KR102360758B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 제1 게이트 라인, 상기 제1 게이트 라인과 연결되고, 제1 극성 패턴의 데이터 전압과 상기 제1 극성 패턴과 반전된 극성의 제2 극성 패턴의 데이터 전압이 단위 프레임을 주기로 교번하여 인가되는 제1 화소 열 그룹 및 상기 제1 화소 열 그룹에 포함된 화소들과 각각 연결된 복수의 데이터 라인을 포함하되, 상기 제1 화소 열 그룹의 각 화소는 제1 레벨의 전압이 인가되는 제1 서브 화소와 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압이 인가되는 제2 서브 화소를 포함하고, 상기 제1 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭은 상기 제2 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭 보다 크다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치 중 특히 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다. 액정 표시 장치는 액정패널 상의 액정셀의 광 투과율을 데이터신호의 계조 값에 따라 조절하여 화상을 구현한다. 그런데 액정패널에 배열된 액정셀에 직류 전압이 장시간 인가되는 경우, 액정셀의 광 투과 특성이 열화된다. 즉, 직류 고착화 현상이 발생하며, 이는 액정패널 상에 표시되는 화상에 잔상의 원인이 된다.

이러한 직류 고착화를 방지하기 위한 방안으로, 표시 패널의 액정 셀들에 공급되는 데이터 전압을 공통 전압(Vcom)을 기준으로 반전하는 인버젼(Inversion) 방식이 제안되었다. 즉, 공통 전압(Vcom)은 일정한 레벨의 직류 전압으로 유지되고, 데이터 전압은 공통 전압(Vcom)을 기준으로, 소정 레벨의 정극성 전압과 소정 레벨의 부극성 전압이 한 프레임을 주기로 번갈아가며 인가될 수 있으며, 또한 단일 프레임 내에서도 인접하는 화소끼리 서로 다른 극성의 데이터 전압을 인가하여 크로스 토크 등과 같은 문제점을 해소할 수 있는 점 반전 구동(dot inversion) 및 특정 반전 패턴에 따라 복수의 화소 그룹에 인가하는 반전 구동도 종래 제안되었다.

공통 전압(Vcom)은 리플(ripple) 및 공통 전압(Vcom)의 쉬프트 현상 등에 의해 전압 값이 흔들릴 수 있다. 이에 따라, 동일한 레벨의 정극성 전압과 부극성 전압을 동일한 색의 화소들에 각각 인가하더라도, 정극성 전압이 인가된 화소가 표시하는 계조와 부극성 전압이 인가된 화소가 표시하는 계조는 차이가 나타날 수 있다. 특히, RGBW를 하나의 단위 화소로 설정하고, 특정 반전 패턴으로 반전 구동을 하는 경우, 정극성의 화소(+)와 부극성의 화소(R-)간의 거리는 일반적으로 RGB를 하나의 단위 화소로 설정한 경우보다 멀어질 수 있다. 즉, 정극성의 화소(+)와 부극성의 화소(-)는 인접하지 않은 상태에서 서로 다른 계조를 표현할 수 있으며, 이들 간의 색 차이가 사용자의 눈에 시인되어 액정 표시 장치의 표시 품질은 저하될 수 있다.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정극성의 화소와 부극성의 화소의 색 차이가 실질적으로 시인되지 않아, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 제1 게이트 라인, 상기 제1 게이트 라인과 연결되고, 제1 극성 패턴의 데이터 전압과 상기 제1 극성 패턴과 반전된 극성의 제2 극성 패턴의 데이터 전압이 단위 프레임을 주기로 교번하여 인가되는 제1 화소 열 그룹 및 상기 제1 화소 열 그룹에 포함된 화소들과 각각 연결된 복수의 데이터 라인을 포함하되, 상기 제1 화소 열 그룹의 각 화소는 제1 레벨의 전압이 인가되는 제1 서브 화소와 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압이 인가되는 제2 서브 화소를 포함하고, 상기 제1 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭은 상기 제2 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭 보다 크다.

상기 제1 서브 화소와 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 게이트 라인에 의해 공간적으로 분할될 수 있다.

상기 제1 서브 화소와 상기 제1 게이트 라인의 연결을 제어하는 제1 트랜지스터, 상기 제2 서브 화소와 상기 제1 게이트 라인의 연결을 제어하는 제2 트랜지스터, 상기 복수의 데이터 라인과 대응되도록 연장되고, 기준 전압이 인가되는 복수의 유지 라인 및 상기 복수의 유지 라인과 상기 제2 서브 화소의 연결을 제어하는 제3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.

각 화소에서 상기 제1 서브 화소가 차지하는 면적은 상기 제2 서브 화소가 차지하는 면적보다 클 수 있다.

상기 제1 서브 화소의 폭과 상기 제2 서브 화소의 폭은, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 따라 점점 증가할 수 있다.

