KR20120109029A - 컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
UD해상도와 FHD해상도를 모두 지원하는 액정표시장치에서 RGB 컬러필터의 배열을 UD해상도와 FHD해상도 모두에서 효율적인 색상 구현을 할 수 있도록 하는 컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치{COLOR FILTER SUBSTRATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING THEREOF}

본 발명은 컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UD(Ultra Definition)해상도와 FHD(FULL High Definition)해상도를 모두 지원하는 액정표시장치에서 RGB 컬러필터의 배열을 UD해상도와 FHD해상도 모두에서 효율적인 색상 구현을 할 수 있도록 하는 컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

최근 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 분야에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 특징을 지닌 여러 평판 표시 장치(Flat Panel Display device), 예를 들어, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전기발광표시장치(Electro Luminescent Display device) 등이 연구되고 있다.

이 중에서 액정표시장치는 현재 가장 널리 사용되는 평판 표시 장치 중 하나이며, 화소전극과 공통전극 등이 형성되는 두 기판과, 두 기판 사이의 액정층을 포함한다.

이러한 액정표시장치는, 양 전극에 인가된 전압에 의해 생성된 전기장에 따라 액정층의 액정분자들의 배향을 결정하고, 입사광의 편광을 제어하여 영상을 표시한다.

이러한 액정표시장치에서 영상을 표시하는 경우에 중요하게 고려되는 것 중 하나가 해상도(resolution)인데, 이때, 해상도(resolution)란 액정표시장치에 포함되어 있는 화소영역의 숫자를 말하며, 대개 가로방향으로 있는 화소영역의 개수와 세로방향 축 위에 있는 화소영역의 개수를 곱하기 형태로 나타낼 수 있다.

이러한 해상도의 종류는 HD(High Definition)해상도, FHD(FULL High Definition)해상도, UD(Ultra Definition)해상도 등으로 다양하다. 최근에 UD(Ultra Definition)해상도를 지원하는 액정표시장치가 등장하여 이슈가 되고 있다.

여기서, UD(Ultra Definition)해상도는 3840*2160으로서, FHD(FULL High Definition)해상도 1920*1080에 비해 4배가 높아, 이미지나 동영상을 구현하는데 탁월하다. 이하에서는 액정표시장치의 구성 및 해상도별 컬러를 표시하는 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 일반적인 액정패널의 분해사시도를 도시한 도면이다.

도1에 도시한 바와 같이, 액정패널은, 액정층(30)을 사이에 두고 어레이기판(10)과 컬러필터기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 어레이기판(10)은 제 1 기판(12) 및 이의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 부화소영역을 정의하는 게이트 배선(14) 및 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구비되어 각 부화소영역에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다. 여기서, 각 부화소영역은, 적, 녹, 청색을 표시하는 적, 녹, 청 부화소영역(Pr, Pg, Pb)일 수 있다.

또한 이와 마주보는 컬러필터기판(20)은 제 2 기판(22) 및 이의 배면으로 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 부화소영역을 둘러싸는 격자 형상의 블랙매트릭스(Black Matrix)(25)가 형성되며, 내측으로 적, 녹, 청 부화소영역(Pr, Pg, Pb) 에 대응되게 순차적으로 반복 배열되는 다수의 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(CFr, CFg, CFb)을 포함하는 컬러필터(CF)가 형성된다.

그리고 도면상에 명확하게 도시되지는 않았지만, 이들 어레이기판(10) 및 컬러필터기판(20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제 등으로 봉합된 상태에서 어레이기판(10) 및 컬러필터기판(20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막(미도시)이 개재되며, 어레이기판(10) 및 컬러필터기판(20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판(미도시)이 부착되어 액정패널을 이루고 있다.

더불어 액정패널 배면으로는 백라이트 유닛(BackLight Unit: BLU)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 게이트 신호가 순차적으로 인가되어 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off)에 따라 적, 녹, 청 부화소영역(Pr, Pg, Pb) 중 어느 하나가 선택되고, 예를 들어 적 부화소영역(Pr)이 선택되면, 데이트 배선(16)을 통해 선택된 적 부화소영역(Pr)의 화소전극(18)으로 영상신호가 전달되면 화소전극(18)과 공통전극(28) 사이의 전계에 의해 액정층(30)의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 영상을 표시할 수 있다.

