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JP4887531B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は表示装置に関し、特に列反転の長所とドット反転の長所を両方有する表示装置に関する。
一般的な液晶表示装置は、画素電極及び共通電極が具備された2つの表示板とその間に入っている誘電率異方性を有する液晶層とを含む。画素電極は行列状に配列されており、薄膜トランジスタ(TFT)などスイッチング素子に連結されて一行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は、表示板の全面にかけて形成されており、共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極、及びその間の液晶層は、回路的に見れば、液晶キャパシタを構成し、液晶キャパシタはこれに連結されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。
このような液晶表示装置では、2つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長く印加されることによって発生する劣化現象を防止するために、フレーム別、行別、または画素別に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
このようなデータ電圧の反転方式の中で、画素別にデータ電圧の極性を反転させる場合(以下、“ドット反転”という)、キックバック電圧による垂直フリッカー現象や垂直クロストーク現象などが減少して画質が向上する。しかしながら、所定の行及び所定の列ごとにデータ電圧の極性を反転させなければならないので、データ線へのデータ電圧印加動作が複雑になり、データ線の信号遅延による問題が深刻になる。その結果、信号遅延を低減するために低抵抗物質でデータ線を作るなど、製造工程が複雑になって製造原価が増加してしまうという問題点があった。
その反面、所定の列ごとにデータ電圧の極性を反転させる場合(以下、“列反転”という)、一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性は、フレーム別にだけ反転するので、データ線の信号遅延問題が大幅的に低減される。
しかし、列反転はドット反転の長所を維持することができないために、垂直フリッカー現象や垂直クロストーク現象などによって液晶表示装置の画質が悪化するという問題点があった。
液晶表示装置はまた、スイッチング素子を制御するためのゲート信号を伝達するゲート線、電界生成電極に印加するためのデータ電圧を伝達するデータ線、ゲート信号とデータ電圧を生成するゲート駆動部及びデータ駆動部を備える。ゲート駆動部及びデータ駆動部は、複数の駆動集積回路チップからなることが普通であるが、このようなチップの数をできるだけ少なくすることが生産費用を減らすための重要な要素である。特に、データ駆動集積回路チップは、ゲート駆動回路チップに比べて値段が高いので、さらにその数を減らす必要がある。
そこで、本発明は上記従来の表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、列反転の長所とドット反転の長所を両方有し、駆動回路チップの数を減らして表示装置の製造費用を減らし、表示装置の画質を向上ことのできる表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による表示装置は、行列状に配列されている画素電極、及び該画素電極に連結されているスイッチング素子を各々有する複数の画素と、前記スイッチング素子に連結されており、行方向にのびている複数のゲート線と、前記スイッチング素子に連結されており、列方向にのびている複数のデータ線とを有し、各画素行は少なくとも2つのゲート線を有し、該各画素行において隣接した2つの画素は、隣接する2つのデータ線の間に配列されて画素対を形成し、前記画素対を形成する前記隣接した2つの画素に含まれる画素電極各々は、すぐ隣接するデータ線と隣接した第1側及び該第1側より前記隣接するデータ線から遠い第2側を有しており、前記画素対を形成する前記隣接した2つの画素に含まれる各画素電極に連結されているスイッチング素子から該隣接した2つの画素の間の境界までの距離は、前記スイッチング素子から前記画素対と隣接する前記データ線までの距離より小さい
前記画素対を形成する前記隣接した2つの画素は、互いに異なるゲート線に連結されていることが好ましい。
前記画素対の各画素は、互いに同一なデータ線に連結されていることが好ましい。
前記画素対の各画素は、互いに異なるデータ線に連結されていることが好ましい。
一つの列で隣接した前記画素は、同一なデータ線に連結されていることが好ましい。
一つの列で隣接した前記画素は、互いに異なるデータ線に連結されていることが好ましい。
前記画素対の各画素と連結されている互いに異なるゲート線は、前記画素の上側及び下側に配列されていることが好ましい。
各行にて隣接した2つの画素に該当するスイッチング素子は、各画素で列方向に互いに反対位置に形成されていることが好ましい。
一つの列で隣接した前記画素に該当するスイッチング素子は、各々実質的に同一位置に配列されていることが好ましい。
一つの列で隣接した前記画素に該当するスイッチング素子は、各々実質的に反対位置に配列されていることが好ましい。
一つの行で隣接した前記画素対に対応する画素のスイッチング素子は、各々実質的に同一位置に配列されていることが好ましい。
一つの行で隣接した前記画素対に対応する画素のスイッチング素子は、各々実質的に反対位置に配列されていることが好ましい。
前記データ線及び前記スイッチング素子は、端子線によって連結されていることが好ましい。
前記端子線各々は、隣接した2つのゲート線の間に配列されていることが好ましい。
前記端子線各々は、2つのスイッチング素子と連結されていることが好ましい。
前記各スイッチング素子は、前記一つのゲート線に連結されており、前記ゲート線に実質的に平行な一側を有するゲート電極と、前記一つのデータ線に連結されているソース電極と、前記一つの画素電極と連結されており、前記ゲート電極の一側と交差するドレイン電極とを有することが好ましい。
前記表示装置の駆動部反転は、列反転であることが好ましい。
前記表示装置の見掛け反転(apparent inversion)は、ドット反転であることが好ましい。
前記画素電極の間に配列される遮光部材をさらに有することが好ましい。