상기 제2 서브 화소는 삼각형 형상이고, 상기 제1 서브 화소는 사다리꼴 형상일 수 있다.

상기 제1 화소 열 그룹에 포함된 제1 화소의 제1 서브 화소와 상기 제1 화소와 이웃하는 제2 화소의 제2 서브 화소는 상기 제1 방향을 따라 오버랩될 수 있다.

상기 제1 화소 열 그룹은, 상기 제1 방향을 따라 순서대로 배치된 R G B W R G B W를 포함할 수 있다(단, R은 적색 화소, G는 녹색 화소, B는 청색 화소, W는 백색 화소).

상기 제1 극성 패턴은 +-+--+-+이고, 상기 제2 극성 패턴은 -+-++-+-일 수 있다.

상기 정극성(+)의 적색 화소(R)의 제1 서브 화소와 상기 부극성(-)의 적색 화소(R)의 제1 서브 화소간의 상기 제1 방향으로의 최단 거리는, 상기 정극성(+)의 적색 화소(R)의 제2 서브 화소와 상기 부극성(-)의 적색 화소(R)의 제2 서브 화소간의 상기 제1 방향으로의 최단 거리보다 짧을 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 제1 게이트 라인, 상기 제1 게이트 라인과 연결되고, 서로 상이한 색의 제1 내지 제4 화소가 적어도 두 번 순차적으로 반복된 제1 화소 열 그룹 및 상기 제1 화소 열 그룹에 포함된 화소들과 각각 연결된 복수의 데이터 라인을 포함하되, 상기 제1 화소 열 그룹은 제1 서브 극성 패턴의 데이터 전압이 인가되는 제1 내지 제4 화소를 포함하는 제1 서브 그룹 및 상기 제1 서브 극성 패턴과 반전된 제2 서브 극성 패턴의 데이터 전압이 인가되는 제1 내지 제4 화소를 포함하는 제2 서브 그룹을 포함하고, 상기 제1 내지 제4 화소는 각각 제1 레벨의 전압이 인가되는 제1 서브 화소와 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압이 인가되는 제2 서브 화소를 포함하고, 상기 제1 서브 그룹의 제1 화소의 제1 서브 화소로부터 상기 제2 서브 그룹의 제1 화소의 제1 서브 화소 간의 상기 제1 방향의 최단 거리는 상기 제1 서브 그룹의 제1 화소의 제2 서브 화소로부터 상기 제2 서브 그룹의 제1 화소의 제2 서브 화소 간의 상기 제1 방향의 최단 거리보다 짧다.

상기 제1 서브 화소와 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 게이트 라인에 의해 공간적으로 분할될 수 있다.

상기 제1 서브 화소와 상기 제1 게이트 라인의 연결을 제어하는 제1 트랜지스터, 상기 제2 서브 화소와 상기 제1 게이트 라인의 연결을 제어하는 제2 트랜지스터, 상기 복수의 데이터 라인과 대응되도록 연장되고, 기준 전압이 인가되는 복수의 유지 라인 및 상기 복수의 유지 라인과 상기 제2 서브 화소의 연결을 제어하는 제3 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.

각 화소에서 상기 제1 서브 화소가 차지하는 면적은 상기 제2 서브 화소가 차지하는 면적보다 클 수 있다.

상기 제1 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭은 상기 제2 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭보다 클 수 있다.

상기 제1 서브 화소의 폭과 상기 제2 서브 화소의 폭은, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 따라 점점 증가할 수 있다.

상기 제2 서브 화소는 삼각형 형상이고, 상기 제1 서브 화소는 사다리꼴 형상일 수 있다.

상기 제1 화소의 제1 서브 화소와 상기 제2 화소의 제2 서브 화소는 상기 제1 방향을 따라 오버랩될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 화소는 상기 제1 방향을 따라 순서대로 배치된 R G B W일 수 있다(단, R은 적색 화소, G는 녹색 화소, B는 청색 화소, W는 백색 화소).

상기 제1 서브 극성 패턴은 +-+-이고, 상기 제2 서브 극성 패턴은 -+-+일 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

정극성의 화소와 부극성의 화소간의 계조 차이가 사용자의 눈에 시인되지 않을 수 있다.

즉, 표시 품질이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 제1 화소 열 그룹(PX1)을 확대한 평면도이다.
도 3은 종래 화소 열 그룹의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제1 화소 열 그룹의 평면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(110), 제어부(120), 데이터 구동부(130) 및 스캔 구동부(140)를 포함한다.