도2는 종래의 컬러필터기판을 개략적으로 도시한 도면이다.

도2에 도시한 바와 같이, 컬러필터기판(도1의 20)은, 다수의 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(CFr, CFg, CFb)을 포함하는데, 다수의 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(CFr, CFg, CFb)을 각각 4개씩 결합하여 다수의 FHD 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(FCFr, FCFg, FCFb)으로 사용될 수 있다. (해상도 차이 4배)

다시 말해서, FHD 적색 컬러필터패턴(FCFr)은 4개의 적색 컬러필터패턴(R1 내지 R4)을 결합하여 형성하고, FHD 녹색 컬러필터패턴(FCFg)은 4개의 녹색 컬러필터패턴(G1 내지 G4)을 결합하여 형성하며, FHD 청색 컬러필터패턴(FCFb)은 4개의 청색 컬러필터패턴(B1 내지 B4)을 결합하여 형성한다.

이때, FHD 적색 컬러필터패턴(FCFr)을 형성하는 4개의 적색 컬러필터패턴(R1 내지 R4)은 도시한 바와 같이 2개는 이웃하고(R1, R3), 나머지 2개는 그로부터 소정 간격 이격하여 이웃하도록 배열된다(R2, R4).

FHD 녹, 청색 컬러필터패턴(FCFg, FCFb)도 이와 마찬가지로 형성된다.

도시되지는 않았지만 게이트 배선(도1의 14)과 데이터 배선(도1의 16) 그리고 박막트랜지스터(도1의 T) 등의 비표시영역을 가리기 위한 블랙매트릭스(Black Matrix)가 격자 형상으로 컬러필터층의 외측에 형성된다.

도3은 종래의 액정표시장치에서 적색을 표시하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다. UD해상도와 FHD해상도를 모두 지원하는 액정표시장치에 있어서, UD해상도와 FHD해상도 각각의 경우에 적색을 표시하기 위한 구동방식에는 차이가 있다.

도3에 도시한 바와 같이, UD해상도인 경우에 하나의 적색 컬러필터패턴(CFr)에 대응되는 적 부화소영역(Pr)의 화소전극(도1의 18)에 화소전압이 인가됨에 따라 화소전극(18)과 공통전극(도1의 28) 사이의 전압차에 의해 생성된 전계에 의해 액정층(도1의 30)의 액정분자들의 배향이 달라지고, 그 결과 적색 컬러필터패턴(CFr)으로 빛이 투과되어 적색을 표시하게 된다.

이때, 하나의 녹, 청색 컬러필터패턴(CFg, CFb)에 대응되는 녹, 청 부화소영역(Pg, Pb)의 화소전극(18)에는 화소전압이 인가되지 않는다. 즉, 적색 컬러필터패턴(CFr) 주변의 녹, 청색 컬러필터패턴(CFg, CFb)는 오프(OFF)상태를 유지해야 한다.

FHD해상도인 경우(UD해상도를 변환하여 FHD 해상도로 사용하는 경우)에 해상도를 FHD해상도로 변환하기 위해서 4개의 컬러필터를 이용하여 1개의 FHD 컬러필터로 사용하여 영상을 표시하게 된다.

즉, 도면을 참조하여 설명하면, 열 방향으로 연결된 제1 및 제3 적색 컬러필터패턴(R1, R3)과 소정 간격을 이격하여 열 방향으로 연결된 제2 및 제4 적색 컬러필터패턴(R2, R4)이 1개의 FHD 적색 컬러필터패턴(FCFr)이 된다.

따라서, FHD 해상도로 적색을 표시하는 경우에는, 위와 같이 배열되는 4개의 적색 컬러필터패턴(R1 내지 R4)에 대응되는 4개의 적 부화소영역(Pr) 각각의 화소전극(18)에 화소전압이 인가되면 화소전극(18)과 공통전극(28) 사이의 전압차에 의해 생성된 전계에 의해 액정층(30)의 액정분자들의 배향이 달라지고, 그에 따라 제1 내지 제4 적색 컬러필터패턴(R1 내지 R4)으로 빛이 투과되어 적색을 표시하게 된다.