前記遮光部材は、列方向にのびており、前記データ線と重畳する第1部分と、前記列方向にのびており、前記データ線と重畳しない第2部分と、前記スイッチング素子と重畳する第3部分とを有し、前記第1部分は、前記第2部分より広いことが好ましい。
上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による表示装置は、行列状に配列された複数の画素電極と、前記複数の画素電極の画素電極にそれぞれ連結された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に連結されて行方向にのび、隣接した2つの画素行の間に2つのゲート線が配列された複数のゲート線と、前記スイッチング素子に連結されて列方向にのびた複数のデータ線と、を有し、各画素行において前記行方向のすぐ隣接した2つの画素電極は、すぐ隣接する2つのデータ線の間に配列されて画素対を形成し、該画素対を形成する前記すぐ隣接した2つの画素は、異なるゲート線に連結され、前記画素対に含まれる第1画素電極と連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極と該第1画素電極に隣接して前記画素対に含まれる第2画素電極との間の境界までの距離は、前記第1画素に連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極に対して直近のデータ線までの距離より小さく、第1データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびた隣接した2つの第1ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第1データ線に対して直近の画素電極に連結された2つの第1スイッチング素子と、前記第1データ線と、前記隣接した2つの画素行の間にのびて前記2つの第1ゲート線に対して次に隣接する2つの第2ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第1データ線に隣接する2つの第2データ線のうちの1つに対して直近のそれぞれの画素電極に連結された2つの第2スイッチング素子と、を有する。
前記2つの第1スイッチング素子は、異なる画素行に配列され、前記2つの第2スイッチング素子は、異なる画素行に配列されることが好ましい。
前記2つの第1スイッチング素子及び前記2つの第2スイッチング素子は、列方向に交互に配列されることが好ましい。
画素行は、前記2つの第1スイッチング素子のうちの1つと前記2つの第2スイッチング素子のうちの1つとの間に位置し、前記2つの第1スイッチング素子のうちの他の1つ及び前記2つの第2スイッチング素子のうちの他の1つは、同一の画素行に配列されることが好ましい。
前記画素対の前記第1画素電極及び前記第2画素電極に連結された異なるゲート線は、前記画素対の上側及び下側に配列されることが好ましい。
前記データ線及び前記スイッチング素子は、端子線によって連結されることが好ましい。
前記端子線の各々は、隣接した2つのゲート線の間に配列されることが好ましい。
前記端子線の各々は、2つのスイッチング素子と連結されることが好ましい。
上記目的を達成するためになされた本発明の更に他の特徴による表示装置は、行列状に配列された複数の画素電極と、前記複数の画素電極の画素電極にそれぞれ連結された複数のスイッチング素子と、前記スイッチング素子に連結されて行方向にのび、隣接した2つの画素行の間に2つのゲート線が配列された複数のゲート線と、前記スイッチング素子に連結されて列方向にのびた複数のデータ線と、を有し、各画素行において前記行方向のすぐ隣接した2つの画素電極は、すぐ隣接する2つのデータ線の間に配列されて画素対を形成し、該画素対を形成する前記すぐ隣接した2つの画素は、異なるゲート線に連結され、前記画素対に含まれる第1画素電極と連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極と該第1画素電極に隣接して前記画素対に含まれる第2画素電極との間の境界までの距離は、前記第1画素に連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極に対して直近のデータ線までの距離より小さく、第1データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびた隣接した2つの第1ゲート線のうちの1つとに連結され、前記第1データ線に対して直近の画素電極に連結された第1スイッチング素子と、前記第1データ線と、前記隣接した2つの第1ゲート線のうちの他の1つとに連結され、前記第1データ線に隣接する第2データ線に対して直近の画素電極に連結された第2スイッチング素子と、前記第1データ線と、前記隣接した2つの画素行の間にのびて前記2つの第1ゲート線に対して次に隣接した2つの第2ゲート線のうちの1つとに連結され、前記第1データ線に対して直近の画素電極に連結された第3スイッチング素子と、前記第1データ線と、前記隣接した2つの第2ゲート線のうちの他の1つとに連結され、前記第1データ線を基準として前記第2データ線の向かい側に位置して前記第1データ線と隣接する第3データ線に対して直近の画素電極に連結された第4スイッチング素子と、を有する。
前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は異なる画素行に配列され、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子は異なる画素行に配列されることが好ましい。
前記第1、第2、第3、及び第4スイッチング素子は、列方向に交互に配列されることが好ましい。
画素行は、前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との間に位置し、前記第2スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子は、同一の画素行に配列されることが好ましい。
前記画素対の前記第1画素電極及び前記第2画素電極に連結された異なるゲート線は、前記画素対の上側及び下側に配列されることが好ましい。
前記データ線及び前記スイッチング素子は、端子線によって連結されることが好ましい。
