KR100947771B1 - 액정표시패널 및 그 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문자표현능력을 향상시킬 수 있는 액정표시패널 및 그 구동장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정표시패널은 데이터가 공급되는 데이터라인과, 스캔신호가 공급되며 적어도 일부가 절곡된 게이트라인과, 상기 게이트라인의 절곡된 부분에 의해 적어도 일부가 한정되는 다수의 서브 화소들과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 서브 화소들 각각을 구동하기 위한 스위치소자를 구비하고, 하나의 화소는 상호 대각선 방향에 각각 배열되는 적어도 4 개 이상의 상기 서브 화소들을 포함하며, 상기 서브 화소들 중 적어도 하나는 육각형 형태인 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시패널 및 그 구동장치{Liquid Crystal Display Panel And Driving Apparatus Thereof}

도 1은 통상적인 액정표시장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 액정패널의 액정셀 구조를 도시한 평면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 스트라이프 구조를 갖는 액정표시패널을 이용하여 사선을 갖는 "A"를 표현한 도면이다.

도 4는 스트라이프형 펜타일 매트릭스구조를 갖는 액정표시패널을 나타내는 평면도이다.

도 5는 사선형 펜타일 매트릭스구조를 갖는 액정표시패널을 나타내는 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 헤타일 구조를 갖는 액정표시패널을 나타내는 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 헤타일 구조를 갖는 액정표시패널을 나타내는 평면도이다.

도 8은 도 7에 도시된 B서브화소와 G서브화소의 교차영역을 상세히 나타내는 도면이다.

도 9는 도 6 및 도 7에 도시된 액정표시패널을 구동하기 위한 구동장치를 나타내는 블럭도이다.

도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 서브화소의 다양한 배치를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,52 : 액정표시패널 4,48 : 게이트 드라이버

6,50 : 데이터 드라이버 8 : 감마전압발생부

10,46 : 타이밍제어부 12,30 : 박막트랜지스터

14 : 스토리지캐패시터 16 : 게이트전극

18 : 소스전극 20 : 드레인전극

22,70a,70b,80a,80b : 화소전극 40 : 프레임메모리

42 : 화소데이터정렬부 44 : 제어신호발생부

70c, 80c : 연결부 84a,84b : 접촉홀

본 발명은 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 문자표현능력을 향상시킬 수 있는 액정표시패널 및 그 구동장치에 관한 것이다.

통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널과 이 액정패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.

실제로, 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널(2)과, 액정패널(2)의 게이트라인들(GL0 내지 GLn)을 구동하기 위한 게이트드라이버(4)와, 액정패널(2)의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)을 구동하기 위한 데이터드라이버(6)와, 데이터드라이버(6)에 감마전압을 공급하기 위한 감마전압 발생부(8)와, 게이트드라이버(4)와 데이터드라이버(6)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(10)를 구비한다.

타이밍 제어부(10)는 외부로부터 입력되는 클럭신호, 수평 및 수직 동기신호 등에 응답하여 게이트 드라이버(4)와 데이터드 라이버(6)의 구동 타이밍을 제어하게 된다. 다시 말하여, 타이밍 제어부(10)는 클럭신호와 수평 및 수직 동기신호에 응답하여 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 스타트 펄스(GSP) 등을 생성하여 게이트 드라이버(4)에 공급한다. 또한, 타이밍 제어부(10)는 입력 클럭신호와 수평 및 수직 동기신호에 응답하여 데이터 클럭 신호, 데이터 제어 신호, 극성제어신호 등을 생성하여 데이터 드라이버(6)에 공급함과 아울러 데이터 클럭신호에 동기하여 외부로부터 입력되어진 적(R), 녹(G), 청(B) 비디오데이터들을 데이터드라이버(6)에 공급한다.

게이트 드라이버(4)는 타이밍 제어부(10)의 제어에 응답하여 게이트라인들(GL1 내지 GLn)에 해당 주사기간동안(1H) 게이트 하이전압을 공급하여 박막 트랜지스터들(TFT)이 구동되게 하고, 나머지 기간에서는 게이트 로우전압을 인가한다. 또한, 게이트 드라이버(4)는 첫번째 주사라인의 스토리지 캐패시터(Cst)를 위해 형성된 최상측의 게이트라인(GL0)에는 게이트 로우전압을 인가한다.

데이터 드라이버(6)는 타이밍 제어부(10)의 제어에 응답하여 타이밍 제어부(10)로부터의 디지털 데이터신호를 아날로그 데이터신호로 변환하여 게이트라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 하이전압이 공급되는 1수평기간(1H)마다 1수평라인분의 데이터신호를 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급한다. 이때, 감마전압 발생부(8)는 데이터신호의 전압레벨에 따라 서로 다른 레벨을 갖도록 미리 설정된 감마전압을 데이터 드라이버(6)에 공급한다. 데이터 드라이버(6)는 감마전압을 이용하여 디지털 데이터신호를 아날로그 데이터신호로 변환함으로써 액정표시장치에서의 감마특성이 보정되게 한다. 또한, 데이터 드라이버(6)는 타이밍제어부(10)로부터 극성제어신호에 따라 데이터라인들(DL1 내지 DLm)에 공급되는 데이터신호들의 극성을 반전시키게 된다.

