는 Cgdg))을 표시한 도면이다.

종래의 액정 표시 장치에서는 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차가 발생하므로 이를 줄이기 위해 본 발명의 제3 실시예에서는 Cgdr(또는 Cgdg)를 Cgdb(또는 Cgdw)보다 크게 함으로써 적색 화소(또는 녹색 화소)의 Vkb와 청색 화소(또는 흰색 화소)의 Vkb를 일치시킨다. 이를 위해 도 7b에 도시된 바와 같이, 적색 화소(또는 녹색 화소)의 게이트 전극(124)과 드레인 전극(175)이 중첩되는 면적을 증가시켜준다.

이를 상세히 설명한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 백라이트(Back Light)에 의한 빛샘 전류(Photo Leakage Current)를 방지하기 위하여 게이트 전극(124)은 드레인 전극 방향의 채널 형성 부분 밖으로 2.5㎛ 확장되어 있다.

이러한 확장부는 청색 화소(또는 흰색 화소)에서는 2.5㎛이며, 도 7b에 도시된 바와 같이, 적색 화소(또는 녹색 화소)에서는 10㎛으로 증가되어 형성되어 있으므로, 게이트 전극(124)과 드레인 전극(175)이 중첩되는 면적이 증가되어 적색 화소(또는 녹색 화소)의 Cgdr(또는 Cgdg)는 증가되므로, 적색 화소(또는 녹색 화소) 의 Vkb와 청색 화소(또는 흰색 화소)의 Vkb를 일치시켜 킥백 현상을 방지한다.

이를 보다 구체적으로 설명하기 위해 실제적인 수치를 도입하여 설계한 액정 표시 장치를 도 8a 내지 도 8b를 참조하여 설명한다.

도 8a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 8b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이다.

도 8a에 도시한 바와 같이, Clcr(또는 Clcg)은 2±10%, Cstr(또는 Cstg)은 1, Cgdr(또는 Cgdg)는 0.15 및 화소 전극(190RG)과 중첩하는 유지 전극 배선(130RG)의 폭은 10㎛이다.

또한, 도 8b에 도시한 바와 같이, Clcb(또는 Clcw)은 1±10%, Cstb(또는 Cstw)은 1, Cgdb(또는 Cgdw)는 0.1 및 화소 전극(190BW)과 중첩하는 유지 전극 배선(130BW)의 폭은 10㎛이다.

그리고, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비는 2:1이고, 따라서, Clcr(또는 Clcg)과 Clcb(또는 Clcw)의 비는 2:1이 된다.

Vkbr(또는 Vkbg) = (0.15*20)/(0.15+1+2)

= 0.952

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+1+1)

= 0.952

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차인 △Vkb는 0이 되어 플리커(Flicker)와 같은 현상은 발생하지 않는다.

Vkb(또는 Vkbg) = (0.15*20)/(0.15+1+2.2)

= 0.896

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+1+1.1)

= 0.909

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차인 △Vkb는 0.013이 되어 계조 변화에 의해 △Vkb가 발생하여 플리커(Flicker)와 같은 화질 불량을 발생시킨다.

이와 같이, 계조 변화시 △Vkb가 발생하는 것을 방지하기 위해 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 액정 용량, 유지 용량, 기생 용량 의 비율이 동일하도록 형성한 액정 표시 장치의 실시예를 도 9a 및 도 9b에 도시하였다.

도 9a는 본 발명에 따른 제4 실시예의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 9b는 본 발명에 따른 제4 실시예의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이다.

도 9a에 도시한 바와 같이, Clcr(또는 Clcg)은 2±10%, Cstr(또는 Cstg)은 2, Cgdr(또는 Cgdg)는 0.2 및 화소 전극(190RG)과 중첩하는 유지 전극 배선(130RG)의 폭은 20㎛이다.

또한, 도 9b에 도시한 바와 같이, Clcb(또는 Clcw)은 1±10%, Cstb(또는 Cstw)은 1, Cgdb(또는 Cgdw)는 0.1 및 화소 전극(190BW)과 중첩하는 유지 전극 배선(130BW)의 폭은 10㎛이다.

그리고, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비는 2:1이다.

따라서, Clcr(또는 Clcg)과 Clcb(또는 Clcw)의 비는 2:1이 되며, Cstr(또는 Cstg)과 Cstb(또는 Cstw)의 비는 2:1이 되며, Cgdr(또는 Cgdg)과 Cgdb(또는 Cgdw)의 비도 2:1이 되어 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 액정 용량, 유지 용량, 기생 용량의 비율이 동일하도록 형성되어 있다.