표시 패널(110)은 화상을 표시하는 패널일 수 있다. 표시 패널(110)은 제1 기판과 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성될 수 있다. 즉, 표시 패널(110)은 액정 패널일 수 있다. 여기서, 제1 기판은 후술한 복수의 화소 및 이와 연결된 라인들이 형성되는 어레이 기판일 수 있으며, 제2 기판은 제1 기판을 덮는 봉지 기판일 수 있다. 제2 기판은 상기 제1 기판과 대향하는 면에 공통 전극이 형성될 수 있다. 상기 공통 전극은 제1 기판의 표면에 형성되는 화소 전극과 수직 전계를 형성할 수 있으며, 상기 전계에 따라 액정층의 액정 분자의 배열은 조절될 수 있다. 즉, 공통 전극에는 공통 전압(Vcom)이 인가되며, 상기 화소 전극에는 후술한 데이터 전압이 인가되어 각 화소에는 이들의 전위차에 대응하는 전계가 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 공통 전극은 제1 기판에 형성될 수도 있으며, 제1 기판의 화소 전극과 수평 전계를 형성하여 상기 액정 분자의 배열을 조절할 수 있다. 여기서, 상기 전계에 따른 조절되는 액정 분자의 배열에 따라 표시 패널의 광 투과율은 제어될 수 있다.

표시 패널(110)은 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn), 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn)과 교차하는 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm) 및 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn) 중 하나와 및 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm) 중 하나와 각각 연결되는 복수의 화소를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn), 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm) 및 복수의 화소는 표시 패널(110)의 제1 기판 상에 형성될 수 있다. 복수의 화소는 매트릭스 형상으로 배치될 수 있다. 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn)은 제1 방향(X)으로 연장된 형상 일 수 있으며, 실질적으로 서로 평행할 수 있다. 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn)은 순서대로 배치된 제1 내지 제n 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn)을 포함할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm) 각각은 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn)과 교차할 수 있다. 즉, 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm)은 제1 방향(X)과 수직인 제2 방향(Y)으로 연장된 형상일 수 있으며, 실질적으로 서로 평행할 수 있다.

복수의 화소 각각은 복수의 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn) 중 하나 및 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm) 중 하나와 연결될 수 있다. 복수의 화소(PX) 각각은 연결된 스캔 라인(SL1, SL2, ..., SLn)으로부터 제공되는 스캔 신호(S1, S2, ..., Sn)에 대응하여 연결된 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm)에 인가되는 데이터 전압(D1, D2, ..., Dm)을 수신할 수 있다. 즉, 각 화소는 스캔 신호에 의해 턴 온되어 데이터 전압(D1, D2, ..., Dm)을 화소 전극에 전달하는 트랜지스터를 포함할 수 있다.

제어부(120)는 외부 시스템으로부터 제어 신호(CS) 및 영상 신호(R, G, B)를 수신할 수 있다. 여기서, 영상 신호(R, G, B)는 복수의 화소(PX)의 휘도 정보를 담고 있다. 휘도는 정해진 수효, 예를 들어, 1024, 256 또는 64개의 계조(gray)를 가질 수 있다. 제어 신호(CS)는 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 및 클럭 신호(CLK)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 영상 신호(R, G, B) 및 제어 신호(CS)에 따라 제1 및 제2 구동 제어 신호(CONT1, CONT2) 및 영상 데이터(DATA)를 생성할 수 있다. 제어부(120)는 수직 동기 신호(Vsync)에 따라 프레임 단위로 영상 신호(R, G, B)를 구분하고, 수평 동기 신호(Hsync)에 따라 주사 라인 단위로 영상 신호(R, G, B)를 구분하여 영상 데이터(DATA)를 생성할 수 있다. 제어부(120)는 제1 구동 제어 신호(CONT1)와 영상 데이터(DATA)를 데이터 구동부(130)에 전달할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 생성된 영상 데이터(DATA)를 보상하여 데이터 구동부(130)로 전달할 수 있다. 제어부(120)는 제2 구동 제어 신호(CONT2)를 스캔 구동부(140)로 전달할 수 있다.

스캔 구동부(140)는 표시 패널(120)과 복수의 스캔 라인(SL1 내지 SLn) 을 통해 연결될 수 있다. 제2 구동 제어 신호(CONT2)는 스캔 신호(S1 내지 Sn) 의 출력을 제어하는 신호일 수 있다. 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함할 수 있다. 스캔 구동부(140)는 복수의 게이트 드라이브 IC로 구성될 수 있으며, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 첫 번째 게이트펄스를 발생하는 게이트 드라이브 IC에 인가되어 첫 번째 게이트펄스가 발생되도록 그 게이트 드라이브 IC를 제어할 수 있다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호일 수 있다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 드라이브 IC들의 출력을 제어할 수 있다. 스캔 구동부(140)는 스캔 라인(SL1 내지 SLn)에 복수의 스캔 신호(S1 내지 Sn)를 순차적으로 인가할 수 있다.