액정패널(2)은 매트릭스 형태로 배열되어진 액정셀들과, n+1개의 게이트라인들(GL0 내지 GLn)과 m개의 데이터라인들(DL1 내지 DLm)의 교차부에 각각 형성된 박막트랜지스터(TFT)를 구비한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 게이트하이전압에 응답하여 데이터라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터신호를 액정셀에 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 박막트랜지스터(TFT)에 접속된 화소전극을 포함하는 액정용량 캐패시터(Clc)로 등 가적으로 표시될 수 있다. 그리고, 액정셀 내에는 액정용량 캐패시터(Clc)에 충전된 데이터전압을 다음 데이터전압이 충전될 때까지, 즉 게이트로우전압이 인가되는 동안 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Cst)가 더 형성된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 이전단 게이트라인과 화소전극 사이에 형성된다.

이러한 액정패널(2)에서 액정셀의 형상을 좌우하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 상세히 하면 도 2에 도시된 바와 같다.

도 2를 참조하면, 게이트라인들(GL0, GL1, ...)과 데이터라인들(DL1, DL2, ...)의 교차구조로 마련된 셀영역에는 화소전극(22)이 마련된다. 화소전극(22)은 박막 트랜지스터(12)의 소스 및 드레인 전극(18,20)을 경유하여 데이터라인들(DL1, DL2, ...) 중 어느 하나에 접속된다. 박막 트랜지스터(12)의 게이트전극(16)은 게이트라인들(GL1, GL2, ...) 중 어느 하나에 접속된다. 스토리지 캐패시터(14)는 해당 화소전극(22)과 이전단 게이트라인(GLi-1)과의 중첩부에 형성된다. 데이터라인들(DL1, DL2, ...) 각각에는 칼라표시를 위한 적, 녹, 청색 데이터신호가 각각 공급된다.

이러한 박막트랜지스터 어레이 기판과 액정층을 사이에 두고 대면하는 도시하지 않은 상부기판에는 적, 녹, 청 칼라필터들이 화소전극(22)이 형성된 셀영역에 대응되게 형성됨과 아울러 액정층에 기준전압을 공급하기 위한 공통전극이 전면으로 형성된다. 적, 녹, 청 칼라필터가 형성된 액정셀들 각각은 서브화소(R, G, B)에 해당되고, 나란하게 배치된 적, 녹, 청 서브화소(R, G, B)의 조합으로 하나의 화소를 표현하게 된다.

이러한 구성을 가지는 종래의 액정표시장치는 선명한 화상을 표시하기 위하여 고해상도화 되어감에 따라 화소수가 증가되어가고 있다. 이러한 화소수 증대로 그들을 구동하기 위한 드라이브 IC(Integrated Circuit)들의 수, 특히 고가의 데이터 드라이브 IC의 수가 증대되어 제조비용(Cost)이 상승되게 되었다. 또한, 종래 스트라이프 구조의 액정표시패널은 직선 표현은 용이하지만 사선 표현 능력이 떨어진다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 사선을 갖는 "A" 표현 능력이 떨어진다. 뿐만 아니라, 종래의 액정표시장치에서는 적(이하, R이라 함), 녹(이하, G라 함), 청(이하, B라 함) 서브화소들이 스트라이프 형상으로 고정배치됨에 따라 고해상도 구현에 한계가 있었다.

이러한 해상도 한계를 극복하기 위하여, 최근에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 화소가 5개의 서브화소로 구성되는 펜타일 매트릭스(PenTile Matrix) 구조가 제안되어졌다. 펜타일 매트릭스의 화소는 중앙에 위치하는 하나의 B 서브화소, 그 B 서브화소 주위에서 한 대각선 방향으로 위치하는 2개의 R 서브화소와, 다른 대각선 방향으로 위치하는 2개의 G 서브화소로 구성된다.

