KR20050065835A - 액정표시장치 및 디스플레이장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화상을 표시하는 장치로서 액정표시장치 및 디스플레이장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 화상을 표시하는 경우에 더욱 높은 휘도를 구현할 수 있는 액정표시장치 및 디스플레이장치를 제공함에 있다.
본 발명은, 단위 화소가 N 행 M 열의 매트릭스에 배열된 디스플레이장치로서, 제 n 행에서, 제 m, m+1 열의 단위 화소는 제 1 색을 표시하고, 제 m+2, m+3 열의 단위 화소는 제 2 색을 표시하고, 제 m+4, m+5 열의 단위 화소는 제 3 색을 표시하고, 제 m+6, m+7 열의 단위 화소는 제 4 색을 표시하며, 제 n+1 행의 단위 화소 각각은, 네 열을 이동시킨 제 n 행의 단위 화소 각각과 대응되고, 제 1, 2, 3, 4 색 각각은 레드, 그린, 블루, 화이트 색에서 서로 다른 색을 가지도록 선택되는 디스플레이장치를 제공한다.
본 발명은, R, G, B 서브 화소에 W 서브 화소를 추가로 구성한 쿼드 방식 액정표시장치를 사용하고, R, G, B, W 서브 화소 각각을 두 개의 단위화소로 구성하며, 하나의 화소 내에서 R, G, B 서브 화소를 삼각 형태의 배열을 가지도록 배치함으로써, 밝은 휘도의 부드러운 화상을 표시할 수 있다.

Description

액정표시장치 및 디스플레이장치{Liquid crystal display device and display device}
본 발명은 화상을 표시하는 장치로서 액정표시장치 및 디스플레이장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 구동함으로써 달라지는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치는 다양한 형태로 제작되는데, 박막트랜지스터와 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정 표시 장치(active matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
도 1은 RGB(red, green, blue) 서브 화소가 스트라이프(stripe) 방식으로 배열된 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치(100)에는 서로 직교하는 게이트 및 데이터 배선(120, 130)이 형성되어 있고, 게이트 및 데이터 배선(120, 130)이 교차하는 부분에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 위치한다. 박막트랜지스터(T)는, 게이트 및 데이터 배선(120, 130)을 통해 전달되는 주사 및 화상 신호에 따라, 게이트 및 데이터 배선(120, 130)에 의해 정의되는 서브 화소를 온/오프(ON/OFF) 구동시킨다.
서브 화소는 행 방향으로 R(레드), G(그린), B(블루) 세 개의 색을 표시하는 R, G, B 세 개의 화소가 순차적으로 배열되며, R, G, B 세 개의 서브 화소는 하나의 화소(P)를 이루어 화상의 기본색을 표시하게 된다.
그와 같은 화소 배열은 텍스트(text)를 표시하는 경우에 적합하게 적용될 수 있다. 그러나, 동영상을 구현하는 경우에 사선 및 곡선 부분을 화상으로 표시하게 되면 경계선의 계단형상과 같이 불연속적으로 표시되는 문제가 있다.
전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해, 새로운 방식의 RGB 서브 화소 배열을 가지는 액정표시장치가 한국공개특허 제 02-10209 호에 제시되었다.
도 2a와 2b는 종래의 RGB 서브 화소 배열 방식의 액정표시장치를 도시한 도면으로서, 한국공개특허 제 02-10209 호의 도 1, 2로서 도시된 도면이다.
도시한 바와 같이, R, G, B 각각의 서브 화소는 두 개의 단위 화소로 이루어지며, 화소(100) 내의 R, G, B 서브 화소는 삼각형의 배열 형태를 이루게 된다.
한국공개특허 제 02-10209 호에 제시된 액정표시장치는 서브 화소가 삼각형의 배열 형태를 이루게 됨으로써, 동영상을 구현하는 경우에 사선 및 곡선 부분을 화상으로 표시하는 경우에, 스트라이프 방식과 같은 경계선의 계단형상과 같이 불연속적으로 표시되는 문제를 해결하여, 부드러운 동영상을 표시하게 된다.
그런데, 한국공개특허 제 02-10209 호에 제시된 액정표시장치는 동영상을 구현하는 경우에 적절한 만큼의 밝기로 화상을 표시하지 못하게 되는 문제가 있다. 특히, 대화면으로 화상을 표시하는 경우에 그와 같은 문제는 더욱 개선되어야 한다.