데이터 구동부(130)는 쉬프트 레지스터, 래치 및 디지털 아날로그 변환부 등으로 구성될 수 있다. 데이터 구동부(130)는 제어부(120)로부터 제1 구동 제어 신호(CONT1) 및 영상 데이터(DATA)를 수신 받을 수 있다. 제1 구동 제어 신호(CONT1)은 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity: POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함할 수 있다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동부(130)의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어할 수 있다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동부(130)에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호일 수 있다. 데이터 구동부(130)는 복수의 소스 드라이브 IC를 포함할 수 있으며, 극성제어신호(POL)는 소스 드라이브 IC들 각각으로부터 순차적으로 출력되는 데이터 전압들의 극성을 제어할 수 있다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동부(130)의 출력 타이밍을 제어할 수 있다. 데이터 구동부(130)는 쉬프트 레지스터, 래치 어레이, 디지털-아날로그 변환기, 출력회로 등을 포함할 수 있다.

데이터 구동부(130)는 제1 제어 신호(CONT1)에 따라 영상 데이터(DATA)를 래치한 후, 래치된 데이터를 아날로그 정극성/부극성 감마 보상 전압으로 변환하여 소정 주기로 극성이 반전되는 복수의 데이터 전압(D1, D2, ..., Dm)을 복수의 출력 채널들을 통해 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm)에 공급할 수 있다. 출력 채널들 각각은 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm)에 일대일로 접속될 수 있다. 동일 출력 채널에서 출력되는 데이터 전압의 극성은 프레임 단위로 반전될 수 있다. 여기서, 데이터 구동부(130)은 한 프레임에서 제공하는 복수의 데이터 전압(D1, D2, ..., Dm)은 특정 극성 패턴을 가질 수 있다. 이러한 특정 극성 패턴은 하나의 화소 열 그룹을 기준으로 반복되는 형태일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 게이트 라인(SL1)과 연결된 복수의 화소들은 제1 화소 열 그룹(PX1)으로 정의될 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)은 8개의 화소들로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 화소 열 그룹(PX1)은 단위 프레임을 주기로 제1 극성 패턴의 데이터 전압과 이와 반전된 극성의 제2 극성 패턴의 데이터 전압이 교번하여 인가될 수 있다. 제1 극성 패턴은 도 1에 도시된 바와 같이, ‘+-+--+-+’일 수 있으며, 제2 극성 패턴은 제1 극성 패턴과 반전된 ‘-+-++-+-’일 수 있다. 여기서 ‘+’는 공통 전압보다 높은 레벨의 전압이고, ‘-’는 공통 전압보다 낮은 레벨의 전압일 수 있다. 데이터 전압과 공통 전압의 차이에 따라 액정층은 제어될 수 있다. 제1 극성 패턴은 종래의 하나의 화소를 기준으로 극성을 반전하는 닷 인버젼(dot inversion)보다 공통 전극의 쉬프트를 방지하여 스메어(smear) 현상을 감소시킬 수 있는 반전 방식일 수 있다. 제1 게이트 라인(SL1)과 연결된 화소들은 이러한, 제1 화소 열 그룹(PX1)이 정수 배 반복되어 배치된 구성일 수 있다. 즉, 제1 게이트 라인(SL1)과 연결된 화소들은 ‘+-+--+-+’가 반복된 극성 패턴의 데이터 전압을 제1 스캔 신호(S1)에 대응하여 인가 받을 수 있다. 그리고, 제1 게이트 라인(SL1)이 아닌 다른 게이트 라인들(SL2, ..., SLn)에 연결된 화소 열 그룹들도 제1 게이트 라인(SL1)에 제공되는 극성과 동일한 극성 패턴의 데이터 전압을 제공받을 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 게이트 라인(SL1)에 연결된 화소들은 연속하는 제2 게이트 라인(SL2)에 연결된 화소들과 서로 상반된 극성의 데이터 전압을 인가 받고, 제3 게이트 라인(SL3)에 연결된 화소들은 제2 게이트 라인(SL2) 연결된 화소들과 서로 상반된 극성(제1 게이트 라인과 동일한 극성 패턴)의 데이터 전압을 인가 받는 컬럼 인버젼(column inversion) 방식일 수도 있다.