도 4 및 도 5에 도시된 펜타일 매트릭스구조는 도 2에 도시된 바와 같이 서브화소들이 스트라이프 형상으로 배치된 기존 매트릭스구조보다 훨씬 작은 화소수로도 동등한 해상도 구현이 가능한다. 그러나, 도 5에 도시된 펜타일 매트릭스구조는 B서브화소가 마름모형태로 형성됨으로써 도 2에 도시된 기존 매트릭스구조보다 사선표현이 용이하지만 여전히 곡선의 표현이 용이하지 않은 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 더욱 부드러운 폰트 구현이 가능한 액정표시패널이 요구되고 있다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 펜타일 매트릭스의 액정표시패널은 한 화소가 5개의 서브화소를 구비함에 따라 기존과는 다른 데이터 구동방식으로 그 서브화소들에 데이터를 공급해야만 한다. 특히, 펜타일 매트릭스의 구동방법으로는 고가의 데이터 드라이브 IC의 수를 줄이기 위하여 R,G 서브화소가 하나의 데이터라인을 공유해야만 한다. 그러나, 하나의 데이터라인을 공유하는 기술적인 수단이 구체화되지 않은 상태이다.

따라서, 본 발명의 목적은 문자표현능력을 향상시킬 수 있는 액정표시패널 및 그 구동장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널은 데이터가 공급되는 데이터라인과, 스캔신호가 공급되며 적어도 일부가 절곡된 게이트라인과, 상기 게이트라인의 절곡된 부분에 의해 적어도 일부가 한정되는 다수의 서브 화소들과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 서브 화소들 각각을 구동하기 위한 스위치소자를 구비하고, 하나의 화소는 상호 대각선 방향에 각각 배열되는 적어도 4 개 이상의 상기 서브 화소들을 포함하며, 상기 서브 화소들 중 적어도 하나는 육각형 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 데이터라인은 제1 내지 제3 데이터라인을 포함하며, 상기 게이트라인은 제1 및 제2 게이트라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는 상기 제1 데이터라인 및 제1 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제1 서브화소와, 상기 제1 데이터라인 및 제2 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제2 서브화소와, 상기 제1 서브화소와 상기 제2 게이트라인을 사이에 두고 대각선방향으로 마주보며 상기 제2 게이트라인과 제2 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제3 서브화소와, 상기 제2 서브화소와 상기 제2 게이트라인을 사이에 두고 상기 대각선방향과 교차하는 방향으로 마주보며 상기 제1 게이트라인과 제3 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제4 서브화소와, 상기 제1 및 제4 서브화소 사이에 위치하며 상기 제1 게이트라인과 제3 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제5 서브화소와, 상기 제3 및 제4 서브화소 사이에 위치하며 상기 제2 게이트라인과 제3 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제6 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 내지 제6 서브화소 각각은 제1 내지 제6 색 중 어느 한 색을 구현하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제3 서브화소는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제2 및 제4 서브화소는 나머지 두 색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제5 및 제6 서브화소는 나머지 한 색을 구현하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 내지 제4 서브화소는 육각형 형태로 형성되며, 상기 제5 및 제6 서브화소는 마름모형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 게이트라인은 상기 제5 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며, 상기 제2 게이트라인은 상기 제6 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 데이터라인은 상기 제1 및 제2 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며, 상기 제2 데이터라인은 상기 제5 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며, 상기 제3 데이터라인은 상기 제6 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터라인은 제1 및 제2 데이터라인을 포함하며, 상기 게이트라인은 제1 및 제2 게이트라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는 상기 제1 데이터라인과 제1 및 제2 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되며 상기 제2 게이트라인을 가로질러 대각선방향으로 신장되어 형성되는 제1 서브화소와, 상기 제1 서브화소와 교차하며 상기 제2 게이트라인을 가로질러 상기 대각선방향과 교차하는 방향으로 신장되어 형성되는 제2 서브화소와, 상기 제1 및 제2 서브화소 사이에 위치하며, 상기 제2 데이터라인과 상기 제1 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제3 서브화소와, 상기 제1 및 제2 서브화소 사이에 위치하며, 상기 제2 데이터라인과 상기 제2 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제4 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 내지 제4 서브화소 각각은 제1 내지 제4 색 중 어느 한 색을 구현하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 및 제4 서브화소는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제2 서브화소는 나머지 두 색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제1 서브화소는 나머지 한 색을 구현하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 및 제4 서브화소는 마름모형태의 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 서브화소 중 적어도 어느 하나는 상기 화소영역에 육각형 형태로 형성되는 제1 및 제2 화소전극과, 상기 제2 게이트라인과 대응되는 영역에 형성되며 상기 제1 및 제2 화소전극을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 서브화소의 연결부와 상기 제2 서브화소의 연결부는 서로 다른 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 서브화소의 연결부는 상기 화소전극과 동일금속으로 형성되며, 상기 제2 서브화소의 연결부는 상기 화소전극 및 상기 게이트라인과 다른 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 서브화소의 연결부는 상기 제2 서브화소의 제1 및 제2 화소전극과 접촉홀을 통해 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 게이트라인은 상기 제1 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며, 상기 제2 게이트라인은 상기 제4 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 데이터라인은 상기 제1 및 제2 서브화소와 대응되는 영역에 서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널의 구동장치는 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부와, 적어도 일부가 절곡된 게이트라인에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트구동부와, 상기 게이트라인의 절곡된 부분에 의해 적어도 일부가 한정되는 다수의 서브 화소들과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 서브 화소들 각각을 구동하기 위한 스위치소자를 구비하고, 하나의 화소는 상호 대각선 방향에 각각 배열되는 적어도 4개 이상의 상기 서브화소들을 포함하며, 상기 서브 화소들 중 적어도 하나는 육각형 형태로 이루어진 액정표시패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는 6개의 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는 4개의 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도 6 내지 도 10e를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 헤타일(Hetile) 구조의 액정표시패널을 나타내는 평면도이다. 헤타일구조에 포함되는 각 화소(P)들은 대각선 방향으로 마주보는 2개의 G 서브화소들(G1,G2)과, 다른 대각선 방향으로 마주보는 2개의 B 서브화소들(B1,B2)과, B서브화소(B1,B2)와 G 서브화소(G1,G2) 사이에 위치하는 2개 의 R 서브화소들(R1,R2)로 구성된다. 이렇게, 각 화소가 6개의 서브화소(R1,G1,B1,R2,G2,B2)로 구성됨에 따라 헤타일 구조는 각 화소가 5개의 서브화소로 구성된 종래의 펜타일매트릭스보다 적은 화소들을 이용하여 동일한 해상도를 구현할 수 있게 된다.