이때, 제1 내지 제4 녹, 청색 컬러필터패턴(G1 내지 G4, B1 내지 B4)에 대응되는 4개의 녹, 청 부화소영역(Pg, Pb) 각각의 화소전극(18)에는 화소전압이 인가되지 않는다. 즉, 적색 컬러필터패턴(R1 내지 R4) 주변의 녹, 청색 컬러필터패턴(G1 내지 G4, B1 내지 B4)은 오프(OFF)상태를 유지해야 한다.

이와 같은 UD해상도에 적합화되어 있는 기존의 컬러필터기판(도1의 20)의 RGB 컬러필터 배열은 UD해상도로 색상을 구현하는 경우에는 효율적이지만, 소정 간격 이격하여 배열된 4개의 컬러필터를 이용하여 FHD 컬러필터를 형성하기 때문에 FHD 해상도로 변환하여 색상을 구현하는 경우에는 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, UD해상도와 FHD해상도를 모두 지원하는 액정표시장치에서 UD해상도와 FHD해상도 모두에서 효율적인 색상 구현을 하기 위하여 RGB 컬러필터의 배열을 변경시킨 컬러필터기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 컬러필터기판은, 기판과, 블랙매트릭스와 컬러필터층을 포함하는 컬러필터기판에 있어서, 상기 컬러필터층은, 제1해상도로 영상을 구현하기 위한 단위컬러필터인 다수의 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터를 포함하며, 상기 제1 컬러필터는, 제1 적색 컬러필터패턴과, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 하부에 제1 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 우측에 제1 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고, 상기 제2 컬러필터는, 제2 적색 컬러필터패턴과, 상기 제2 적색 컬러필터패턴 우측에 제2 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제2 녹색 컬러필터패턴 하부에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되며, 상기 제3 컬러필터는, 제3 적색 컬러필터패턴과, 상기 제3 적색 컬러필터패턴 상부에 제3 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제3 녹색 컬러필터패턴 우측에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고, 상기 제4 컬러필터는, 제4 적색 컬러필터패턴과, 상기 제4 적색 컬러필터패턴 우측에 제4 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제4 녹색 컬러필터패턴 상부에 제4 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 컬러필터층은, 상기 제1 컬러필터와, 상기 제2 컬러필터와, 상기 제3컬러필터와, 상기 제4 컬러필터가 행방향으로 순차적으로 배열되고, 상기 제1 컬러필터 하부에 상기 제3 컬러필터가 배열되고, 상기 제3 컬러필터 우측으로 상기 제4 컬러필터와, 상기 제1컬러필터와, 상기 제2 컬러필터가 순차적으로 배열될 수 있다.

그리고, 상기 컬러필터층은, 제2해상도로 색상을 구현하기 위하여, FHD 적색 컬러필터패턴, FHD 녹색 컬러필터패턴, FHD 청색 컬러필터패턴을 포함하며, 상기 FHD 적색 컬러필터패턴은, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 적색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되고, 상기 FHD 녹색 컬러필터패턴은, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 녹색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되며, 상기 FHD 청색 컬러필터패턴은, 상기 제1 청색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 청색 컬러필터패턴이 연결되어 형성될 수 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는, 대향합착되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 액정셀과; 상기 제1기판의 외측면에 배열되며, 광을 선택적으로 투과시키는 제1편광판과; 상기 제2기판의 외측면에 배열되며, 상기 액정셀을 투과한 광을 선택적으로 투과시키는 제2편광판을 포함하며, 상기 제1기판에는, 다수의 부화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되고, 상기 부화소영역마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)이 형성되고, 상기 제 2 기판에는, 상기 다수의 부화소영역 이외의 부분을 가리는 블랙매트릭스와, 제1해상도로 영상을 구현하기 위한 단위컬러필터인 다수의 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터를 포함하는 컬러필터층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 컬러필터는, 제1 적색 컬러필터패턴과, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 하부에 제1 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 우측에 제1 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고, 상기 제2 컬러필터는, 제2 적색 컬러필터패턴과, 상기 제2 적색 컬러필터패턴 우측에 제2 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제2 녹색 컬러필터패턴 하부에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되며, 상기 제3 컬러필터는, 제3 적색 컬러필터패턴과, 상기 제3 적색 컬러필터패턴 상부에 제3 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제3 녹색 컬러필터패턴 우측에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고, 상기 제4 컬러필터는, 제4 적색 컬러필터패턴과, 상기 제4 적색 컬러필터패턴 우측에 제4 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제4 녹색 컬러필터패턴 상부에 제4 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성될 수 있다.