Vkbr(또는 Vkbg) = (0.2*20)/(0.2+2+2)

= 0.952

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+1+1)

= 0.952

Vkb(또는 Vkbg) = (0.2*20)/(0.2+2+2.2)

= 0.909

Vkbb(또는 Vkbw) = (0.1*20)/(0.1+1+1.1)

= 0.909

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 Vkb의 편차인 △Vkb는 계조 변화에 불구하고 0이 되어 플리커(Flicker) 현상은 발생하 지 않는다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전 계조에 걸쳐서 안정적으로 플리커 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 전체 용량이 동일한 경우와 달리, 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예와 같이 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 전체 용량이 서로 다른 경우에는 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간에 충전율의 차이가 발생한다.

즉, Ion(On Current)에 의해 충전되어야 할 화소의 전체 용량이 서로 상이하므로, τ= RC에서의 τ(충전시간)의 차이를 가져와 게이트 온 타임(Gate On Time)이 짧은 중대형 패널의 액정 표시 장치에서는 충전율의 차이가 발생한다.

이를 방지하기 위한 액정 표시 장치를 제5 및 제6 실시예로서 이하에서 설명한다.

적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 전체 용량, 기생 용량 및 TFT의 W/L의 비율이 서로 동일하도록 형성한 액정 표시 장치의 제5 실시예를 실제적인 수치를 도입하여 도 10a 및 도 10b에 도시하였다.

도 10a는 본 발명에 따른 제5 실시예의 액정 표시 장치로서 적색 화소 전극 또는 녹색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이고, 도 10b는 본 발명에 따른 제5 실시예의 액정 표시 장치로서 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극을 가지는 화소를 도시한 도면이다.

적색 화소(또는 녹색 화소)의 전체 용량을 Crg, 청색 화소(또는 흰색 화소) 의 전체 용량을 Cbw, 적색 화소(또는 녹색 화소)의 TFT에 전류가 흐를 때의 저항을 Rrg, 청색 화소(또는 흰색 화소)의 TFT에 전류가 흐를 때의 저항을 Rbw라 할 때, 적색 화소(또는 녹색 화소)의 충전 시간은 τ= Rrg*Crg, 청색 화소(또는 흰색 화소)의 충전 시간을 τ= Rbw*Cbw 이며, 적색 화소(또는 녹색 화소)의 충전 시간과 청색 화소(또는 흰색 화소)의 충전 시간은 동일하여야 하므로 아래 수학식 2와 같이 표현되어야 한다.

Rrg*Crg = Rbw*Cbw

(V/Irg)Crg = (V/Ibw)Cbw

Crg/Cbw = Irg/Ibw

여기서, Irg는 적색 화소(또는 녹색 화소)의 TFT에 전압이 인가되었을 때 TFT에 흐르는 전류(Ion)이고, Ibw는 청색 화소(또는 흰색 화소)의 TFT에 전압이 인가되었을 때 TFT에 흐르는 전류(Ion)이다.

따라서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 전체 용량의 비율만큼 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 Ion(On Current)의 비율도 같아야 충전 시간이 동일해진다.

이 때, TFT에 전압이 인가되었을 때의 TFT에 흐르는 전류 Ion은 수학식 3과 같이 표현된다.

Ion = (W/L)μCox(Vgd-Vth)²

여기서, W는 소스 전극에서 드레인 전극으로 전류가 이동하는 채널의 폭이고, L은 소스 전극에서 드레인 전극으로 전류가 이동하는 채널의 길이이며, μ는 채널의 전자 이동도이고, Cox는 채널을 형성하는 반도체층과 게이트 전극 사이의 전기 용량이고, Vth는 문턱 전압을 말한다.

따라서, 수학식 3을 적용하면 수학식 2에 적용하면

Crg/Cbw = Irg/Ibw = (W/L)rg/(W/L)bw 가 된다.

여기서, (W/L)rg는 적색 화소(또는 녹색 화소)의 TFT의 채널의 폭과 길이의 비율이고, (W/L)bw는 청색 화소(또는 흰색 화소)의 TFT의 채널의 폭과 길이의 비율이다.

따라서, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)의 면적이 서로 다른 액정 표시 장치에서, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 전체 용량, 기생 용량 및 TFT의 W/L의 비율이 동일하도록 형성하는 경우에는 Vkb의 편차는 0이 되고, 충전 시간이 각 화소간에 서로 동일하므로 플리커(Flicker)와 같은 현상은 발생하지 않는다.