전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 화상을 표시하는 경우에 더욱 높은 휘도를 구현할 수 있는 액정표시장치 및 디스플레이장치를 제공함에 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 단위 화소가 N 행 M 열의 매트릭스에 배열된 디스플레이장치로서, 제 n 행에서, 제 m, m+1 열의 단위 화소는 제 1 색을 표시하고, 제 m+2, m+3 열의 단위 화소는 제 2 색을 표시하고, 제 m+4, m+5 열의 단위 화소는 제 3 색을 표시하고, 제 m+6, m+7 열의 단위 화소는 제 4 색을 표시하며, 제 n+1 행의 단위 화소 각각은, 네 열을 이동시킨 제 n 행의 단위 화소 각각과 대응되고, 제 1, 2, 3, 4 색 각각은 레드, 그린, 블루, 화이트 색에서 서로 다른 색을 가지도록 선택되는 디스플레이장치를 제공한다.
여기서, 상기 디스플레이장치는 액정표시장치일 수 있다. 상기 액정표시장치는 게이트 및 데이터 배선이 교차하여 단위 화소를 이루며, 단위 화소 각각에는 스위칭 소자가 위치할 수 있다. 그리고, 상기 데이터 배선은 동일한 색을 표시하는 행방향으로 인접한 상기 단위 화소 사이에 위치할 수 있고, 동일한 색을 표시하는 행방향으로 인접한 상기 단위 화소에 위치하는 박막트랜지스터는 상기 데이터 배선을 중심으로 대칭될 수 있다. 또한, 상기 게이트 배선은 상기 제 n, n+1 행 단위 화소를 사이에 두고 위치할 수 있다. 상기 액정표시장치는 동일 기판 상의 단위 화소 내에 형성된 화소 전극과 공통 전극에 의해 액정을 구동하는 횡전계형 액정표시장치일 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은, 단위 화소가 N 행 M 열의 매트릭스에 배열된 디스플레이장치로서, 제 n 행에서, 제 m, m+1 열의 단위 화소는 제 1 색을 표시하고, 제 m+3, m+4 열의 단위 화소는 제 2 색을 표시하고, 제 m+5, m+6 열의 단위 화소는 제 3 색을 표시하고, 제 m+2, m+7 열의 단위 화소는 제 4 색을 표시하며, 제 n+1 행의 단위 화소 각각은, 네 열을 이동시킨 제 n 행의 단위 화소 각각과 대응되고, 제 1, 2, 3, 4 색 각각은 레드, 그린, 블루, 화이트 색에서 서로 다른 색을 가지도록 선택되는 디스플레이 장치를 제공한다.
여기서, 상기 제 4 색은 화이트 색일 수 있고, 제 1, 2 색 각각은 레드, 블루 색에서 서로 다른 색을 가지도록 선택될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
<제 1 실시예>
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 도면이다. 여기서, 도 3의 하부에는 박막트랜지스터(T)가 형성된 부분을 확대 도시하였다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 R, G, B, W 네 개의 서브 화소가 하나의 화소를 이루는 쿼드 방식 액정표시장치로서, 특히 각 서브 화소는 인접하는 두 개의 단위 화소로 이루어진다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(200)에는, 행 방향으로 연장되는 게이트 배선(220)과, 게이트 배선(220)과 직교하고 열 방향으로 연장되는 데이터 배선(230)이 형성되어 있고, 각 단위 화소에는 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부분에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)와, 박막트랜지스터(T)와 연결되는 화소 전극(250)이 형성되어 있다.
박막트랜지스터(T)는 데이터 배선에서 분기한 소스 전극(231)과, 소스 전극(231)과 이격된 드레인 전극(233)과, 게이트 배선(220)에서 분기한 게이트 전극(221)을 포함한다. 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(220)을 통해 전달되는 게이트 신호에 의해 온/오프 구동되고, 온/오프 구동에 따라 데이터 배선(230)을 통해 전달되는 데이터 신호는 각 단위 화소에 전달된다.
박막트랜지스터(T)에 의해 온/오프 구동되는 각 단위 화소는 R, B, G, W 색을 표시한다. 동일한 색을 표시하는 두 개의 단위 화소는 하나의 서브 화소를 이루게 된다. 동일한 색을 표시하는 두 개의 단위 화소는 하나의 데이터 배선(230)을 중심으로 양 측에 위치한다. 따라서, 동일한 색을 표시하는 두 개의 단위 화소에 위치하는 박막트랜지스터(T)는 하나의 데이터 배선(230)을 중심으로 양 측에 형성된다. 그리고, 동일한 색을 표시하는 두 개의 단위화소는 하나의 데이터 배선(230)으로부터 데이터 신호를 전달받아 구동된다.