그리고, 상기 컬러필터층은, 상기 제1 컬러필터와, 상기 제2 컬러필터와, 상기 제3컬러필터와, 상기 제4 컬러필터가 행방향으로 순차적으로 배열되고, 상기 제1 컬러필터 하부에 상기 제3 컬러필터가 배열되고, 상기 제3 컬러필터 우측으로 상기 제4 컬러필터와, 상기 제1컬러필터와, 상기 제2 컬러필터가 순차적으로 배열되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 컬러필터층은, 제2해상도로 색상을 구현하기 위하여, FHD 적색 컬러필터패턴, FHD 녹색 컬러필터패턴, FHD 청색 컬러필터패턴을 포함하며, 상기 FHD 적색 컬러필터패턴은, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 적색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되고, 상기 FHD 녹색 컬러필터패턴은, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 녹색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되며, 상기 FHD 청색 컬러필터패턴은, 상기 제1 청색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 청색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치에서는, 부화소영역의 RGB 렌더링 구조를 적용하여 UD해상도에서 FHD해상도로 변경하는 경우에 효율적인 색상 구현을 할 수 있다.

도1은 일반적인 액정패널의 분해사시도를 도시한 도면이다.
도2는 종래의 컬러필터기판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도3은 종래의 액정표시장치에서 적색을 표시하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도4는 본 발명의 액정표시장치의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러필터기판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도7a는 본 발명의 액정표시장치의 UD해상도의 화소영역을 도시한 도면이고, 도7b는 본 발명의 액정표시장치의 FHD해상도의 화소영역을 도시한 도면이다.
도8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에서 적색을 표시하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도4는 본 발명의 액정표시장치의 분해 사시도를 도시한 도면이다.

도4에 도시한 바와 같이, 액정표시장치는, 가이드 패널(100), 백라이트 유닛(200), 액정패널(300), 커버버툼(400), 탑커버(450)를 포함한다.

가이드 패널(Guide Panel, 100)은 전체적인 뼈대 역할을 한다. 가이드 패널(100)의 내측에는 반사판(210)이 위치하고 있고, 반사판(210)의 상부에는 도광판(Light Guide Plate, 220)이 배열된다.

그리고, 가이드 패널(100)의 일측 및 상기 도광판(220)의 일측에 LED 연성인쇄회로((LED Flexible Printed Circuit, 230)가 배열된다.

액정표시장치는 자체 발광요소를 갖지 못해서 별도의 광원을 필요로 하는데, 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluoresent Lamp), 외부전극형광램프(External Electrode Fluoresent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED) 등이 사용된다.

백라이트 유닛(200)은 반사판(210), 도광판(220), LED 연성인쇄회로(230), 다수의 광학시트(250)를 포함하고, 액정패널(300)로 빛을 공급하는 역할을 한다.

반사판(210)은, 가이드 패널(100)의 내측에 위치하며, 반사판(210)의 상부에는 도광판(220)이 위치한다.

반사판(210)은, 높은 광반사율을 갖는 플레이트를 사용하며, LED(미도시)로부터 입사된 빛이 도광판(220)의 배면을 통과하면 액정패널(300) 쪽으로 반사시켜서 빛의 휘도를 향상시킨다.

도광판(220)에서는 LED(미도시)로부터 입사된 빛이 전반사되면서 계속 진행되는데, 그에 따라 빛이 도광판(220)에 고르게 확산되어 액정패널(300)에 면광원을 제공할 수 있다.