각 서브화소(R1, G1, B1, R2, G2, B2)들에는 스위칭소자로서 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 접속된 6개의 박막트랜지스터(30)가 마련된다. 박막 트랜지스터(30)는 게이트라인들(GL11, GL12, GL21, GL22 ...)들 중 어느 하나에 접속된 게이트전극과 데이터라인들(DL11, DL12, DL13, DL21, DL22, DL23...) 중 어느 하나에 접속된 소스전극과, 게이트전극에 인가되는 게이트하이전압으로 반도체층(도시하지 않음)이 활성화되면 소스전극과 접속되는 드레인전극으로 구성된다. 그리고, 드레인전극에는 서브화소영역에 마련된 화소전극이 접속된다. 이러한 박막트랜지스터(30)들과 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과 액정층을 사이에 두고 대면하는 상부기판(도시하지 않음)에는 적, 녹, 청 칼라필터들이 화소전극이 형성된 서브화소영역에 대응되게 형성됨과 아울러, 액정층에 기준전압을 공급하기 위한 공통전극이 전면에 형성된다. 이에 따라, 서브화소들(R1, G1, B1, R2, G2, B2) 각각은 화소전극에 공급되는 데이터전압에 따라 구동되어 해당색의 빛을 방출함으로써 화상이 표시된다.

도 6에 있어서, 한 화소에 포함되는 6개의 서브화소들(R1, G1, B1, R2, G2, B2)은 2개의 게이트라인(GLi1,GLi2)에 의해 구동된다. 예를 들면, 서브화소들 중 상단에 위치하는 제1 R 서브화소(R1), 제1 G 서브화소(G1) 및 제1 B 서브화소(B1) 들은 기수 게이트라인(GL11,GL21,GL31,...)에 게이트하이전압이 공급되는 기간에 구동되고, 하단에 위치하는 제2 R 서브화소(R2), 제2 G 서브화소(G2) 및 제2 B 서브화소(B2)들은 우수 게이트라인(GL12,GL22,GL32,...)에 게이트하이전압이 공급되는 기간에 구동된다.

이러한 기수 게이트라인(GLi1) 및 우수게이트라인(GLi2)은 소정주기로 소정각도 구부러져 형성된다. 예를 들어, 기수게이트라인(GLi1)은 마름모형태로 형성된 제1 R 서브화소(R1), 제1 B 서브화소(B1) 및 제1 G 서브화소(G1) 사이에서 소정각도로 구부러져 형성된다. 우수게이트라인(GLi2)은 마름모형태로 형성된 제2 R 서브화소(R2), 제2 B 서브화소(B2) 및 제1 G 서브화소(G1) 사이에서 소정각도로 구부러져 형성된다.

또한, 한 화소에 포함되는 서브화소들(R1, G1, B1, R2, G2, B2)은 3개의 데이터라인(DLk1,DLk2,DLk3)을 통해 데이터신호를 공급받는다. 예를 들면, 제1 B 서브화소(B1)와 제2 G 서브화소(G2)는 제k1 데이터라인(DLk1)에 접속되고, 제1 G 서브화소(G1)와 제2 B 서브화소(B2)는 제k2 데이터라인(DLk2)에 접속되고, 제1 및 제2 R 서브화소(R1,R2)는 제k3 데이터라인(DLk3)에 접속된다. 이에 따라, 제k1 데이터라인(DLk1)은 1수평주기마다 B 데이터신호와 G 데이터신호를 교번하여 제1 B 서브화소(B1)와 제2 G 서브화소(G2)에 공급하며, 제k2 데이터라인(DLk2)은 1수평주기마다 G 데이터신호와 B 데이터신호를 교번하여 제2 B 서브화소(B2)와 제1 G 서브화소(G1)에 공급한다.