제1 화소 열 그룹(PX1)은 서로 상이한 색의 제1 내지 제4 화소가 적어도 두 번 순차적으로 반복되어 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 화소 열 그룹(PX1)이 8개의 화소로 구성된다고 하였을 때, 제1 화소 열 그룹(PX1)은 순차적으로 배치된 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소, 제4 화소, 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소 및 제4 화소를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 화소는 적색 화소(R), 제2 화소는 녹색 화소(G), 제3 화소는 청색 화소(B), 제4 화소는 백색 화소(W)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 내지 제4 화소들 각각의 색깔과 제1 내지 제4 화소들의 배치 순서는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. 여기서, 적색 화소(R)란 표시 패널의 각 화소의 화소 전극(미도시)의 상부 또는 하부에 적색 컬러 필터가 배치된 상태로, 적색광을 방출하는 화소를 의미할 수 있다. 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)은 각각 배치된 녹색 컬러 필터와 청색 컬러 필터에 의해 각각 녹색광과 청색광을 방출하는 화소를 의미할 수 있다. 그리고, 백색 화소(W)는 컬러 필터가 배치되지 않거나, 투명한 컬러 필터가 배치되어 백색광을 방출하는 화소를 의미할 수 있다. 즉, 제1 화소 열 그룹(PX1)은 순차적으로 배치된 R G B W R G B W 를 포함할 수 있다. 또한, 제1 게이트 라인(SL1)에 연결된 화소들은 상술한 R G B W R G B W 가 반복 배치된 상태일 수 있다. 그리고, 제1 게이트 라인(SL1)과 연속하는 제2 게이트 라인(SL2)에 연결된 화소들은 제1 게이트 라인(SL1)에 배치된 화소들과 다른 순서로 배치될 수 있다. 즉, 색의 끌림에 따른 표시 품질의 저하를 방지하기 위해서, 제2 게이트 라인(SL2)에 연결된 화소들은 B W R G B W R G가 반복되어 배치된 상태일 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것일 뿐, 제2 게이트 라인(SL2)의 화소 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 후술할 제1 화소 열 그룹(PX1)에 대한 설명은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)의 나머지 화소들에게도 동일하게 적용될 수 있다.

상술한 화소 배치와 데이터 전압의 극성 패턴에 따라, 제1 화소 열 그룹(PX1)은 한 프레임에서 정극성의 적색 화소(R+), 부극성의 녹색 화소(G-), 정극성의 청색 화소(B+), 부극성의 백색 화소(W-), 부극성의 적색 화소(R-), 정극성의 녹색 화소(G+), 부극성의 청색 화소(B-), 정극성의 백색 화소(W+)일 수 있다. 정극성의 데이터 전압과 부극성의 데이터 전압은 공통 전압으로부터 레벨 차이가 동일할 수 있으나, 공통 전압의 리플 및 공통 전압의 쉬프트 현상 등에 따라 실재로 각 화소들이 표시하는 휘도에 차이가 발생하게 된다. 즉, 정극성의 적색 화소(R+)와 부극성의 적색 화소(R-)와, 정극성의 녹색 화소(G+)와 부극성의 녹색 화소(G-), 정극성의 청색 화소(B+)와 부극성의 청색 화소(B-), 정극성의 백색 화소(W+)와 부극성의 백색 화소(W-)는 각각 휘도 차이를 나타낼 수 있다. 그리고, 반대되는 극성의 화소들(R+, R-) 사이에 다른 색의 3개의 화소들(G-, B+, W-)이 배치되기에, 반대되는 극성의 화소들(R+, R-)의 휘도 차이가 사용자의 보다 눈에 쉽게 시인될 수 있어 표시 품질이 저하될 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 표시 장치(10)는 서로 다른 극성의 화소들(R+, R-)의 거리를 최소화할 수 있는 화소 구조를 포함하여, 이러한 휘도 차이가 사용자의 눈에 실질적으로 시인되지 않도록 할 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 표시 장치(10)의 화소 구조에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 도 1의 제1 화소 열 그룹(PX1)을 확대한 평면도이며, 도 3은 종래 화소 열 그룹의 개략적인 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 화소 열 그룹(PX1)은 8개의 화소(R+, G-, B+, W-, R-, G+, B-, W+)를 포함할 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)에 인가되는 극성 패턴인 ‘+-+--+-+’는 제1 서브 극성 패턴인 ‘+-+-’과 제1 서브 극성 패턴과 반전된 극성의 제2 서브 극성 패턴인 ‘-+-+’를 포함할 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)에 포함된 화소들은 제1 서브 극성 패턴의 데이터 전압이 인가되는 제1 서브 그룹과 제2 서브 극성 패턴의 데이터 전압이 인가되는 제2 서브 그룹을 포함할 수 있다. 즉, 제1 서브 그룹의 화소들과 제2 서브 그룹의 화소들은 동일한 구성일 수 있으나, 이에 인가되는 데이터 전압의 극성에 따라 구분될 수 있다. 제1 서브 그룹은 제1 내지 제4 화소(R+, G-, B+, W-)이고, 제2 서브 그룹은 제5 내지 제8 화소(R-, G+, B-, W+)일 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 서브 그룹의 각 화소와 제2 서브 그룹의 각 화소는 서로 반전된 극성에 의해 휘도 차이가 발생할 수 있다.

