KR100247633B1 - 화소배열구조 및 이를 채용한 액정표시소자 및 그의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장되고, 단위화소가 수직방향으로 배열되어 화질을 개선시킬 수 있는 화소배열구조 및 이를 채용한 액정표시소자를 제공하는 데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 한 프레임을 세 개의 필드로 나누어 구동하는 프레임 분할 구동법을 이용하여 깜박거림을 줄일 수 있는 액정표시소자의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명은 각각 R,G,B 단위화소로 구성된 복수개의 화소가 열과 행의 매트릭스 형태로 배열된 화소배열구조에 있어서, 각 R,G,B 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 각 화소는 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열된다.

Description

화소배열구조 및 이를 채용한 액정표시소자 및 그의 구동방법
본 발명은 수평방향으로 길게 연장된 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열된 화소배열구조 및 이를 채용한 액정표시소자와 그의 구동방법에 관한 것이다.
액정표시장치의 액정패널은 각 화소의 색상을 RGB의 감산혼합에 따라 발현하는 칼라필터 기판과, 각 화소를 콘트롤하기 위한 TFT 기판과, 칼라필터기판과 TFT 기판사이에 주입된 액정으로 이루어졌다. 액정패널은 다수의 화소(pixel)로 구성되고 각 화소는 적, 녹 및 청의 단위화소(sub pixel)의 조합으로 이루어졌다.
이 화소들은 제1도(a)-(c)에 도시된 바와같이 RGB 스트라이프(stripe), RGB 모자이크(mosaic), 그리고 RGB 델타(delta) 등의 방식으로 배열되어진다. RGB 스트라이프방식은 각 열(ROW)에서 단위화소가 R,G,B 순으로 배열되고, RGB 모자이크 방식은 제1열에서는 단위화소가 R,G,B의 순으로, 제2열에서는 G,B,R의 순으로, 제3열에서는 B,R,G 순으로 반복배열된다. 그리고, 델타 방식은 R,G,B 단위화소가 우수열에서 기수열에서 일정간격만큼 벗어나 반복 배열되는 구조를 갖는다.
제1도(a)-(c)에 도시된 화소의 배열을 보면, 각 R,G,B 단위화소는 모두 수평보다는 수직방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 이러한 R,G,B 단위 화소들이 수평방향으로 배열되어 하나의 화소를 이루며, 이러한 화소들이 반복 배열된 구조를 갖는다.
그러나, 일반적인 시각정보의 대부분은 수직방향보다는 수평방향으로 많은 움직임을 가지고 있으므로, 제1도에 도시된 바와같은 단위화소 구조를 사용하게 되면, 화상이 자연스럽지 못하게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 수평방향의 움직임이 많은 대부분의 정보를 화면상에 디스플레이하는 데 있어서, 자연스러운 화상을 얻기 위해서는 그 만큼 해상도를 높여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수직방향보다 수평방향으로 긴 단위화소 구조를 채택하여 수평방향의 움직임이 많은 화상을 자연스럽게 표현할 수 있는 화소배열구조 및 이를 채용한 액정표시소자를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 수직방향보다 수평방향으로 긴 단위화소를 델타 방식으로 배열하여 부드러운 곡선의 처리를 가능토록한 화소배열구조 및 이를 채용한 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 한 프레임을 세 개의 필드로 나누어 구동하는 프레임 분할 구동법을 이용하여 깜박거림을 줄일 수 있는 액정표시소자의 구동방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
제1a-c도는 일반적인 액정표시소자의 단위화소의 배열상태를 나타낸 도면,
제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 단위화소의 배열상태를 나타낸 도면.
제3도는 제2도에 도시된 바와같은 단위화소를 갖는 액정표시소자의 구동방식을 설명하기 위한 도면.
제4a도 내지 제4i도는 제3도의 구동방식에 따른 신호 파형도.