도 10a에 도시한 바와 같이, Clcr(또는 Clcg)은 2±10%, Cstr(또는 Cstg)은 1, Cgdr(또는 Cgdg)는 0.15 및 화소 전극(190RG)과 중첩하는 유지 전극 배선(130RG)의 폭은 10㎛, (W/L)rg는 30/4㎛이다.

또한, 도 10b에 도시한 바와 같이, Clcb(또는 Clcw)은 1±10%, Cstb(또는 Cstw)은 1, Cgdb(또는 Cgdw)는 0.1 및 화소 전극(190BW)과 중첩하는 유지 전극 배선(130BW)의 폭은 10㎛, (W/L)bw는 20/4㎛이다.

그리고, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비는 2:1이다.

따라서, Crg와 Cbw 간의 비율, Cgdr(또는 Cgdg)와 Cgdb(또는 Cgdw)간의 비율 및 (W/L)rg와 (W/L)bw 간의 비율은 3:2로 서로 동일하므로, Vkb의 편차는 0이 되고, 충전 시간이 각 화소간에 서로 동일하므로 플리커(Flicker)와 같은 현상은 발생하지 않는다. 즉, 제5 실시예는 제3 실시예에서 충전 시간이 서로 달라지는 문제점을 보완한 발명이다.

그리고, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 전체 용량, 액정 용량, 기생 용량 및 TFT의 W/L의 비율이 서로 동일하도록 형성한 액정 표시 장치의 제6 실시예를 실제적인 수치를 도입하여 도 11a 및 도 11b에 도시하였 다.

도 11a에 도시한 바와 같이, Clcr(또는 Clcg)은 2±10%, Cstr(또는 Cstg)은 2, Cgdr(또는 Cgdg)는 0.2 및 화소 전극(190RG)과 중첩하는 유지 전극 배선(130RG)의 폭은 20㎛, (W/L)rg는 40/4㎛이다.

또한, 도 11b에 도시한 바와 같이, Clcb(또는 Clcw)은 1±10%, Cstb(또는 Cstw)은 1, Cgdb(또는 Cgdw)는 0.1 및 화소 전극(190BW)과 중첩하는 유지 전극 배선(130BW)의 폭은 10㎛, (W/L)bw는 20/4㎛이다.

그리고, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)의 면적과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비는 2:1이다.

따라서, 적색 화소 전극(또는 녹색 화소 전극)(190RG)과 청색 화소 전극(또는 흰색 화소 전극)(190BW)의 면적비, Crg와 Cbw 간의 비율, Clcr(또는 Clcg)와 Clcb(또는 Clcw)간의 비율, Cstr(또는 Cstg)와 Cstb(또는 Cstw)간의 비율, Cgdr(또는 Cgdg)와 Cgdb(또는 Cgdw)간의 비율 및 (W/L)rg와 (W/L)bw 간의 비율은 2:1로 서로 동일하므로, Vkb의 편차는 0이 되고, 충전 시간도 각 화소간에 서로 동일하므로 플리커(Flicker)와 같은 현상은 발생하지 않는다. 즉, 제6 실시예는 제4 실시예에 서 충전 시간이 서로 달라지는 문제점을 보완한 발명이다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 액정 용량의 비율이 2:1인 경우, 여러 가지 방법에 따른 Vkb 편차를 감소시키는 방법을 설명하고 있으나, 적색 화소(또는 녹색 화소)와 청색 화소(또는 흰색 화소)간의 액정 용량의 비율이 2:1이 아닌 경우에도 물론 적용이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 P2형 RGBW 화소 구조를 실시예로써 설명하였으나, 청색 화소 전극의 면적을 증가시킨 펜타일 매트릭스형 화소 구조(도 12a 참조), 청색 및 흰색 화소 전극의 면적을 줄인 P1형 RGBW 화소 구조(도 12b 참조), 청색 및 흰색 화소 전극의 면적을 줄인 스트라이프형 배열 방식의 RGBW 화소 구조(도 12c 참조), 흰색 화소 전극의 면적을 줄인 P2형 RGBW 화소 구조(도 12d 참조)의 경우에도 청색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극의 면적이 적색 화소 전극 또는 흰색 화소 전극의 면적과 상이하므로 본 발명이 적용 가능하다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 각 화소 전극의 면적이 다른 경우에 각 화 소간의 전체 용량, 액정 용량, 유지 용량, 기생 용량 및 TFT의 W/L의 비율이 동일하도록 형성함으로써 플리커 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

절연 기판;

상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선;

상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선;

상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고

상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며,

적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며,

상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 하나 이상의 화소 전극의 면적이 나머지 화소 전극의 면적과 다르고,