여기서, 제1 화소 열 그룹(PX1)의 각 화소는 제1 서브 화소(H)와 제2 서브 화소(L)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(H)는 제1 레벨의 전압이 인가되고, 제2 서브 화소(L)는 제1 레벨보다 낮은 레벨의 제2 레벨의 전압이 인가될 수 있다. 제1 레벨의 전압은 입력된 영상 신호(R, G, B)에 대응하는 입력 인가 전압보다 높은 고 전압인 하이 전압일 수 있다. 그리고, 제2 레벨은 입력된 영상 신호(R, G, B)에 대응하는 입력 인가 전압보다 낮은 저 전압인 로우 전압일 수 있다. 각 화소는 한 프레임에서 제1 레벨의 전압이 인가되는 제1 서브 화소(H)에서 표시되는 휘도와 제2 레벨의 전압이 인가되는 제2 서브 화소(L)에서 표시되는 휘도가 합쳐져서 입력된 영상 신호에 대응되는 휘도 값을 표시할 수 있다. 즉, 본 실시예의 액정 표시 장치는 각 화소를 복수의 공간으로 분할하는 분할 구동 동작을 행할 수 있다.

각 화소는 제1 서브 화소(H)와 제1 게이트 라인(SL1)을 연결하는 제1 트랜지스터(TR1), 제2 서브 화소(L)와 제1 게이트 라인(SL1)을 연결하는 제2 트랜지스터(TR2) 및 데이터 라인과 대응되도록 연장되고, 기준 전압이 인가되는 복수의 유지 라인(RL1, RL2, ..., RLm) 및 각 유지 라인과 제2 서브 화소(L)를 연결하는 제3 트랜지스터(TR3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(H)와 제2 서브 화소(L)는 제1 게이트 라인(SL1)을 통해 제공되는 스캔 신호에 대응하여 각 데이터 라인을 통해 전달되는 데이터 전압을 인가 받을 수 있다. 다만, 제2 서브 화소(L)는 스캔 신호에 대응하여 턴 온된 제3 트랜지스터(TR3)를 통해 각 유지 라인과 연결될 수 있다. 따라서, 제2 서브 화소(L)에 인가되는 전압은 각 유지 라인을 통해 분압될 수 있으며, 제2 서브 화소(L)에는 제1 서브 화소(H)에 충전되는 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압이 충전될 수 있다. 상술한 분할 구동에서 제1 서브 화소(H)와 제2 서브 화소(L)에 대응되는 액정 분자들은 서로 다른 각도로 회전하게 되어, 시야각 특성이 개선될 수 있다.

높은 휘도 값을 표시하는 제1 서브 화소(H)와 낮은 휘도 값을 표시하는 제2 서브 화소(L)는 제1 방향(X)으로의 최대 폭이 서로 상이할 수 있다. 제1 서브 화소(H)의 제1 방향(X)으로의 최대 폭(P1)은 제2 서브 화소(L)의 제1 방향(X)으로의 최대 폭(P2)보다 클 수 있다. 제1 서브 화소(H)의 최대 폭(P1)은 실질적으로 제2 서브 화소(L)의 최대 폭(P2)의 2배일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 서브 화소(H)와 제2 서브 화소(L)의 제1 방향(X)과 수직인 제2 방향(Y)의 폭은 서로 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)의 각 화소는 서로 다른 크기의 직사각형 형태의 제1 서브 화소(H)와 제2 서브 화소(L)로 구성되되, 제2 서브 화소(L)의 가로 폭은 제1 서브 화소(H)의 가로 폭보다 작게 설정될 수 있다. 각 화소에서 제1 서브 화소(H)가 차지하는 면적은 제2 서브 화소(L)가 차지하는 면적보다 클 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)의 제1 화소(R+)의 제1 서브 화소(H) 및 제2 서브 화소(L)와 제2 화소(G-)의 제1 서브 화소(H) 및 제2 서브 화소(L)는 동일한 크기일 수 있으나, 배치되는 위치는 서로 반대일 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)의 제1 화소(R+)의 제1 서브 화소(H)는 제2 화소(G-)의 제2 서브 화소(L)는 제1 방향(X)을 따라 오버랩될 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)의 제1 화소(R+)의 제1 서브 화소(H)는 제2 화소(G-)의 제2 서브 화소(L)는 제1 방향(X)을 따라 나란히 위치할 수 있다. 그리고, 제1 화소 열 그룹(PX1)의 제1 화소(R+)의 제2 서브 화소(L)는 제2 화소(G-)의 제1 서브 화소(H)는 제1 방향(X)을 따라 오버랩될 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)의 제1 화소(R+)의 제2 서브 화소(L)는 제2 화소(G-)의 제1 서브 화소(H)는 제1 방향(X)을 따라 나란히 위치할 수 있다. 즉, 제1 화소(R+)는 ‘ㄴ’ 형상이고, 제2 화소(G-)는 ‘ㄱ’ 형상일 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1)에서 기 수번째 화소들은 제1 화소(R+)와 같이 구성될 수 있으며, 우 수번째 화소들은 제2 화소(G-)와 같이 구성될 수 있다. 제1, 제3, 제5, 제7 화소들(R+, B+, R-, B-)들은 ‘ㄴ’ 형상이고, 제2. 제4, 제6, 제8 화소(G-, W-, G+, W+)는 ‘ㄱ’ 형상일 수 있다. 이에 따라, 제1 화소(R+)의 제1 서브 화소(H)와 제5 화소(R-)의 제1 서브 화소(H)간의 거리(L1)는 제1 화소(R+)의 제2 서브 화소(L)와 제5 화소(R-)의 제2 서브 화소간의 거리보다 짧을 수 있다. 제1 서브 그룹의 제1 화소(R+)의 제1 서브 화소(H)로부터 제2 서브 그룹의 제1 화소(R-)의 제1 서브 화소(H) 간의 제1 방향(X)의 최단 거리는 제1 서브 그룹의 제1 화소(R+)의 제2 서브 화소(L)로부터 제2 서브 그룹의 제1 화소(R-)의 제2 서브 화소(L) 간의 제1 방향(X)의 최단 거리보다 짧을 수 있다. 이러한 거리 관계는 제1 서브 그룹의 제2, 제3, 제4 화소와 제2 서브 그룹의 제6, 제7, 제8 화소에도 각각 동일하게 형성될 수 있다.