하나의 데이터 배선(230) 양 측에 위치하는 두 개의 단위화소는 데이터 배선(230)으로부터 동일한 데이터 신호를 인가받아 동일한 색을 표시하게 됨으로써, 두 개의 단위 화소 중 어느 하나가 불량이 발생하더라도 나머지 하나의 단위 화소로 색을 표시할 수 있게 된다. 그리고, 두 개의 단위화소를 이루는 화소 전극(250) 각각은 서로 연결되어 형성될 수도 있는데, 그와 같이 하면 하나의 데이터 배선으로부터 전달된 데이터 신호는 두 개의 박막트랜지스터로부터 화소 전극(250)에 충전되므로 충전 특성이 향상된다.
한편, 하나의 게이트 배선(220)을 중심으로 양 측, 즉 게이트 배선(220) 상하에 각각 단위 화소가 위치한다. 따라서, 선택된 하나의 게이트 배선(220)에 주사 신호가 인가되면, 선택된 게이트 배선(220)의 상하에 위치하는 단위화소들이 구동된다. 따라서, 하나의 게이트 배선(220)을 따라 배열된 박막트랜지스터(T)는, 상하로 지그재그 형태로 배열된다. 즉, 이웃하는 두 개의 데이터 배선(230)에 위치하는 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(220)을 중심으로 상하 방향으로 배열된다. 따라서, 이웃하는 두 개의 데이터 배선(230) 각각에 연결되는 단위화소는 상하 방향으로 배열된다.
두 개의 단위 화소로 이루어지는 R, B, G, W 각 서브 화소는 행 방향으로 서로 순차적으로 배열되어 위치한다. 그리고, R, B, G, W 각 서브 화소는 열 방향으로 지그재그 형태로 배열된다. 하나의 서브 화소는 네 개의 데이터 배선(230) 마다 위치하게 되며, 하나의 게이트 배선(220)에 대해 하나의 서브 화소는 지그 재그 형태로 상하로 위치하게 된다.
W 서브 화소를 예로 들면, 제 m 행 게이트 배선에 대해 W 서브 화소는 제 n+4 열과 제 n+7 열에 위치하고, 제 n+4 열에 위치하는 W 서브 화소는 상방향, 제 n+7 열에 위치하는 W 서브 화소는 하방향으로 위치한다.
네 개의 서브 화소는, 화상을 표시하는 경우에 색을 표시하는 단위로서 하나의 화소(P)를 이루게 된다. 하나의 화소(P)는 하나의 게이트 배선(220)에 위치하는 네 개의 서브 화소로 이루어진다.
예를 들면, 제 m 행 게이트 배선에 배열된 제 n+1 열 R 서브 화소, 제 n+2 열 G 서브 화소, 제 n+3 열 B 서브 화소, 제 n+4 열 W 서브 화소가 하나의 화소를 이루게 된다.
여기서, 하나의 화소(P) 내에 위치하는 R, G, B 서브 화소는 삼각형의 배열 형태(S)를 이루게 된다. R, G, B 서브 화소가 삼각형의 배열 형태(S)를 이루게 됨으로써, 사선 및 곡선 부분의 화상을 표시하는 경우에 부드럽게 화상을 표시할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예는 R, G, B 서브 화소에 W 서브 화소를 추가로 구성한 쿼드 방식 액정표시장치를 사용하고, R, G, B, W 서브 화소 각각을 두 개의 단위화소로 구성하며, 하나의 화소 내에서 R, G, B 서브 화소를 삼각 형태의 배열을 가지도록 배치함으로써, 밝은 휘도의 부드러운 화상을 표시할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에서는, 본 발명의 제 1 실시예와 동일하거나 대응되는 사항에 대해서는 설명을 생략한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치에서, 데이터 배선(230)의 양 측에 위치하는 W 서브 화소는 게이트 배선(230)을 중심으로 대각선 방향으로 상하로 배치된 두 개의 단위 화소로 이루어진다.
예를 들면, 제 n+3 열 데이터 배선의 양 측에 위치하는 W 서브 화소의 두 개의 단위 화소는, 제 m 행 게이트 배선을 중심으로 상하 대각선 방향으로 배치된다. 따라서, W 서브 화소에 위치하는 두 개의 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(220)을 중심으로 상하 대각선 방향으로 위치하게 된다.
따라서, R, G, B 서브 화소와, W 서브 화소의 하나의 단위 화소인 W 단위 화소가 일정 순서에 따라 행방향으로 순차적으로 배치된다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 R 서브 화소, W 단위 화소, B 서브 화소, G 서브 화소, W 단위 화소의 순서로 행방향으로 배치된 것을 예로 들고 있다. G 와 W 색은 관찰자가 R과 B 색에 비해 더 밝게 느끼게 되는데, R 서브 화소와 B 서브 화소 사이에 하나의 W 단위 화소를 배치함으로써 전체적으로 균일한 휘도를 얻게 된다.
그리고, R, G, B 서브 화소 각각은 열 방향으로 지그 재그 형태로 배치되며, W 단위 화소는 W 단위 화소가 연결되는 데이터 배선(230)을 따라 지그 재그 형태로 배치된다.