第4データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびた隣接した2つの第3ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第4データ線に対して直近の画素電極に連結された2つの第5スイッチング素子と、前記第4データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびて前記2つの第3ゲート線に対して次に隣接した2つの第4ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第4データ線に隣接する2つの第5データ線のうちの1つに対して直近のそれぞれの画素電極に連結された2つの第6スイッチング素子と、を更に有することが好ましい。
前記第1データ線及び前記第4データ線は互いに隣接し、前記第5データ線のうちの1つは前記第1データ線と同じであることが好ましい。
本発明に係る表示装置によれば、隣接した画素行の間にスイッチング素子が連結されたデータ線の位置を変更すれば、駆動部反転は列反転方式であっても、見掛け反転は1×2ドット反転になる。従って、データ駆動部から列反転方式にデータ電圧の極性が決定されて印加されるので、データ線の材料選択の幅が広くなり、製造工程を単純化しやすく、見掛け反転がドット反転であるので、画質が向上するという効果がある。さらにデータ線の数が減少するので、これに連結される高価のデータ駆動回路チップの数も減少して表示装置の製造費用を大きく低減できるという効果がある。
また、データ線が形成されていない部分にスイッチング素子を形成して、データ線が形成されている画素電極の間の遮光部材の面積と、そうでない画素電極の間の遮光部材の面積との差が減る。従って、表示面積の差により生じる縦線が減少して表示装置の画質が良くなるという効果がある。
次に、本発明に係る表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図面では各種層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似な部分については、同じ図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“すぐ上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
図1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図2は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。また、図3は本発明の一実施形態による液晶表示装置の構造図である。
図1に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体300及びこれに連結されたゲート駆動部400とデータ駆動部500、データ駆動部500に連結された階調電圧生成部800、そしてこれらを制御する信号制御部600を含む。
液晶表示板組立体300は等価回路で見る時、複数の表示信号線(G−G2n、D−D、L1、L2)とこれに連結されてほぼ行列状に配列された複数の画素を含む。
表示信号線(G−G2n、D−D、L1、L2)は、ゲート信号(“走査信号”ともいう)を伝達する複数のゲート線(G−G2n)、データ信号を伝達するデータ線(D−D)、及びダミー線(L1、L2)(図3参照)を含む。ゲート線(G−G2n)はほぼ行方向にのびていて互いにほぼ平行であり、データ線(D−D)とダミー線(L1、L2)はほぼ列方向にのびていて互いにほぼ平行である。
図3に示すように、ゲート線(G−G2n)、データ線(D−D)、及びダミー線(L1、L2)が備えられた液晶表示板組立体300の上側には、液晶表示装置を駆動するための信号制御部600、駆動電圧生成部(図示せず)、及び階調電圧生成部800などの回路要素が備えられている印刷回路基板(PCB)550が配置されている。ダミー線(L1)は、液晶表示板組立体300の最も左側の周縁付近に、また、ダミー線(L2)は、液晶表示板組立体300の最も右側の周縁付近にほぼ行方向にのびており、データ線(D−D)とほぼ平行である。
液晶表示板組立体300及び印刷回路基板(PCB)550は、可撓性印刷回路(FPC)基板510によって互いに電気的物理的に連結されている。
この可撓性印刷回路(FPC)基板510には、データ駆動部500を構成するデータ駆動集積回路チップ540が装着されており、複数のデータ伝達線521が形成されている。このデータ伝達線521は接触部(C1)を通じて液晶表示板組立体300上に形成された複数のデータ線(D−D)に各々連結され、相当するデータ電圧を伝達する。
可撓性印刷回路(FPC)基板510の最も左側及び最も右側に位置したところには、信号伝達線522a、522b、523a、523bが形成されている。信号伝達線522a、522b、523a、523bは接触部(C3)を通じて印刷回路基板(PCB)550に形成された信号伝達線551a、551bに連結される。
可撓性印刷回路(FPC)基板510の最も左側に形成された信号伝達線522aは、接触部(C2)を通じて最も左側に位置したデータ線(D)に連結されており、また、接触部(C3)を通じて信号伝達線551a、523aに連結され、接触部(C1)を通じてダミー線(L2)に連結されている。
また、最も右側の可撓性印刷回路(FPC)基板510に形成された信号伝達線523bは、最も右側に位置したデータ線(D)に接触部(C2)を通じて連結されており、また、接触部(C3)を通じて信号伝達線551b、522bに連結され、接触部(C1)を通じてダミー線(L1)に連結されている。
各画素は、表示信号線(G−G2n、D−D)及びダミー線(L1、L2)に連結されたスイッチング素子(Q)、これに連結された液晶キャパシタ(CLC)、及びストレージキャパシタ(CST)を含む(図2参照)。ストレージキャパシタ(CST)は必要に応じて省略することができる。
図2を参照すると、薄膜トランジスタなどスイッチング素子(Q)は、薄膜トランジスタ表示板である下部表示板100に備えられており、三端子素子としてその制御端子及び入力端子は、各々ゲート線(G−G2n)、データ線(D−D)、及びダミー線(L1、L2)に連結されており、出力端子は液晶キャパシタ(CLC)及びストレージキャパシタ(CST)に連結されている。
液晶キャパシタ(CLC)は、下部表示板100の画素電極190と共通電極表示板である上部表示板200の共通電極270を二つの端子にし、二つの電極190、270の間の液晶層3は誘電体として機能する。画素電極190はスイッチング素子(Q)に連結され、共通電極270は上部表示板200の全面に形成されて、共通電圧Vcomの印加を受ける。図2とは違って、共通電極270が下部表示板100に備えられる場合もあり、この時には、二つの電極190、270のうちの少なくとも一つが線状または棒状で作ることができる。