제1 서브 그룹의 화소들과 제2 서브 그룹의 화소들의 휘도 차이가 사용자에게 시인되는 것은 높은 휘도 값을 표시하는 제1 서브 화소(H)에 의해 결정될 수 있다. 본 실시예에 따른 제1 서브 그룹의 화소들과 제2 서브 그룹의 화소들은 상기와 같은 구조에 따라, 높은 휘도 값을 표시하는 제1 서브 화소(H) 간의 거리(L1)는 종래 구조보다 감소될 수 있다. 제1 서브 화소(H)와 제2 서브 화소(L)의 제1 방향(X)의 폭(P3)을 동일하게 형성한 종래 표시 장치에서, 제1 화소(R+)의 제1 서브 화소(H)와 제5 화소(R-)의 제1 서브 화소(H)의 거리(L2)보다 본 실시예에 따른 화소 구조에서 제1 서브 화소(H) 간의 거리(L1)가 보다 짧게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 화소(R+)와 제5 화소(R-)는 짧은 거리에 배치되었기에 이들 간의 휘도 차이가 발생하더라도, 사용자의 눈에 이러한 휘도 차이가 용이하게 시인되지 않을 수 있다. 따라서, 휘도 차이가 시인되어 발생되어 표시 품질이 저하되는 것은 방지될 수 있다.

다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제1 화소 열 그룹의 평면도이다. 이하의 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제1 화소 열 그룹(PX1’)은 8개의 화소(R+, G-, B+, W-, R-, G+, B-, W+)를 포함할 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1’)에 인가되는 극성 패턴인 ‘+-+--+-+’는 제1 서브 극성 패턴인 ‘+-+-’과 제1 서브 극성 패턴과 반전된 극성의 제2 서브 극성 패턴인 ‘-+-+’를 포함할 수 있다. 제1 화소 열 그룹(PX1’)에 포함된 화소들은 제1 서브 극성 패턴의 데이터 전압이 인가되는 제1 서브 그룹과 제2 서브 극성 패턴의 데이터 전압이 인가되는 제2 서브 그룹을 포함할 수 있다. 즉, 제1 서브 그룹의 화소들과 제2 서브 그룹의 화소들은 동일한 구성일 수 있으나, 이에 인가되는 데이터 전압의 극성에 따라 구분될 수 있다. 제1 서브 그룹은 제1 내지 제4 화소(R+, G-, B+, W-)이고, 제2 서브 그룹은 제5 내지 제8 화소(R-, G+, B-, W+)일 수 있다. 제1 서브 그룹의 각 화소와 제2 서브 그룹의 각 화소는 서로 반전된 극성을 가진 데이터 전압이 인가됨에 의해 휘도 차이가 발생할 수 있다.