상기 도트 내의 각 화소의 액정 용량과 유지 용량의 합인 전체 용량이 서로 동일한 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 하나의 화소 전극의 면적이 나머지 화소 전극의 면적과 다른 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 두 개의 화소 전극의 면적이 나머지 다른 두 개의 화소 전극의 면적과 다른 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 도트 내의 적색 화소 전극과 녹색 화소 전극의 면적이 서로 동일하고, 상기 도트 내의 청색 화소 전극과 흰색 화소 전극의 면적이 서로 동일하며, 상기 도트 내의 적색 화소 전극과 녹색 화소 전극의 면적의 합과 상기 도트 내의 청색 화소 전극과 흰색 화소 전극의 면적의 합이 서로 다른 액정 표시 장치.
제4항에서,

상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 액정 용량과 상기 도트 내의 청색 화소 및 흰색 화소의 액정 용량의 비가 a : b, 상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 유지 용량과 상기 도트 내의 청색 화소 및 흰색 화소의 유지 용량의 비가 c : d 일 경우, a + c = b + d 이고, 1/2 < c/d <1인 액정 표시 장치.
절연 기판;

상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선;

상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선;

상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고

상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며,

적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며,

상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소의 액정 용량은 청색 화소 및 흰색 화소의 액정 용량보다 크고, 적색 화소 및 녹색 화소의 기생 용량은 청색 화소 및 흰색 화소의 기생 용량보다 크며, 적색 화소 및 녹색 화소의 킥백 전압과 청색 화소 및 흰색 화소의 킥백 전압은 서로 동일한 액정 표시 장치.
절연 기판;

상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선;

상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선;

상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고

상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며,

적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며,

상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 하나 이상의 화소 전극의 면적이 나머지 화소 전극의 면적과 다르고,

상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 액정 용량의 비, 유지 용량의 비 및 기생 용량의 비가 모두 동일한 액정 표시 장치.
절연 기판;

상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선;

상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선;

상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고

상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며,

적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며,

상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 하나 이상의 화소 전극의 면적이 나머지 화소 전극의 면적과 다르고,

각 화소의 채널의 폭과 길이의 비율을 W/L 이라 할 때,

상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 전체 용량의 비, 기생 용량의 비 및 W/L의 비가 모두 동일한 액정 표시 장치.
절연 기판;

상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선;

상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선;

상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고

상기 화소 전극에 대응되는 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소로 이루어지는 도트가 연속적으로 배열되어 있으며,

적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며,

상기 도트 내의 각 화소 전극 중 어느 하나 이상의 화소 전극의 면적이 나머지 화소 전극의 면적과 다르고,

각 화소의 채널의 폭과 길이의 비율을 W/L 이라 할 때,

상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 전체 용량의 비, 액정 용량의 비, 유지 용량의 비, 기생 용량의 비 및 W/L의 비가 모두 동일한 액정 표시 장치.
절연 기판;

상기 절연 기판 위에 행 방향으로 형성되어 있는 복수개의 게이트선;

상기 절연 기판 위에 열 방향으로 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 복수개의 데이터선;

상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극을 포함하고

적색 화소 전극, 녹색 화소 전극, 청색 화소 전극 및 흰색 화소 전극은 각각 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 흰색 화소에 대응하며, 2개의 적색 화소 전 극, 2개의 녹색 화소 전극, 1개의 청색 화소 전극 및 1개의 흰색 화소 전극으로 하나의 도트가 이루어지며, 상기 하나의 도트에서 행 방향으로 상기 적색 화소 전극 및 상기 녹색 화소 전극이 교대로 배열되어 있고, 열 방향으로 상기 적색 화소 전극 및 상기 녹색 화소 전극이 교대로 배열되어 있으며, 상기 청색 화소 전극 및 상기 흰색 화소 전극은 두 화소행에 걸쳐서 하나의 마름모 모양을 형성하고 있으며, 서로 이웃하는 두 행에서 마름모 모양을 중심으로 대각선 방향으로 상기 적색 화소 전극 및 상기 녹색 화소 전극이 서로 마주하도록 배치되어 있고,

상기 청색 화소 전극 및 상기 흰색 화소 전극은 상기 데이터선을 기준으로 분리되어 있으며, 상기 청색 화소 전극 및 상기 흰색 화소 전극의 각각에 상기 스위칭 소자가 연결되어 있으며, 각 화소의 채널의 폭과 길이의 비율을 W/L 이라 할 때,

상기 도트 내의 적색 화소 및 녹색 화소와 청색 화소 및 흰색 화소간의 전체 용량의 비, 액정 용량의 비, 유지 용량의 비, 기생 용량의 비 및 W/L의 비가 모두 동일한 액정 표시 장치.