LED 연성인쇄회로(230)는 가이드 패널(100)의 일측 및 도광판(220)의 일측에 배열되며, 이러한 LED 연성인쇄회로(230)에는 도광판(220)과 대면되는 다수의 LED(미도시)가 일정 간격으로 이격하여 실장될 수 있다.

그리고, LED 연성인쇄회로(230)에는 전원부 등이 실장되며, 다수의 LED(미도시)에 전원을 공급하는 역할을 한다.

LED(미도시)는 도광판(220)의 입광면을 향하여 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러를 갖는 빛을 발하며, 이러한 RGB LED(미도시)를 한꺼번에 점등시키면 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.

도광판(220)의 상부에 위치하는 다수의 광학시트(250)는, 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(220)의 전면(상측)을 통과하는 및을 확산 또는 집광하여 액정패널(300)로 균일한 면광원이 공급되도록 한다.

다수의 광학시트(250) 상에 위치하는 액정패널(300)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는데, 액정층(미도시)을 사이에 두고 서로 대면 합착되는 어레이기판(310)과 컬러필터기판(320)을 포함한다.

이때, 어레이기판(310)이 컬러필터기판(320)에 비해 일 가장자리의 면적이 더 크게 구성되고, 어레이기판(310)의 일 가장자리에는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)으로 신호를 인가하기 위한 구동회로(340)가 형성된다.

어레이기판(310)의 내면에는 다수의 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 화소영역(Pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 구비되어 각 화소영역(Pixel)의 화소전극과 일대일로 대응하여 연결되어 있다.

여기서, 화소영역(Pixel)은, 적, 녹, 청색을 표시하는 적, 녹, 청 부화소영역(미도시)을 포함한다.

컬러필터기판(320)의 내면에는 적, 녹, 청 부화소영역(미도시)에 대응되는 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(미도시)를 포함하는 컬러필터층(미도시) 및 이들 각각을 두르며 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시) 그리고 박막트랜지스터(미도시) 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(미도시)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극(미도시)이 포함된다.

본 발명에 따른 액정표시장치는 UD해상도 및 FHD해상도를 지원하며, UD해상도에 적합화 되어 있는 기존의 컬러필터기판의 RGB 컬러필터 배열과 달리, FHD 해상도로 변환하여 색상을 구현하는 경우에도 색상 구현을 효율적으로 할 수 있도록 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(미도시)를 각각 4개씩 결합하여 하나의 FHD 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(미도시)로 사용하도록 되어 있다. 자세한 설명은 도6 내지 도7b에서 설명하기로 한다.

그리고, 어레이기판(310)과 컬러필터기판(320)의 외면에는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.

이러한 액정패널(300)은 스캔 전달되는 게이트 드라이버(Gate Driver)의 제어신호에 의해 각 게이트 배선(미도시) 별로 선택된 박막트랜지스터(미도시)가 턴-온(Turn-On)되면 데이터 드라이버(Data Driver)의 화소전압이 데이터 배선(미도시)을 통해서 해당 화소전극(미도시)으로 전달된다.

그 결과 화소전극(미도시)과 공통전극(미도시) 사이에 형성된 전기장에 의해 액정층(미도시)의 액정분자의 배열방향이 변화되고, 그에 따른 빛의 투과율 변화를 이용하여 여러 가지 영상을 표시할 수 있다.

도5는 본 발명의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도5에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(500)는, 다수의 화소영역(미도시)을 포함하는 액정패널(510)과, 다수의 데이터 배선(DL)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(Data Driver)(520)와, 다수의 게이트 배선(GL)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(Gate Driver)(530)와, 데이터 드라이버(520) 및 게이트 드라이버(130) 각각의 구동 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어부(540) 등을 포함할 수 있다.

액정패널(510)은, 다수의 게이트 배선(GL), 다수의 데이터 배선(DL)이 서로 교차하여 정의되는 다수의 부화소영역(미도시)을 포함할 수 있다.

데이터 드라이버(520)는 다수의 데이터제어신호를 이용하여 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 다수의 데이터 배선(DL)에 공급할 수 있다.