이러한 제k1,k2,k3 데이터라인(DLk1,DLk2,DLk3)은 소정주기로 소정각도 구부 러져 형성된다. 예를 들어, 제k1 데이터라인(DLk1)은 이전 화소의 제2 R 서브화소(R2), 제1 B 서브화소(B1) 및 제2 G 서브화소(G2) 사이에서 소정각도로 구부러져 형성된다. 제k2 데이터라인(DLk2)은 제1 R 서브화소(R1), 제1 B 서브화소(B) 및 이전 화소의 제2 G 서브화소(G2) 사이에서 소정각도로 구부러져 형성된다. 제k3 데이터라인(DLk3)은 제2 R 서브화소(R2), 제2 B 서브화소(B2) 및 제1 G 서브화소(G1) 사이에서 소정각도로 구부러져 형성된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 헤타일 구조를 갖는 액정표시패널 및 그 구동장치는 각 화소가 6개의 서브화소(R1,G1,B1,R2,G2,B2)로 구성됨에 따라 각 화소가 5개의 서브화소로 구성된 종래의 펜타일매트릭스보다 적은 화소들을 이용하여 동일한 해상도를 구현할 수 있게 된다. 또한, 6개의 서브화소를 총 3개의 데이터라인으로 구동함으로써 데이터라인수를 줄일 수 있으며, 나아가 데이터 드라이브 IC의 수를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터라인과 게이트라인이 소정각도로 구부러져 형성됨으로써 데이터라인과 게이트라인의 화소영역에 형성되는 제1 내지 제6 서브화소들이 사선을 갖는 다각형 형태로 형성됨으로써 직선 표현뿐만 아니라 사선표현능력이 향상된다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 헤타일 구조를 갖는 액정표시패널을 나타내는 평면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 헤타일 구조를 갖는 액정표시패널의 각 화소(P)들은 게이트라인(GL)을 사이에 두고 대각선방향으로 신장되어 형성된 B 서브화소(B)와, B 서브화소(B)를 가로지르도록 다른 대각선방향으로 신장 되어 형성된 G 서브화소(G)와, B서브화소(B)와 G 서브화소(G) 사이에 위치하는 2개의 R 서브화소들(R1,R2)로 구성된다. 여기서, B 서브화소(B)와 G 서브화소(G)의 면적은 각각 도 6에 도시된 2개의 B 서브화소(B)의 면적과 2개의 G 서브화소(G)의 면적과 유사하다.

이렇게, 각 화소(P)는 총 4개의 서브화소(R1,R2,G,B)로 구성되며, 각 화소의 면적은 도 6에 도시된 각 화소의 면적과 유사하므로 각 화소가 5개의 서브화소로 구성된 종래의 펜타일매트릭스보다 적은 화소들을 이용하여 동일한 해상도를 구현할 수 있게 된다.

각 서브화소(R1, R2, G, B)들에는 스위칭소자로서 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 접속된 4개의 박막트랜지스터(30)가 마련된다. 박막 트랜지스터(30)는 게이트라인들(GL11, GL12, GL21, GL22 ...) 중 어느 하나에 접속된 게이트전극과 데이터라인들(DL11, DL12, DL21, DL22 ...) 중 어느 하나에 접속된 소스전극과, 게이트전극에 인가되는 게이트하이전압으로 반도체층(도시하지 않음)이 활성화되면 소스전극과 접속되는 드레인전극으로 구성된다. 그리고, 드레인전극에는 서브화소영역에 마련된 화소전극이 접속된다. 이러한 박막트랜지스터(30)들과 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과 액정층을 사이에 두고 대면하는 상부기판(도시하지 않음)에는 적, 녹, 청 칼라필터들이 화소전극이 형성된 서브화소영역에 대응되게 형성됨과 아울러, 액정층에 기준전압을 공급하기 위한 공통전극이 전면으로 형성된다. 이에 따라, 서브화소들(R1, R2, G, B) 각각은 화소전극에 공급되는 데이터전압에 따라 구동되어 해당색의 빛을 방출함으로써 화상이 표시된다.

한편, 도 7에 도시된 G서브화소(G)와 B서브화소(B)는 각각 도 8에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 화소전극(70a,70b,80a,80b)과 연결부(70c,80c)를 구비한다. 즉, G서브화소(G)와 B 서브화소(B)의 제1 및 제2 화소전극(70a,70b,80a,80b)은 2개의 게이트라인(GLi1,GLi2)과 2개의 데이터라인(DLk1,DLk2)에 의해 마련된 화소영역에 형성되며, 연결부(70c,80c)는 게이트라인(GLi2)과 중첩되는 영역에서 교차하는 G서브화소(G)와 B서브화소(B)의 교차영역에 형성된다.