제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 단위화소의 배열상태를 나타낸 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
P : 칼라필터 화소 SP : 단위 화소
TFT : 박막 트랜지스터 D_1∼D_n : 데이터 라인
G_R1∼G_Rn, G_G1∼G_Gn, G_B1∼G_Bn : 주사라인
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 각각 R,G,B 단위화소로 구성된 복수개의 화소가 열과 행의 매트릭스 형태로 배열된 화소배열구조에 있어서, 각 R,G,B 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 각 화소는 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다수의 데이터라인과 다수의 주사라인을 갖으며, 상부기판의 각 데이터 라인과 각 주사라인과의 교차점에 대응되는 부분에 R,G,B 단위화소로 구성된 칼라필터화소가 배열되며, 하부기판에 화소구동용 TFT가 배열되는 액정표시소자에 있어서, 각 R,G,B 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 각 칼라필터화소는 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열되고, 각 데이터 라인은 칼라필터 화소의 일측을 따라 배열되며, 칼라필터 화소구동용 TFT는 각 칼라필터에 대응하여 데이터 라인의 일측에 하나씩 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 다수의 데이터라인과 다수의 주사라인을 갖으며, 상부기판의 각 데이터 라인과 각 주사라인과의 교차점에 대응되는 부분에 R,G,B 단위화소로 구성된 칼라필터화소가 배열되며, 하부기판에 화소구동용 TFT가 배열되는 액정표시소자에 있어서, 각 R,G,B 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 각 칼라필터화소는 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열되고, 우수번째 데이터 라인은 칼라필터 화소를 가로질러 일직선으로 배열되며, 칼라필터 화소구동용 TFT는 각 칼라필터에 대응하여 데이터 라인의 양측에 하나씩 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 다수의 데이터라인과 다수의 주사라인을 갖으며, 상부기판의 각 데이터 라인과 각 주사라인과의 교차점에 대응되는 부분에 칼라필터화소가 배열되며, 하부기판의 각 칼라필터화소에 대응되는 부분에 화소구동용 TFT가 배열되는 액정표시소자에 있어서, 하나의 프레임을 다수의 필드로 분할하여 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시소자의 구동방법에 있어서, 하나의 프레임을 3필드로 분할하여, 제1필드에서는 R 신호를, 제2필드에서는 G 신호를, 제3필드에서는 B 신호를 각각 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시소자의 구동방법에 있어서, 하나의 프레임의 각 필드에서 인가되는 R,G,B 신호는 이전 프레임의 각 필드에 인가되는 R,G,B 신호와 반대의 극성을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 액정표시소자의 구동방법에 있어서, 동일 프레임의 제1필드에서 해당 주사라인에 인가되는 R 신호와, 제2필드에서는 해당 주사라인에 인가되는 G 신호를, 제3필드에서는 해당주사라인에 인가되는 B 신호를 서로 반대의 위상을 갖는 것을 특징으로 한다.
[실시예]
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 화소구조를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 액정표시소자의 화소는 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 R,G,B 단위화소(sub-pixel, SP)가 수직방향으로 스트라이프 형태로 배열된 구조를 갖으며, R,G,B 단위화소(SP)가 수직방향으로 배열된 화소들(P)이 델타방식으로 배열된 구조를 갖는다.
제2도에서, D_1, D_2, ..., D_m은 데이터 신호라인이며, G_R1, G_R2, ...,G_Rn, G_G1, G_G2, ...,G_Gn 그리고 G_B1, G_B2, ...,G_Bn은 각각 적, 녹, 청의 단위화소에 주사신호를 공급하기 위한 주사라인(게이트라인)을 각각 의미한다.
제1실시예에서는 각 데이터 라인(D_1, D_2, ...,D_m) (점선 모양)이 화소(P)의 일측을 따라 배열되고, 데이터 라인의 일측에만 화소구동용 박막 트랜지스터(TFT11)가 배열되는 구조를 갖는다.
상기한 바와같은 본 발명의 실시예의 화소배열에 따르면, 수직방향보다 수평방향으로 긴 단위화소를 수직방향으로 배열함으로써, 수평방향으로의 움직임이 많은 정보를 자연스럽게 디스플레이할 수 있는 이점이 있다.