게이트 드라이버(530)는 다수의 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호를 생성하고, 생성된 게이트신호를 다수의 게이트 배선(GL)에 공급할 수 있다.

타이밍 제어부(timing controller)(540)는 그래픽 카드와 같은 시스템(미도시)으로부터 원본 영상신호(RGB)와 데이터인에이블신호(DE) 등의 다수의 제어신호를 입력 받아 게이트 드라이버(530) 및 데이터 드라이버(520)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 다수의 게이트제어신호, 다수의 데이터제어신호를 각각 생성하여 해당 드라이버로 공급할 수 있다.

그리고, 타이밍 제어부(540)는 원본 영상신호(RGB) 및 다수의 데이터제어신호를 데이터 드라이버(520)에 공급하여 데이터 드라이버(520)가 원본 영상신호(RGB) 및 다수의 데이터제어신호를 이용하여 데이터신호를 생성하고, 생성된 데이터신호를 액정패널(510)의 다수의 데이터 배선(DL)에 공급하도록 제어할 수 있다.

도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러필터기판을 개략적으로 도시한 도면이고, 도7a는 본 발명의 액정표시장치의 UD해상도의 화소영역을 도시한 도면이고, 도7b는 본 발명의 액정표시장치의 FHD해상도의 화소영역을 도시한 도면이다.

도6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러필터기판은, 제1해상도로 영상을 구현하기 위한 단위컬러필터인 다수의 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터를 포함하며, 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터가 행방향으로 순차적으로 배열되고, 제1 컬러필터 하부에 제3 컬러필터가 배열되어 제3 컬러필터 우측으로 제4 컬러필터와, 제1컬러필터와, 제2 컬러필터와, 제3컬러필터가 순차적으로 배열된다.

여기서, 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터 각각의 구성에 대한 자세한 설명은 도7a에서 한다.

기존의 컬러필터기판의 컬러필터층은 열 방향으로 연결된 제1 및 제3 적색 컬러필터패턴(도3의 R1, R3)과 소정 간격을 이격하여 열 방향으로 연결된 제2 및 제4 적색 컬러필터패턴(도3의 R2, R4)이 1개의 FHD 적색 컬러필터패턴(FCFr)을 형성했다.

마찬가지로, 열 방향으로 연결된 제1 및 제3 녹색 컬러필터패턴(도3의 G1, G3)과 소정 간격을 이격하여 열 방향으로 연결된 제2 및 제4 녹색 컬러필터패턴(도3의 G2, G4)이 1개의 FHD 녹색 컬러필터패턴(FCFg)을 형성하고, 열 방향으로 연결된 제1 및 제3 청색 컬러필터패턴(도3의 B1, B3)과 소정 간격을 이격하여 열 방향으로 연결된 제2 및 제4 청색 컬러필터패턴(도3의 B2, B4)이 1개의 FHD 청색 컬러필터패턴(FCFb)을 형성하였다.

하지만 UD해상도에 적합화 되어 있는 기존의 컬러필터기판의 RGB 컬러필터 배열은, UD해상도로 색상을 구현하는 경우에는 효율적이지만, 소정 간격 이격하여 배열된 4개의 컬러필터패턴을 이용하여 FHD 컬러필터패턴으로 사용하기 때문에 광원으로부터 투과되는 빛이 집중되지 못하고 두 부분으로 나누어져서 색상을 표시하게 된다.

그 결과, FHD해상도로 변환하여 색상을 구현하는 경우에 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 서로 이웃하는 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터를 이용하여 FHD 컬러필터로 사용할 수 있도록 적, 녹, 청색 컬러필터패턴(CFr, CFg, CFb)를 배열한다.

여기서, FHD 적, 녹, 청색 컬러필터의 구성에 대한 자세한 설명은 도7a에서 한다.

따라서, FHD해상도로 색상을 구현하는 경우에도 4개의 컬러필터패턴이 소정 간격 이격하지 않고 이웃하기 때문에 종래에 비해 효율적인 색상 구현을 할 수 있다.