G서브화소의 연결부(70c)는 게이트라인(GL) 및 화소전극(70a,70b)과 다른 금속으로, 예를 들어 데이터라인(DL)과 동일금속으로 형성된다. 이러한 연결부(70c)는 제1 및 제2 접촉홀(84a,84b)을 통해 G서브화소의 제1 및 제2 화소전극(70a,70b)과 연결된다.

B서브화소의 연결부(80c)는 화소전극(80a,80b)과 동일금속으로 형성되어 접촉홀없이 B서브화소의 제1 및 제2 화소전극(80a,80b)과 직접 연결된다.

이와 반대로, B 서브화소의 연결부(80c)는 접촉홀을 통해 제1 및 제2 화소전극(80a,80b)과 연결되고, G 서브화소의 연결부(70c)는 접촉홀없이 제1 및 제2 화소전극(70a,70b)과 연결될 수 있다.

도 7에 있어서, 한 화소에 포함되는 4개의 서브화소들(R1, R2, G, B)은 2개의 게이트라인(GL)에 의해 구동된다. 예를 들면, 서브화소들 중 제1 R 서브화소(R1), B 서브화소(B)들은 기수 게이트라인(GL11,GL21,GL31,...)에 게이트하이전압이 공급되는 기간에 구동되고, 제2 R 서브화소(R2), G 서브화소(G)들은 우수 게이트라인(GL12,GL22,GL32,...)에 게이트하이전압이 공급되는 기간에 구동된 다.

또한, 한 화소에 포함되는 서브화소들(R1, R2, G, B)은 2개의 데이터라인(DLk1,DLk2)을 통해 데이터신호를 공급받는다. 예를 들면, B 서브화소(B)와 G 서브화소(G2)는 제k1 데이터라인(DLk1)에 접속되고, 제1 R 서브화소(R1)와 제2 R 서브화소(R2)는 제k2 데이터라인(DLk2)에 접속된다. 이에 따라, 제k 데이터라인(DLk)은 1수평주기마다 B 데이터신호와 G 데이터신호를 교번하여 B 서브화소(B)와 G 서브화소(G)에 공급하며, 제k1 데이터라인(DLk1)은 1수평주기마다 R 데이터신호를 제1 R 서브화소(R1)와 제2 R 서브화소(R2)에 공급한다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 헤타일 구조를 갖는 액정표시패널 및 그 구동장치는 각 화소가 4개의 서브화소(R1,G,B,R2)로 구성됨에 따라 각 화소당 4개의 TFT가 필요로 하므로 광투과율이 5개의 TFT가 필요로 하는 펜타일 매트릭스구조보다 향상된다. 또한, 4개의 서브화소를 구현하기 위해 총 2개의 데이터라인이 필요하므로 데이터라인 수를 종래보다 줄일 수 있으며, 데이터 드라이브 IC의 수를 스트라입 타입의 구조에 비해 2/3 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터라인과 게이트라인이 소정각도로 구부러져 형성됨으로써 데이터라인과 게이트라인의 화소영역에 형성되는 제1 내지 제4 서브화소들이 사선을 갖는 다각형 형태로 형성됨으로써 직선 표현뿐만 아니라 사선표현능력이 향상된다.

도 9는 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 액정표시패널의 구동장치는 액정표시패널(52)의 게이트라인(GL)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(48)와, 데이터라인(DL)들을 구동하기 위한 데이터 드라이버(50)와, 게이트 드라이버(48)와 데이 터드라이버(50)를 제어하기 위한 타이밍 제어부(46)를 구비한다.

타이밍 제어부(46)는 화소데이터정렬을 위한 프레임메모리(40) 및 화소 데이터정렬부(42)와, 게이트 드라이버(48)를 제어하기 위한 게이트제어신호(GCS)와 데이터 드라이버(50)를 제어하기 위한 데이터제어신호(DCS)를 생성하는 제어신호발생부(44)를 구비한다. 프레임 메모리(40)는 외부로부터 입력되는 화소데이터들(RGB)을 프레임단위로 저장하여 출력한다. 화소데이터정렬부(42)는 프레임메모리(40)로부터의 화소데이터들을 기수 수평라인데이터와 우수 수평라인데이터로 분리하여 정렬한 다음 순차적으로 출력하게 된다. 예를 들면, 화소데이터정렬부(42)는 한 프레임분의 화소 데이터들 중 기수 수평라인의 화소데이터들을 출력하고, 그 다음 우수 수평라인의 화소데이터들을 출력한다.