液晶キャパシタ(CLC)の補助的な役割を果たすストレージキャパシタ(CST)は、下部表示板100に備えられる別個の信号線(図示せず)及び画素電極190が絶縁体を間に置いて重なって構成され、この別個の信号線には共通電圧Vcomなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタ(CST)は、画素電極190が絶縁体を媒介にしてすぐ上の前段ゲート線と重なって構成されることができる。
図3に示すように、一対のゲート線(GとG、GとG・・・)は、一つの行の画素電極190の上下に配置されている。また、データ線(D−D)は、二つの列の画素電極190の間に一つずつ配置されている。つまり、一対の画素列の間に一つのデータ線が配置されている。これらゲート線(G−G2n)及びデータ線(D−D)と画素電極190間の連結をより詳しく説明する。
画素電極190の上側及び下側に連結された複数対のゲート線(G−G2n)は、各画素電極190の上側または下側に配置されたスイッチング素子(Q)によって当該画素電極190に連結される。
つまり、奇数番目の画素行で、データ線(D−D)を中心に左側に位置したスイッチング素子(Q)は、上側に位置したゲート線(G、G、G・・・)に連結されており、データ線(D−D)を中心に右側に位置したスイッチング素子(Q)は、下側に位置したゲート線(G、G、G10・・・)に連結されている。反面、偶数番目の画素行に位置した上側ゲート線(G、G、G11・・・)及び下側ゲート線(G、G、G12・・・)とスイッチング素子(Q)との連結は、奇数番目の画素行と反対である。つまり、データ線(D−D)を中心に右側に位置したスイッチング素子(Q)は、上側に位置したゲート線(G、G、G11・・・)に連結されており、データ線(D−D)を中心に左側に位置したスイッチング素子(Q)は、下側に位置したゲート線(G、G、G12・・・)に連結されている。
奇数番目の行の画素電極190のうちのデータ線(D−D)を中心に左側に位置した画素電極190は、スイッチング素子(Q)を通じてすぐ隣接したデータ線(D−D)に連結されており、データ線(D−D)を中心に右側に位置した画素電極190は、スイッチング素子(Q)を通じて次に隣接したデータ線に連結されている。
偶数番目の行の画素電極190のうちのデータ線(D−D)を中心に左側に位置した画素電極190は、スイッチング素子(Q)を通じて直前のデータ線に連結されており、データ線(D−D)を中心に右側に位置した画素電極190は、スイッチング素子(Q)を通じてすぐ隣接したデータ線に連結されている。また、第1列の偶数番目の行の画素電極190は、最後のデータ線(D)に連結されたダミー線(L1)に連結されており、最後の列の奇数番目の行の画素電極190は、第1データ線(D1)に連結されたダミー線(L2)に連結されている。
上述したように、各画素に形成されたスイッチング素子(Q)は、データ線(D−D)やダミー線(L1、L2)によりたやすく連結できるように、つまり、連結長さをなるべく短くすることができる位置に形成する。従って、図3に示す配置において、スイッチング素子(Q)の位置は毎画素行ごとに変わる。つまり、奇数番目の行に位置した画素対のうち、データ線(D−D)の左側に位置した画素の右側上端部には、スイッチング素子(Q)が形成されており、データ線(D−D)の右側に位置した画素の右側下端部には、スイッチング素子(Q)が形成されている。
その反面、偶数番目の行に位置した画素のスイッチング素子(Q)の形成位置は、隣接した画素行の形成位置と正反対である。つまり、偶数番目の行に位置した画素対のうち、データ線(D−D)の左側に位置した画素の左側下端部には、スイッチング素子(Q)が形成されており、データ線(D−D)の右側に位置した画素の左側上端部には、スイッチング素子(Q)が形成されている。
図3に示す画素電極190とデータ線(D−D)との連結を整理すれば、各画素行において、隣接した二つのデータ線の間に位置した二つの画素のスイッチング素子(Q)は、同一なデータ線に連結されている。つまり、奇数番目の画素行で二つのデータ線の間に形成された二つの画素のスイッチング素子(Q)は、右側に位置したデータ線に連結されており、偶数番目の画素行で二つのデータ線の間に形成された二つの画素のスイッチング素子(Q)は、左側に位置したデータ線に連結されている。
図3に示す配置は、単に一つの例であり、奇数番目の行、偶数番目の行の画素電極190とデータ線(D−D)、及びゲート線(G−G2n)の連結は互いに変わることができて、また、別の連結関係を有することもできる。
一方、色表示を実現するためには、各画素が三原色のうちの一つを固有に表示する(空間分割)か、各画素が時間によって交互に三原色を表示するように(時間分割)して、これら三原色の空間的、時間的合計によって所望の色相が認識されるようにする。図2は空間分割の一例であって、各画素が画素電極190に対応する領域に赤色、緑色、または青色のカラーフィルタ230を備えていることを示している。図2とは違って、カラーフィルタ230は下部表示板100の画素電極190上または下に形成することもできる。
図3では、カラーフィルタ230が行方向には赤色、緑色、青色の順序に配列され、各画素列は一つの色相のカラーフィルタ230だけを有する帯状配列をなしている(図示せず)。
また、液晶表示板組立体300の二つの表示板100、200のうちの少なくとも一つの外側面には、光を偏光させる偏光子(図示せず)が付着されている。
上述したこのような液晶表示板組立体300の詳細構造について図4乃至図7を参照して詳しく説明する。
図4は、本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図5乃至図7は、各々図4の薄膜トランジスタ表示板をV−V’線、VI−VI’線、及びVII−VII’線に沿って切断した断面図である。
既に説明したように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板100とこれと対向する共通電極表示板200、そして薄膜トランジスタ表示板100と共通電極表示板200との間に入っている液晶層3を含む。
まず、薄膜トランジスタ表示板100について詳細に説明する。
図4乃至図7を参照すると、透明なガラスなどの絶縁基板110上に複数のゲート線121a、121bと複数の維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)が形成されている。