도7a에 도시한 바와 같이, 제1 컬러필터(제1 CF)는, 제1 적색 컬러필터패턴과, 제1 적색 컬러필터패턴 하부에 제1 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 제1 녹색 컬러필터패턴 우측에 제1 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고, 제2 컬러필터는, 제2 적색 컬러필터패턴과, 제2 적색 컬러필터패턴 우측에 제2 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 제2 녹색 컬러필터패턴 하부에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성된다.

그리고, 제3 컬러필터는, 제3 적색 컬러필터패턴과, 제3 적색 컬러필터패턴 상부에 제3 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 제3 녹색 컬러필터패턴 우측에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고, 제4 컬러필터는, 제4 적색 컬러필터패턴과, 제4 적색 컬러필터패턴 우측에 제4 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 제4 녹색 컬러필터패턴 상부에 제4 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성된다.

본 발명의 컬러필터기판은, 위와 같이 형성된 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터(제1 CF 내지 제4 CF)가 행방향으로 순차적으로 배열되고, 제1 컬러필터 하부에 제3 컬러필터가 배열되어 제3 컬러필터 우측으로 제4 컬러필터와, 제1컬러필터와, 제2 컬러필터와, 제3컬러필터가 순차적으로 배열되어 형성될 수 있다.

도7b에 도시한 바와 같이, 컬러필터층은, 제2해상도로 색상을 구현하기 위하여, FHD 적색 컬러필터패턴(FCFr), FHD 녹색 컬러필터패턴(FCFg), FHD 청색 컬러필터패턴(FCFb)을 포함한다.

여기서, FHD 적색 컬러필터패턴(FCFr)은, 제1 적색 컬러필터패턴 내지 제4 적색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되고, FHD 녹색 컬러필터패턴(FCFg)은, 제1 녹색 컬러필터패턴 내지 제4 녹색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되며, FHD 청색 컬러필터패턴(FCFb)은, 제1 청색 컬러필터패턴 내지 제4 청색 컬러필터패턴이 연결되어 형성된다.

도시되지는 않았지만 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시) 그리고 박막트랜지스터(미도시) 등의 비표시영역을 가리기 위한 블랙매트릭스(Black Matrix)가 격자 형상으로 컬러필터층의 외측에 형성된다.

도8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치에서 적색을 표시하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.

도8에 도시한 바와 같이, 종래에 FHD 해상도로 적색을 표시하는 경우에는, 도3에 도시한 바와 같이, 적색 컬러필터패턴이 2개 연결되고, 나머지 2개가 소정 간격을 이격하여 연결되어 배열된 4개의 적색 컬러필터패턴(R1 내지 R4)을 이용하여 1개의 적색 FHD 적색 컬러필터(FCFr)로 적색을 표시하기 때문에 색상 구현이 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

본 발명의 컬러필터기판은, 도7a에 도시된 제1 컬러필터(CF) 내지 제4 컬러필터(CF)를 이용하여 형성된FHD 적색 컬러필터패턴(FCFr)을 사용하여 FHD 해상도로 적색을 구현하기 때문에 기존 대비하여 색상 구현이 효율적이다.

다시 말해서, FHD 해상도로 적색을 구현하는 경우에 4개의 적색 컬러필터패턴(R1 내지 R4)이 이웃하여 배열되기 때문에 색상 구현에 있어서 종래보다 효율적이다.

이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

500: 액정표시장치 510: 액정패널
520: 데이터 드라이버 530: 게이트 드라이버
540: 타이밍 제어부
CFr: 적색 컬러필터패턴 CFg: 녹색 컬러필터패턴
CFb: 청색 컬러필터패턴

Claims (7)