게이트 드라이버(48)는 액정표시패널(52)의 기수 수평라인들과 우수 수평라인들을 분리하여 구동한다. 예를 들면, 게이트 드라이버(48)는 한 프레임동안에 기수 게이트라인들(GLi1)에 순차적으로 게이트하이전압의 스캔펄스를 공급한 다음, 우수 게이트라인들(GLi2)에 순차적으로 게이트 하이전압의 스캔펄스를 공급하게 된다. 이 경우, 게이트 드라이버(48)는 스캔펄스를 한 수평기간마다 발생한다.

데이터 드라이버(50)는 기수 게이트라인(GLi1)들이 구동될 때에는 기수 수평라인분의 화소데이터들을 아날로그 화소신호로 변환하여 공급하고, 우수 게이트라인들(GLi2)이 구동될 때에는 우수 수평라인분의 화소데이터들을 아날로그 화소신호로 변환하여 공급하게 된다. 이에 따라, 각 프레임에서 기수 게이트라인(GLi1)에 의해 기수 수평라인들이 순차적으로 구동된 다음, 우수 게이트라인들(GLi2)에 의해 우수 수평라인들이 순차적으로 구동된다.

이를 상세히 설명하면, 제n 프레임에서 도 6에 도시된 액정표시패널의 기수 수평라인들이 구동되는 경우 데이터 드라이버(50)는 제k1 데이터라인(DLk1)에 B 데이터신호를 공급하고, 제k2 데이터라인(DLk2)에는 G 데이터신호를 공급하고, 제k3 데이터라인(DLk3)에는 R 데이터신호를 공급한다. 그 다음, 제n 프레임에서 우수 수평라인들이 구동되는 경우 데이터 드라이버(50)는 제k1 데이터라인(DLk1)에 G 데이터신호를 공급하고, 제k2 데이터라인(DLk2)에는 B 데이터신호를 공급하고, 제k3 데이터라인(DLk3)에는 R 데이터신호를 공급한다.

또한, 제n 프레임에서 도 7에 도시된 액정표시패널의 기수 수평라인들이 구동되는 경우 데이터 드라이버(50)는 제k1 데이터라인(DLk1)에 B 데이터신호를 공급하고, 제k2 데이터라인(DLk2)에는 R 데이터신호를 공급한다. 그 다음, 제n 프레임에서 우수 수평라인들이 구동되는 경우 데이터 드라이버(50)는 제k1 데이터라인(DLk1)에 G 데이터신호를 공급하고, 제k2 데이터라인(DLk2)에는 R 데이터신호를 공급한다.

한편, 본 발명에 따른 헤타일 구조의 액정표시패널은 도 10a 내지 도 10e에 도시된 바와 같이 R,G,B 서브화소의 배열 및 면적비를 다양한 형태로 변경할 수 있다. 즉, R 서브화소, G 서브화소 및 B 서브화소 중 어느 하나는 마름모 형태로 형성되며, 나머지 서브화소들은 육각형 형태로 형성된다. 또한, 본 발명에 따른 헤타일 구조의 액정표시패널을 구동하기 위해서 도 9에 제안된 장치이외에도 다른 장치로도 헤타일 구조의 액정표시패널을 구동할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 액정표시패널의 서브화소는 R(Red),G(Green),B(Blue) 중 어느 한 색을 구현하도록 설명되었지만, R,G,B 이외에도 다른 색, 예를 들어, Y(Yellow),C(Cyan), M(Magenta), W(White)를 구현할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시패널 및 그 구동장치는 각 화소가 6개의 서브화소로 구성되거나, 6개의 서브화소와 유사한 면적을 갖는 4개의 서브화소로 구성된다. 이에 따라, 각 화소가 5개의 서브화소로 구성된 종래의 펜타일매트릭스보다 적은 화소들을 이용하여 동일한 해상도를 구현할 수 있게 된다. 또한, 최대 6개의 서브화소를 최대 3개의 데이터라인으로 구동함으로써 데이터라인수를 줄일 수 있으며, 나아가 데이터 드라이브 IC의 수를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 데이터라인과 게이트라인이 소정각도로 구부러져 형성됨으로써 데이터라인과 게이트라인의 서브 화소영역에 형성되는 최대 6개의 서브화소들이 사선 또는 교차구조로 배열됨으로써 직선 표현뿐만 아니라 곡선과 필기체의 문자까지 표현할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (24)

1. 데이터가 공급되는 데이터라인과,

   스캔신호가 공급되며 적어도 일부가 절곡된 게이트라인과,

   상기 게이트라인의 절곡된 부분에 의해 적어도 일부가 한정되는 다수의 서브 화소들과,

   상기 스캔신호에 응답하여 상기 서브 화소들 각각을 구동하기 위한 스위치소자를 구비하고,

   하나의 화소는 상호 대각선 방향에 각각 배열되는 적어도 4 개 이상의 상기 서브 화소들을 포함하며,

   상기 서브 화소들 중 적어도 하나는 육각형 형태인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 데이터라인은 제1 내지 제3 데이터라인을 포함하며,