ゲート線121a、121bは主に横方向にのびており、ゲート線121aの一部は下または上に突出してゲート電極124a、124bを構成する。また、ゲート線121a、121bの一端部129は、他の層または外部装置との接続のために幅が拡張されている。二つのゲート線121a、121bは互いに隣接して対をなす。一番上のゲート線121bと一番下のゲート線121aは対をなさないこともできる。
各維持電極線131はゲート線121a、121bと分離されており、互いに連結されて一対の長方形をなす複数の維持電極線133a1、133a2〜133dの集合及び一対の維持電極連結部135a、135bを含む。
一つの維持電極線133a1、133a2〜133dの集合は、主に横方向にのびた第1維持電極線133a1、133a2及び第2維持電極線133bを一対ずつ含み、主に縦方向にのびた一対の第3維持電極線133c1、133c2とその間に位置して縦方向にのびた第4維持電極線133dを含む。第4維持電極線133dを中心に左右両側に第1乃至第3維持電極線133a1、133a2〜133c1、133c2が一つずつ配置されて第4維持電極133dを共有する長方形をなし、この二つの長方形は、第4維持電極線133dの中央を中心に180゜回転対称的位置の関係を有する。
維持電極連結部135a、bは隣接した二つの維持電極線133a1、133a2〜133dの集合の隣接した維持電極線133c1、133c2を連結し、維持電極線133a1、a2はゲート電極124付近で曲がっている。
維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)には液晶表示装置の共通電極表示板200の共通電極270に印加される共通電圧など所定の電圧が印加される。
ゲート線121a、121bと維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)は、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金などアルミニウム系の金属、銀(Ag)や銀合金など銀系の金属、銅(Cu)や銅合金など銅系の金属、モリブデン(Mo)やモリブデン合金などモリブデン系の金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタニウム(Ti)などで構成される。しかし、ゲート線121a、121bと維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)は、物理的性質が異なる二つの膜、つまり、下部膜(図示せず)とその上の上部膜(図示せず)を含むこともできる。上部膜はゲート線121a、121bと維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)の信号遅延や電圧降下を減らすことができるように低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム(Al)やアルミニウム合金などアルミニウム系の金属、銀(Ag)や銀合金など銀系の金属、銅(Cu)や銅合金など銅系の金属で構成することができる。これとは違って、下部膜は他の物質、特にITO(インジウム錫酸化物)及びIZO(インジウム亜鉛酸化物)との接触特性に優れている物質、例えばクロム、モリブデン(Mo)、モリブデン合金、タンタル(Ta)、またはチタニウム(Ti)などで構成することもできる。下部膜と上部膜との組み合わせの良い例としては、クロム/アルミニウム−ネオジム(Nd)合金などが挙げられる。
ゲート線121a、121bと維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)の側面は、基板110の表面に対して傾斜しており、その傾斜角は約30−80゜であるのが好ましい。
ゲート線121a、121b及び維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)上には、窒化ケイ素(SiN)などで構成されるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンは略称a−Siという)または多結晶シリコンなどで構成される複数の島状半導体152、154a、154bが形成されている。島状半導体154a、154bは各々ゲート電極124a、124b上に位置してこれらを覆っており、半導体154aは伸びて隣接するゲート線121a及び維持電極連結部135aを覆う。また、半導体152は維持電極連結部135bを覆っている。
島状半導体152、154a、154bの上部には、シリサイドまたはn型不純物が高濃度にドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質で作られた複数の島状抵抗性接触部材162、163a、163b、165a、165bが形成されている。接触部材163a、163bと接触部材165a、165bは対をなして島状半導体154a、154b上に位置する。
島状半導体152、154a、154bと抵抗性接触部材162、163a、163b、165a、165bの側面もまた基板110の表面に対して傾斜しており、その傾斜角は30−80゜であるのが好ましい。
抵抗性接触部材162、163a、163b、165a、165b及びゲート絶縁膜140上には、各々複数のデータ線171と複数のドレイン電極175a、bが形成されている。
データ線171は主に縦方向にのびてゲート線121a、121b及び維持電極連結部135a、135bと交差してデータ電圧を伝達する。各データ線171の端部179は他の層または外部装置との接続のために幅が拡張されている。各データ線171からドレイン電極175a、175bに向かって右側方向または左側方向に各々のびた複数の岐がソース電極173a、173bを構成し、ドレイン電極175a、175bの一端部は線状であるが、もう一方の端部は他の層との接続のために幅が拡張されており、維持電極133a上に位置する。ソース電極173bはドレイン電極175aの線状端部を一部囲むように曲がっており、ソース電極173aは隣接した二つのゲート線121a、121bの間を横切って次隣接ドレイン電極175aに接近してドレイン電極175aの線状端部を一部囲むように曲がっている。
ゲート電極124a、124b、ソース電極173a、173b及びドレイン電極175a、175bは、島状半導体154a、154bと共に薄膜トランジスタ(TFT)を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極173a、173bとドレイン電極175a、175bとの間の島状半導体154a/154bに形成される。