1. 기판과, 블랙매트릭스와 컬러필터층을 포함하는 컬러필터기판에 있어서,
   상기 컬러필터층은,
   제1해상도로 영상을 구현하기 위한 단위컬러필터인 다수의 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터를 포함하며,
   상기 제1 컬러필터는, 제1 적색 컬러필터패턴과, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 하부에 제1 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 우측에 제1 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고,
   상기 제2 컬러필터는, 제2 적색 컬러필터패턴과, 상기 제2 적색 컬러필터패턴 우측에 제2 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제2 녹색 컬러필터패턴 하부에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되며,
   상기 제3 컬러필터는, 제3 적색 컬러필터패턴과, 상기 제3 적색 컬러필터패턴 상부에 제3 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제3 녹색 컬러필터패턴 우측에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고,
   상기 제4 컬러필터는, 제4 적색 컬러필터패턴과, 상기 제4 적색 컬러필터패턴 우측에 제4 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제4 녹색 컬러필터패턴 상부에 제4 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 컬러필터층은,
   상기 제1 컬러필터와, 상기 제2 컬러필터와, 상기 제3컬러필터와, 상기 제4 컬러필터가 행방향으로 순차적으로 배열되고,
   상기 제1 컬러필터 하부에 상기 제3 컬러필터가 배열되고, 상기 제3 컬러필터 우측으로 상기 제4 컬러필터와, 상기 제1컬러필터와, 상기 제2 컬러필터가 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 컬러필터층은,
   제2해상도로 색상을 구현하기 위하여, FHD 적색 컬러필터패턴, FHD 녹색 컬러필터패턴, FHD 청색 컬러필터패턴을 포함하며,
   상기 FHD 적색 컬러필터패턴은, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 적색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되고,
   상기 FHD 녹색 컬러필터패턴은, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 녹색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되며,
   상기 FHD 청색 컬러필터패턴은, 상기 제1 청색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 청색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터기판.
   
4. 대향합착되는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 액정셀과;
   상기 제1기판의 외측면에 배열되며, 광을 선택적으로 투과시키는 제1편광판과;
   상기 제2기판의 외측면에 배열되며, 상기 액정셀을 투과한 광을 선택적으로 투과시키는 제2편광판을 포함하며,
   상기 제1기판에는, 다수의 부화소영역을 정의하는 다수의 게이트 배선 및 데이터 배선이 형성되고, 상기 부화소영역마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)이 형성되고,
   상기 제 2 기판에는, 상기 다수의 부화소영역 이외의 부분을 가리는 블랙매트릭스와, 제1해상도로 영상을 구현하기 위한 단위컬러필터인 다수의 제1 컬러필터 내지 제4 컬러필터를 포함하는 컬러필터층이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 컬러필터는, 제1 적색 컬러필터패턴과, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 하부에 제1 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 우측에 제1 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고,
   상기 제2 컬러필터는, 제2 적색 컬러필터패턴과, 상기 제2 적색 컬러필터패턴 우측에 제2 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제2 녹색 컬러필터패턴 하부에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되며,
   상기 제3 컬러필터는, 제3 적색 컬러필터패턴과, 상기 제3 적색 컬러필터패턴 상부에 제3 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제3 녹색 컬러필터패턴 우측에 제2 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되고,
   상기 제4 컬러필터는, 제4 적색 컬러필터패턴과, 상기 제4 적색 컬러필터패턴 우측에 제4 녹색 컬러필터패턴이 배열되고, 상기 제4 녹색 컬러필터패턴 상부에 제4 청색 컬러필터패턴이 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 컬러필터층은,
   상기 제1 컬러필터와, 상기 제2 컬러필터와, 상기 제3컬러필터와, 상기 제4 컬러필터가 행방향으로 순차적으로 배열되고,
   상기 제1 컬러필터 하부에 상기 제3 컬러필터가 배열되고, 상기 제3 컬러필터 우측으로 상기 제4 컬러필터와, 상기 제1컬러필터와, 상기 제2 컬러필터가 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 컬러필터층은,
   제2해상도로 색상을 구현하기 위하여, FHD 적색 컬러필터패턴, FHD 녹색 컬러필터패턴, FHD 청색 컬러필터패턴을 포함하며,
   상기 FHD 적색 컬러필터패턴은, 상기 제1 적색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 적색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되고,
   상기 FHD 녹색 컬러필터패턴은, 상기 제1 녹색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 녹색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되며,
   상기 FHD 청색 컬러필터패턴은, 상기 제1 청색 컬러필터패턴 내지 상기 제4 청색 컬러필터패턴이 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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