또한, 하나의 화소(P) 내에 위치하는 R, G, B 서브 화소는 삼각 형태의 배열(S)을 이룬다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예는, W 서브 화소를 게이트 배선을 중심으로 대각선 방향으로 상하로 배치된 두 개의 단위 화소로 구성하게 됨으로써, 밝고 균일한 화상을 표시할 수 있게 된다.
한편, 전술한 본 발명의 실시예는, 특히, 화소 전극과 공통 전극이 동일한 기판 상에 형성되어, 액정층을 화소 전극과 공통 전극의 횡전계로 구동하는 횡전계형 액정표시장치에 효과적으로 적용될 수 있다. 횡전계형 액정표시장치로 구동하기 위해서는 이웃하는 두 개의 게이트 배선 사이에 공통 배선이 형성되며, 공통 배선은 이웃하는 두 개의 게이트 배선 사이에 위치하는 단위 화소에 공통 전압을 전달하게 된다.
그리고, 전술한 본 발명의 실시예는 R, G, B, W 네 개의 서브 화소를 통해 화상을 표시할 수 있는 디스플레이장치에 적용가능하다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예는, 본 발명의 일예로서, 그에 대한 자유로운 변형이 가능하다. 그와 같은 변형이 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 본 발명의 권리 범위에 속한다 함은 당업자에게 있어 자명한 사실이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은, R, G, B 서브 화소에 W 서브 화소를 추가로 구성한 쿼드 방식 액정표시장치를 사용하고, R, G, B, W 서브 화소 각각을 두 개의 단위화소로 구성하며, 하나의 화소 내에서 R, G, B 서브 화소를 삼각 형태의 배열을 가지도록 배치함으로써, 밝은 휘도의 부드러운 화상을 표시할 수 있다.
도 1은 RGB 서브 화소가 스트라이프 방식으로 배열된 액정표시장치를 도시한 도면.
도 2a와 2b는 종래의 RGB 서브 화소 배열 방식의 액정표시장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 액정표시장치 220 : 게이트 배선
230 : 데이터 배선 T : 박막트랜지스터
P : 화소

Claims (10)

  1. 단위 화소가 N 행 M 열의 매트릭스에 배열된 디스플레이장치로서,
    제 n 행에서, 제 m, m+1 열의 단위 화소는 제 1 색을 표시하고, 제 m+2, m+3 열의 단위 화소는 제 2 색을 표시하고, 제 m+4, m+5 열의 단위 화소는 제 3 색을 표시하고, 제 m+6, m+7 열의 단위 화소는 제 4 색을 표시하며,
    제 n+1 행의 단위 화소 각각은, 네 열을 이동시킨 제 n 행의 단위 화소 각각과 대응되고,
    제 1, 2, 3, 4 색 각각은 레드, 그린, 블루, 화이트 색에서 서로 다른 색을 가지도록 선택되는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이장치는 액정표시장치인 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 게이트 및 데이터 배선이 교차하여 단위 화소를 이루며,
    단위 화소 각각에는 스위칭 소자가 위치하는 디스플레이장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 배선은 동일한 색을 표시하는 행방향으로 인접한 상기 단위 화소 사이에 위치하는 디스플레이장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    동일한 색을 표시하는 행방향으로 인접한 상기 단위 화소에 위치하는 박막트랜지스터는 상기 데이터 배선을 중심으로 대칭되는 디스플레이장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트 배선은 상기 제 n, n+1 행 단위 화소를 사이에 두고 위치하는 디스플레이장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 동일 기판 상의 단위 화소 내에 형성된 화소 전극과 공통 전극에 의해 액정을 구동하는 횡전계형 액정표시장치인 디스플레이장치.
  8. 단위 화소가 N 행 M 열의 매트릭스에 배열된 디스플레이장치로서,
    제 n 행에서, 제 m, m+1 열의 단위 화소는 제 1 색을 표시하고, 제 m+3, m+4 열의 단위 화소는 제 2 색을 표시하고, 제 m+5, m+6 열의 단위 화소는 제 3 색을 표시하고, 제 m+2, m+7 열의 단위 화소는 제 4 색을 표시하며,
    제 n+1 행의 단위 화소 각각은, 네 열을 이동시킨 제 n 행의 단위 화소 각각과 대응되고,
    제 1, 2, 3, 4 색 각각은 레드, 그린, 블루, 화이트 색에서 서로 다른 색을 가지도록 선택되는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 4 색은 화이트 색인 디스플레이장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    제 1, 2 색 각각은 레드, 블루 색에서 서로 다른 색을 가지도록 선택되는 디스플레이장치.
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