データ線171及びドレイン電極175a、175bはモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどの耐火性金属で構成することが好ましく、抵抗の低い上部膜及び接触特性の良い下部膜を含む多層膜構造を有することもできる。
データ線171及びドレイン電極175a、175bもゲート線121と同様に、その側面が約30−80゜の角度で各々傾斜しているのが好ましい。
抵抗性接触部材162、163a、163b、165a、165bはその下部の島状半導体152、154a、154bとその上部のデータ線171及びドレイン電極175a、175bの間にだけ存在して接触抵抗を低くする役割を果たす。
既に説明したように、島状半導体152、154a、154bは、データ線171またはドレイン電極175a、175bがゲート線121及び維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)と合う部分でゲート線121及び維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)の境界を覆ってデータ線171の断線を防止する。
データ線171、ドレイン電極175a、175b、及び露出された島状半導体152、154a、154b部分の上には保護膜180が形成されている。保護膜180は、平坦化特性に優れており、感光性を有する有機物質、またはプラズマ化学気相蒸着(PECVD)で形成されるa−Si:C:O、a−Si:O:Fなど誘電率4.0以下の低誘電率絶縁物質、または無機物質である窒化ケイ素などで構成する。これとは違って、保護膜180は有機物と窒化ケイ素の二重層で構成することもできる。
保護膜180にはドレイン電極175a、175b及びデータ線171の端部179を各々露出する複数の接触孔182、185が形成されており、ゲート絶縁膜140と共にゲート線121の端部129を露出する複数の接触孔181が形成されている。
保護膜180上にはITOまたはIZOで構成される複数の画素電極190と複数の接触補助部材81、82が形成されている。
画素電極190は接触孔185によってドレイン電極175a、175bと物理的・電気的に連結されてドレイン電極175a、175bからデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極190は、共通電圧Vcomの印加を受ける他の表示板200の共通電極270と共に電場を生成することによって2つの電極190、270の間の液晶層3の液晶分子を再配列させる。
また、画素電極190及び共通電極270は、液晶キャパシタ(CLC)を構成して薄膜トランジスタがターンオフされた後でも印加された電圧を維持するが、電圧維持能力を強化するために、液晶キャパシタ(CLC)と並列に連結されたストレージキャパシタ(CST)は、画素電極190及びこれと隣接する維持電極線131(133a1、133a2〜133d、135a、135b)の重畳などで作られる。
画素電極190はドレイン電極175a、175bの拡張された端部及び維持電極線133aを覆い、維持電極線133b、133c、133dとは一部重なって画素電極190の境界線が維持電極線133b、133c1、133c2、133d上に位置する。このようにゲート線121a、121bと画素電極190の境界線との間に維持電極線133bが露出されており、画素電極190とゲート線121aとの間の寄生容量による画素電極190の電圧変動が低下する。
接触補助部材81、82は、接触孔181、182によってゲート線121a、121bの端部129及びデータ線171の端部179と各々連結される。接触補助部材81、82はゲート線121a、121b及びデータ線171の各端部129、179と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する役割を果たす。ゲート線121a、121bに走査信号を印加するゲート駆動部(図示せず)が表示板上に集積された場合、接触部材81はゲート線121a、121bの端部129とゲート駆動部を連結する連結部材の役割を果たすことができて、時によって省略することもできる。
また、本発明の他の実施形態として、画素電極190の材料として、透明な導電性ポリマーなどを使用し、反射型液晶表示装置の場合、不透明な反射性金属を使用してもよい。この時、接触補助部材81、82は画素電極190と異なる物質、特にITOまたはIZOで作られることができる。
画素電極190上には液晶層3を配向することができる配向膜(図示せず)が塗布されている。
次に、共通電極表示板200について詳細に説明する。
透明なガラスなどの絶縁基板210上にブラックマトリックスという遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、画素電極190の間の光漏れを防止する役割を果たすものであって、画素電極190と対向する開口領域を定義する。
基板210と遮光部材220上には複数のカラーフィルタ230が形成されている。カラーフィルタ230は遮光部材220が定義する開口領域内にほとんど含まれるように配置されている。隣接する二つのデータ線171の間に位置し、縦方向に配列されたカラーフィルタ230は、互いに連結されて一つの帯を構成することができる。各カラーフィルタ230は赤色、緑色、青色など三原色のうちの一つを表示することができる。
カラーフィルタ230及び遮光部材220上には、有機物質などで構成される蓋膜250が形成されてカラーフィルタ230を保護し、表面を平坦にする。
蓋膜250の上にはITOまたはIZOなどの透明な導電物質などで構成される共通電極270が形成されている。
再び図1を参照すれば、階調電圧生成部800は画素の透過率と関連する二組の複数階調電圧を生成する。二組のうちの一組は共通電圧Vcomに対して正の値を有し、もう一組は負の値を有する。
ゲート駆動部400は液晶表示板組立体300のゲート線(G−G2n)に連結されて、外部からのゲートオン電圧(Von)とゲートオフ電圧(Voff)との組み合わせからなるゲート信号をゲート線(G−G2n)に印加し、複数の集積回路で構成される。
データ駆動部500は液晶表示板組立体300のデータ線(D−D)に連結されて階調電圧生成部800からの階調電圧を選択してデータ信号として画素に印加する。