   상기 게이트라인은 제1 및 제2 게이트라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는

   상기 제1 데이터라인 및 제1 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제1 서브화소와,

   상기 제1 데이터라인 및 제2 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제2 서브화소와,

   상기 제1 서브화소와 상기 제2 게이트라인을 사이에 두고 대각선방향으로 마주보며 상기 제2 게이트라인과 제2 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제3 서브화소와,

   상기 제2 서브화소와 상기 제2 게이트라인을 사이에 두고 상기 대각선방향과 교차하는 방향으로 마주보며 상기 제1 게이트라인과 제3 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제4 서브화소와,

   상기 제1 및 제4 서브화소 사이에 위치하며 상기 제1 게이트라인과 제3 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제5 서브화소와,

   상기 제3 및 제4 서브화소 사이에 위치하며 상기 제2 게이트라인과 제3 데이터라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제6 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 내지 제6 서브화소 각각은 제1 내지 제6 색 중 어느 한 색을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1 및 제3 서브화소는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제2 및 제4 서브화소는 나머지 두 색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제5 및 제6 서브화소는 나머지 한 색을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 내지 제4 서브화소는 육각형 형태로 형성되며, 상기 제5 및 제6 서브화소는 마름모형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 게이트라인은 상기 제5 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며,

   상기 제2 게이트라인은 상기 제6 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 데이터라인은 상기 제1 및 제2 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며,

   상기 제2 데이터라인은 상기 제5 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며,

   상기 제3 데이터라인은 상기 제6 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 데이터라인은 제1 및 제2 데이터라인을 포함하며,

   상기 게이트라인은 제1 및 제2 게이트라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는

    상기 제1 데이터라인과 제1 및 제2 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되며 상기 제2 게이트라인을 가로질러 대각선방향으로 신장되어 형성되는 제1 서브화소와,

    상기 제1 서브화소와 교차하며 상기 제2 게이트라인을 가로질러 상기 대각선방향과 교차하는 방향으로 신장되어 형성되는 제2 서브화소와,

    상기 제1 및 제2 서브화소 사이에 위치하며 상기 제2 데이터라인과 상기 제1 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제3 서브화소와,

    상기 제1 및 제2 서브화소 사이에 위치하며 상기 제2 데이터라인과 상기 제2 게이트라인에 의해 마련된 화소영역에 형성되는 제4 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 내지 제4 서브화소 각각은 제1 내지 제4 색 중 어느 한 색을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제3 및 제4 서브화소는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제2 서브화소는 나머지 두 색 중 어느 한 색을 구현하며, 상기 제1 서브화소는 나머지 한 색을 구현하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 제3 및 제4 서브화소는 마름모형태의 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 서브화소 중 적어도 어느 하나는

    상기 화소영역에 육각형 형태로 형성되는 제1 및 제2 화소전극과,

    상기 제2 게이트라인과 대응되는 영역에 형성되며, 상기 제1 및 제2 화소전극을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제1 서브화소의 연결부와 상기 제2 서브화소의 연결부는 서로 다른 금 속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 제1 서브화소의 연결부는 상기 화소전극과 동일금속으로 형성되며,

    상기 제2 서브화소의 연결부는 상기 화소전극 및 상기 게이트라인과 다른 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 제2 서브화소의 연결부는 상기 제2 서브화소의 제1 및 제2 화소전극과 접촉홀을 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
18. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 게이트라인은 상기 제1 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되며,

    상기 제2 게이트라인은 상기 제4 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
19. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 데이터라인은 상기 제1 및 제2 서브화소와 대응되는 영역에서 절곡되게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
20. 데이터라인에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부와,

    적어도 일부가 절곡된 게이트라인에 스캔신호를 공급하기 위한 게이트구동부와,

    상기 게이트라인의 절곡된 부분에 의해 적어도 일부가 한정되는 다수의 서브 화소들과, 상기 스캔신호에 응답하여 상기 서브 화소들 각각을 구동하기 위한 스위치소자를 구비하고,

    하나의 화소는 상호 대각선 방향에 각각 배열되는 적어도 4개 이상의 상기 서브화소들을 포함하며, 상기 서브 화소들 중 적어도 하나는 육각형 형태로 이루어진 액정표시패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 구동장치.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 데이터라인은 제1 내지 제3 데이터라인을 포함하며,

    상기 게이트라인은 제1 및 제2 게이트라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 구동장치.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는 6개의 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 구동장치.
23. 제 20 항에 있어서,

    상기 데이터라인은 제1 및 제2 데이터라인을 포함하며,

    상기 게이트라인은 제1 및 제2 게이트라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 구동장치.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 적어도 4개 이상의 서브 화소는 4개의 서브화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 구동장치.

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