이어서 상기와 같은 단위화소 구조를 갖는 본 발명의 액정표시소자의 구동방식을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서는 한 프레임을 세 개의 필드로 나누어 구동하는 프레임 분할 구동방식을 채택하였다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 분할 구동방식은 프레임 시간(=1/f, 여기서 f는 프레임 주파수)을 3으로 나누고, 각각의 1/3 프레임시간(=1 필드) 동안에 전체 패널의 각 R,G,B 단위화소들이 주사되는 방식이다.
예를 들어, 패널이 mxn 개의 데이터 라인x주사 라인으로 이루어졌다면, 도 4h 내지 도 4i와 같이, 제1필드에서는 적(R)신호가, 제2필드에서는 녹(G)신호가, 제3필드에서는 청(B)신호가 각각 데이터 라인(D_1, D_2, ...,D_m)으로 인가되어 화상을 표시하게 된다. 이때, 주사신호도 데이터신호에 동기되어 제1필드에서는 도 4a 내지 도 4c와 같이 G_R1, G_R2, ...,G_Rn에만 인가되고, 제2필드에서는 도 4d 내지 도 4e와 같이 G_G1, G_G2, ..., G_Gn, 제3필드에서는 도 4f 내지 도 4g와 같이 G_B1, B_B2, ..., G_Bn에만 각각 인가되어진다.
그리고, 제3도에 도시된 바와같이 동일 프레임의 각 필드에서 동일주사선에 각각 인가되는 R 신호, G 신호, B 신호사이에는 위상이 서로 반전되며, 각 프레임의 동일 필드에서 소정의 주사라인에 인가되는 R,G,B 신호는 각각 이전의 주사라인에 인가되는 R,G,B 신호에 대해서 위상반전된다. 예를 들면, 제1프레임의 각 필드에서 제1주사라인에 인가되는 R 신호, G 신호, 그리고 B 신호는 각각 +, -, +의 위상을 가지므로, R 신호에 대해 G 신호는 위상반전되고, B 신호는 G 신호에 대해 위상반전된다. 또한, 각 프레임의 제1필드에서 제1주사라인과 제2주사라인에 각각 인가되는 R 신호는 각각 +, -, +의 위상을 갖고, G 신호는 -, +, - 의 위상을 갖으며, B 신호는 +, -, +의 위상을 가지므로, 소정주사라인의 각 R,G,B 신호는 이전 주사라인의 R,G,B 신호에 대하여 반대위상을 갖게 된다.
결과적으로, 본 발명의 액정표시소자의 구동방식은 행반전구동방식(polarity inversion on every other row)과 프레임반전구동방식이 병행됨으로써 깜박거리는 현상(flicker)을 방지할 수 있다.
도 2의 제1실시예에 따른 액정표시소자는 하나의 단위화소(SP)에 화소구동용 하나의 박막 트랜지스터(TFT11)가 배열된 구조를 갖는다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 화소구조를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 화소는 제1실시예와 마찬가지로 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 각 단위화소가 수직방향으로 스트라이프 형태로 배열된 구조를 갖으며, 델타방식으로 배열된 구조를 갖는다.
제2실시예에서는 각 데이터 라인(D_1, D_2, ..., D_m)(점선 모양)이 우수번째 주사라인에서 단위화소를 가로지르는 구조를 갖는다. 따라서, 기수번째 주사라인에 배열된 화소에는 데이터 라인의 일측에만 화소구동용 박막 트랜지스터(TFT11)가 배열됨에 반하여, 우수번째 주사라인에 배열된 화소에는 데이터라인의 양쪽에 화소구동용 박막 트랜지스터(TFT21,TFT22)가 배열된 구조를 갖는다.