複数のゲート駆動集積回路またはデータ駆動集積回路は、チップの形態でFPC基板に実装してFPC基板を液晶表示板組立体300に付着することもできて、FPC基板を使用せずガラス基板上にこれら集積回路を直接付着することもできて(COG実装方式)、これら集積回路と同じ機能を遂行する回路を画素の薄膜トランジスタと共に液晶表示板組立体300に直接形成することもできる。
信号制御部600はゲート駆動部400及びデータ駆動部500などの動作を制御する。
次に、このような液晶表示装置の表示動作について詳細に説明する。
信号制御部600は外部のグラフィック制御機(図示せず)から入力画像信号(R、G、B)及びその表示を制御する入力制御信号、例えば、垂直同期信号(Vsync)、水平同期信号(Hsync)、メインクロック(MCLK)、及びデータイネーブル信号(DE)などの提供を受ける。信号制御部600の入力画像信号(R、G、B)と入力制御信号に基づいて、画像信号(R、G、B)を液晶表示板組立体300の動作条件に合うように適切に処理してゲート制御信号(CONT1)及びデータ制御信号(CONT2)などを生成した後、ゲート制御信号(CONT1)をゲート駆動部400に送出し、データ制御信号(CONT2)と処理した画像信号(DAT)をデータ駆動部500に送出する。ここで画像信号(R、G、B)の処理は、図3に示す液晶表示板組立体300の画素配列によって画像データ(R、G、B)を再配列する動作を含む。
ゲート制御信号(CONT1)はゲートオン電圧(Von)の出力開始を指示する走査開始信号(STV)、ゲートオン電圧(Von)の出力時期及び出力電圧を制御する少なくとも一つのクロック信号などを含む。
データ制御信号(CONT2)は画像データ(DAT)の伝送開始を知らせる水平同期開始信号(STH)、データ線(D−D)に当該データ電圧の印加を指示するロード信号(TP)、共通電圧(Vcom)に対するデータ電圧の極性(以下、“共通電圧に対するデータ電圧の極性”を略して“データ電圧の極性”という)を反転させる反転信号(RVS)、及びデータクロック信号(HCLK)などを含む。
データ駆動部500は信号制御部600からのデータ制御信号(CONT2)によって一つの行の画素のうち、半分に対する画像データ(DAT)の集合を順次に受信し、階調電圧生成部800からの階調電圧のうち、各画像データ(DAT)に対応する階調電圧を選択することによって画像データ(DAT)を当該データ電圧に変換する。その後、これを当該データ線(D−D)に印加する。
ゲート駆動部400は信号制御部600からのゲート制御信号(CONT1)によってゲートオン電圧(Von)をゲート線(G−G2n)に順次に印加し、このゲート線(G−G2n)に連結されたスイッチング素子(Q)をターンオンさせる。その結果、データ線(D−D)に印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子(Q)を通じて当該画素に印加される。
画素に印加されたデータ電圧と共通電圧(Vcom)との差は、液晶キャパシタ(CLC)の充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は画素電圧の大きさによってその配列を異にする。その結果、液晶層3を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は表示板100、200に付着された偏光子(図示せず)によって光の透過率変化として現れる。
1/2水平周期(または“1/2H”)[水平同期信号Hsyncの一周期]を単位にしてデータ駆動部500とゲート駆動部400は同じ動作を繰り返す。このような方式で、1フレーム間全てのゲート線(G−G2n)に対して順次にゲートオン電圧(Von)を印加し、全ての画素にデータ電圧を印加する。1フレームが終われば、次のフレームが始まって、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と反対になるように、データ駆動部500に印加される反転信号(RVS)の状態が制御される(“フレーム反転”)。
このようなフレーム反転の他にも、データ駆動部500は1フレーム内で隣接するデータ線(D−D)を通して流れるデータ電圧の極性を反転させて、これによってデータ電圧の印加を受けた画素電圧の極性もまた変化する。ところが、図3に示すように、画素とデータ線(D−D)との連結が多様であるために、データ駆動部500での極性反転パターンと液晶表示板組立体300の画面に現れる画素電圧の極性反転パターンが異なって現れる。以下では、データ駆動部500での反転を駆動部反転と言い、画面に現れる反転を見掛け反転(apparent inversion)という。
再び図3を参照して、本発明の一実施形態による反転形態について詳細に説明する。
図3において、駆動部反転は列反転であって、一つのデータ線に流れるデータ電圧は常に同一極性であり、隣接した二つのデータ線に流れるデータ電圧は反対極性であり、見掛け反転は1×2ドット反転である。
このように、見掛け反転がドット反転になれば、画素電圧が正極性である時と負極性である時、キックバック電圧によって現れる輝度の差が分散して示されるため、縦線が低下する。
次に、図8を参照して本発明の他の実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。
図8は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の画素配列を示す図面である。
図8に示す画素配列もまた図3に示す画素配列と類似している。つまり、一対のゲート線が一つの行の画素電極190の上下に配置されており、データ線(D−D)は二つの列の画素電極190の間に一つずつ配置されている。
また、一つの画素行で隣接した二つのデータ線の間に位置した一対の画素電極190に連結されたスイッチング素子(Q)は、互いに異なるゲート線(G2i−1、G2i)に連結されているが、例えば、画素の下側に配置されたスイッチング素子(Q)は下側ゲート線(G2i)に連結されており、上側に配置されたスイッチング素子(Q)は上側ゲート線(G2i−1)に連結されている。
それだけでなく、データ線からのび出てスイッチング素子(Q)に連結される複数の端子線は、全て隣接した二つのゲート線の間に存在する。
しかしながら、図8で各画素電極190に連結されたスイッチング素子(Q)の位置は、図3での位置とは相異している。つまり、各スイッチング素子(Q)はデータ線から遠い方に配置している。言い換えれば、ほぼ長方形である画素電極190の二つの縦境界線のうちの一つはデータ線と隣接し、もう一つはデータ線から遠く離れているが、スイッチング素子(Q)は全てデータ線から遠い境界線付近に位置する。