제1 화소 열 그룹(PX1’)의 각 화소(R+, G-, B+, W-, R-, G+, B-, W+)는 제1 서브 화소(H)와 제2 서브 화소(L)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(H)는 제1 레벨의 전압이 인가되고, 제2 서브 화소(L)는 제1 레벨보다 낮은 레벨의 제2 레벨의 전압이 인가될 수 있다. 각 화소는 한 프레임에서 제1 레벨의 전압이 인가되는 제1 서브 화소(H)에서 표시되는 휘도와 제2 레벨의 전압이 인가되는 제2 서브 화소(L)에서 표시되는 휘도가 합쳐져서 입력된 영상 신호에 대응되는 휘도 값을 표시할 수 있다. 높은 휘도 값을 표시하는 제1 서브 화소(H)와 낮은 휘도 값을 표시하는 제2 서브 화소(L)는 제1 방향(X)으로의 최대 폭이 서로 상이할 수 있다. 제1 서브 화소(H)의 제1 방향(X)으로의 최대 폭(P1)은 제2 서브 화소(L)의 제1 방향(X)으로의 최대 폭(P2)보다 클 수 있다. 본 실시예에서, 제1 서브 화소(H)의 제1 방향(X)으로의 폭과, 제2 서브 화소(L)의 제1 방향(X)으로의 폭은 제1 방향(X)과 수직하는 제2 방향(Y)에 따라 점점 증가할 수 있다. 즉, 제2 서브 화소(L)는 삼각형 형상이고, 제1 서브 화소(H)는 사다리꼴 형상일 수 있다. 이에 따라, 제1 화소(R+)의 제1 서브 화소(H)와 제5 화소(R-)의 제1 서브 화소(H)간의 거리(L1’)는 종래 표시 장치와 비교하여 보다 더 짧게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 화소(R+)와 제5 화소(R-)는 보다 더 짧은 거리에 배치되었기에 이들 간의 휘도 차이가 발생하더라도, 사용자의 눈에 이러한 휘도 차이가 용이하게 시인되지 않을 수 있다. 따라서, 휘도 차이가 시인되어 발생되어 표시 품질이 저하되는 것은 방지될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 표시 장치
110: 표시 패널
120: 제어부
130: 데이터 구동부
140: 스캔 구동부

Claims (20)

1. 제1 방향으로 연장된 제1 게이트 라인;
   상기 제1 게이트 라인과 연결되고, 제1 극성 패턴의 데이터 전압과 상기 제1 극성 패턴과 반전된 극성의 제2 극성 패턴의 데이터 전압이 단위 프레임을 주기로 교번하여 인가되는 제1 화소 열 그룹; 및
   상기 제1 화소 열 그룹에 포함된 화소들과 각각 연결된 복수의 데이터 라인을 포함하되,
   상기 제1 화소 열 그룹의 각 화소는 제1 레벨의 전압이 인가되는 제1 서브 화소와 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 전압이 인가되는 제2 서브 화소를 포함하고,
   상기 제1 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭은 상기 제2 서브 화소의 상기 제1 방향으로의 최대 폭 보다 크고,
   상기 제1 화소 열 그룹에 포함된 제1 화소의 제1 서브 화소와 제2 서브 화소는 상기 제1 게이트 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 중 제1 데이터 라인에 연결되고,
   상기 제1 화소 열 그룹에 포함된 제2 화소의 제1 서브 화소와 제2 서브 화소는 상기 제1 게이트 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 중 제2 데이터 라인에 연결되고,
   상기 제1 화소의 상기 제1 서브 화소는 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 상기 제2 화소의 상기 제1 서브 화소와 중첩하고,
   상기 제2 데이터 라인 중 일부는 상기 제2 방향을 따라 상기 제1 화소의 상기 제1 서브 화소와 상기 제2 화소의 상기 제1 서브 화소 사이에 위치하는 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 서브 화소와 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 게이트 라인에 의해 공간적으로 분할되는 표시 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 서브 화소와 상기 제1 게이트 라인의 연결을 제어하는 제1 트랜지스터,
   상기 제2 서브 화소와 상기 제1 게이트 라인의 연결을 제어하는 제2 트랜지스터,
   상기 복수의 데이터 라인과 대응되도록 연장되고, 기준 전압이 인가되는 복수의 유지 라인 및
   상기 복수의 유지 라인과 상기 제2 서브 화소의 연결을 제어하는 제3 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.
4. 제2 항에 있어서,
   각 화소에서 상기 제1 서브 화소가 차지하는 면적은 상기 제2 서브 화소가 차지하는 면적보다 큰 표시 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 서브 화소의 폭과 상기 제2 서브 화소의 폭은,
   상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 따라 점점 증가하는 표시 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제2 서브 화소는 삼각형 형상이고, 상기 제1 서브 화소는 사다리꼴 형상인 표시 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 화소의 상기 제1 서브 화소와 상기 제2 화소의 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 방향을 따라 오버랩되는 표시 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 화소 열 그룹은, 상기 제1 방향을 따라 순서대로 배치된 R G B W R G B W를 포함하는 표시 장치(단, R은 적색 화소, G는 녹색 화소, B는 청색 화소, W는 백색 화소).
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 극성 패턴은 +-+--+-+이고, 상기 제2 극성 패턴은 -+-++-+-인 표시 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 정극성(+)의 적색 화소(R)의 제1 서브 화소와 상기 부극성(-)의 적색 화소(R)의 제1 서브 화소간의 상기 제1 방향으로의 최단 거리는,
    상기 정극성(+)의 적색 화소(R)의 제2 서브 화소와 상기 부극성(-)의 적색 화소(R)의 제2 서브 화소간의 상기 제1 방향으로의 최단 거리보다 짧은 표시 장치.
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