제2실시예에 따른 화소구조를 갖는 액정표시소자는 데이터 라인의 양쪽에 화소구동용 TFT가 배열되어 TFT 리던던시(redundancy) 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 데이터 라인의 일직선화를 이룰 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 액정표시소자는 수직방향보다 수평방향으로 긴 단위화소 구조를 채택함으로써 수평방향의 움직임이 대부분인 영상신호의 화질을 개선시킬 수 있으며, 이는 수직방향으로 긴 통상의 단위화소구조를 채용한 TFT-LCD에서 화상도를 증가시킨 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기와 같이 수평방향으로 긴 단위화소를 갖는 화소를 델타방식으로 배열함으로써 영상신호의 곡선처리를 자연스럽게 할 수 있는 이점이 있다. 상기와 같은 화소구조를 채택한 액정패널은 특히 동화상(動畵像)처리에 유리한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 액정표시소자는 행반전구동방식과 프레임 분할구동방식을 병행하여 구동함으로써, 화상의 깜박거리는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (11)

  1. 각각 R,G,B 단위화소로 구성된 복수개의 화소가 열과 행의 매트릭스 형태로 배열된 화소배열구조에 있어서, 각 R,G,B 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 각 화소의 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화소배열구조.
  2. 제1항에 있어서, 복수개의 화소는 델타방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화소배열구조.
  3. 제1항에 있어서, 각 화소의 R,G,B 단위화소는 스트라이프 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화소배열구조.
  4. 다수의 데이터라인과 다수의 주사라인을 갖으며, 상부기판의 각 데이터 라인과 각 주사라인과의 교차점에 대응되는 부분에 R,G,B 단위화소로 구성된 칼라필터화소가 배열되며, 하부기판에 화소구동용 TFT가 배열되는 액정표시소자에 있어서, 각 R,G,B 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 각 칼라필터화소의 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열되고, 각 데이터 라인은 칼라필터 화소의 일측을 따라 배열되며, 칼라필터 화소구동용 TFT는 각 칼라필터에 대응하여 데이터 라인의 일측에 하나씩 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제4항에 있어서, 복수개의 칼라필터 화소는 델타방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제4항에 있어서, 각 칼라필터 화소의 R,G,B 단위화소는 스트라이프 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 다수의 데이터라인과 다수의 주사라인을 갖으며, 상부기판의 각 데이터 라인과 각 주사라인과의 교차점에 대응되는 부분에 R,G,B 단위화소로 구성된 칼라필터화소가 배열되며, 하부기판에 화소구동용 TFT가 배열되는 액정표시소자에 있어서, 각 R,G,B 단위화소가 수직방향보다 수평방향으로 길게 연장된 형태를 갖으며, 각 칼라필터화소의 R,G,B 단위화소가 수직방향으로 배열되고, 다수의 데이터 라인중 우수번째 데이터 라인은 칼라필터 화소를 가로질러 일직선으로 배열되며, 칼라필터 화소구동용 TFT는 각 칼라필터화소에 대응하여 데이터 라인의 양측에 하나씩 배열되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 다수의 데이터라인과 다수의 주사라인을 갖으며, 상부기판의 각 데이터 라인과 각 주사라인과의 교차점에 대응되는 부분에 칼라필터화소가 배열되며, 하부기판의 각 칼라필터화소에 대응되는 부분에 화소구동용 TFT가 각각 배열되는 액정표시소자에 있어서, 하나의 프레임을 다수의 필드로 분할하여 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서, 하나의 프레임을 3필드로 분할하여, 제1필드에서는 R신호를, 제2필드에서는 G 신호를, 제3필드에서는 B 신호를 각각 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
  10. 제8항에 있어서, 하나의 프레임의 각 필드에서 인가되는 R,G,B 신호는 이전 프레임의 각 필드에 인가되는 R,G,B 신호와 반대의 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
  11. 제10항에 있어서, 동일 프레임의 제1필드에서 해당 주사라인에 인가되는 R 신호와, 제2필드에서는 해당 주사라인에 인가되는 G 신호를, 제3필드에서는 해당주사라인에 인가되는 B 신호를 서로 반대의 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 구동방법.
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