その他、図8に示す配列について詳細に説明すれば、隣接した二つのデータ線の間に位置して行方向に隣接した一対の画素(以下、“単位画素対”という)のスイッチング素子(Q)は、同じデータ線に連結されている。また、列方向に隣接した一対の画素は、互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は互いに反対側に位置する。一つの画素行を見れば、同じ構造の単位画素対が繰り返される構造である。結局、2×1行列構造の画素配列が行方向と列方向に繰り返して配列される。
次に、図8の画素配列を有する液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の構造について図9及び図10を参照して詳細に説明する。図9及び図10は各々図8に示す画素配列を有する液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
図9を参考にすれば、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板100に対する構造は、図4乃至図7に示した構造と類似している。
基板110上に複数のゲート電極124a、124bを含む複数のゲート線121a、121bと、維持電極線133a1、133a2、133b1、133b2、133c1、133c2、133d及び維持電極連結部135a、135bを含む複数の維持電極線131(133a1、133a2、133b1、133b2、133c1、133c2、133d)とが形成されており、その上にゲート絶縁膜140、複数の島状半導体152、154a、154b、及び複数の抵抗性接触部材162、163a、163b、165a、165bが順次に形成されている。抵抗性接触部材162、163a、163b、165a、165b及びゲート絶縁膜140上には、ソース電極173a、173bを含む複数のデータ線171及び複数のドレイン電極175a、175bが形成されており、その上に保護膜180が形成されている。保護膜180及びゲート絶縁膜140には、複数の接触孔181、182、185が形成されており、保護膜180上には、複数の画素電極190及び複数の接触補助部材81、82が形成されている。
しかし、図9及び図10の薄膜トランジスタ表示板は、ゲート線121a,121bとデータ線171との交差点に位置する複数の島状半導体153、及びこの島状半導体153とデータ線との間に位置する複数の抵抗性接触部材166をさらに含む。その代わり、島状半導体153には延長部がない。
島状半導体153もまたデータ線171がゲート線121と合う部分でゲート線121の境界を覆ってデータ線171の断線を防止し、抵抗性接触部材166もまた島状半導体153とデータ線171との間の接触抵抗を低くする。
さらに、図10において、ゲート電極124a、124bは、ゲート線121a、121bがのびた方向と実質的に平行な上部境界線を有している。また、各データ線171から上側または下側に複数の分岐がドレイン電極175a、175bに向かって突出して、複数の曲がったU字形のソース電極173a、173bを構成する。この時、ドレイン電極175a、175bはゲート電極124a、124bと重畳するが、特にゲート線121a、121bと実質的に平行し、データ線171と実質的に垂直であるゲート電極124a、124bの上部境界線と重畳する。このようにすれば、ゲート電極124a、124bの上部境界線に沿って、つまり、ゲート線121a、121bがのびた方向に沿ってドレイン電極175a、175bが移動しても、ドレイン電極175a、175bとゲート電極124a、124bとの重畳面積は、一定に維持される。
次に、図8乃至図10に示す実施形態の場合、図4乃至図7に示す実施形態に比べて発生する縦線が減少するが、これについて図11及び図12を参照して詳細に説明する。
図11は、図4乃至図7に示す液晶表示装置を概略的に示した配置図であり、図12は図8乃至図10に示す液晶表示装置を概略的に示した配置図である。図11及び図12で斜線を引いた領域は遮光部材で覆われる領域である。
隣接した二つの画素電極190の間の距離は、データ線171が配置されている場合とそうでない場合との間に差が発生する。つまり、画素電極190の間にデータ線171を配置するためには、データ線171の横幅以上の面積が必要であるため、データ線171が配置される部分の幅は、そうでない部分の幅より大きい値を確保しなければならない。
このような画素電極190間の幅の差によって、画素電極190の間に位置する遮光部材の横幅もまたデータ線171の配置の要否によって変わる。例えば、15インチWXGA級の液晶表示装置である場合、データ線171が配置されている部分の遮光部材の幅は約29μmである反面、データ線171が配置されていない部分の遮光部材の幅は約18μmであって、約11μm程度の幅の差が発生する。
図11の場合、データ線171が配置されている“A”部分の遮光部材の面積及びデータ線171が配置されていない“B”部分の遮光部材の面積が、遮光部材のこのような幅の差に相当する面積だけ異なる。従って、データ線171を介在した画素と、そうでない二つの画素との表示面積が異なることによって縦線が生じる可能性がある。
しかし、図8乃至図10に示す液晶表示装置では、データ線171が配置されていない画素電極190の間にスイッチング素子(Q)を配置するため、図12に示すように、遮光部材の面積(D)は、データ線171が配置されていない画素電極190間の面積以外に、これらスイッチング素子(Q)による面積が加えられる。これにより、スイッチング素子(Q)が形成される部分だけ遮光部材の面積が増加して、データ線171の配置によって増加した“C”部分の増加分が補償され、“C”部分と“D”部分の面積がほとんど同一になる。つまり、二つの部分(C、D)の遮光部材の面積差が減って縦線が発生するのを低下させる。
次に、図13乃至図15を参照して本発明の他の実施形態による液晶表示装置での画素配列を詳細に説明する。
図13乃至図15は各々本発明の他の実施形態による液晶表示装置の画素配列を示す図面である。
図13乃至図15に示す画素配列は、図8に示した画素配列と類似している。つまり、一対のゲート線(G2i−1、G2i)が一つの行の画素電極190の上下に配置されており、データ線(D)は二つの列の画素電極190の間に一つずつ配置されている。
また、一つの画素行で隣接した二つのデータ線の間に位置した一対の画素電極190に連結されたスイッチング素子(Q)は、互いに異なるゲート線(G2i−1、G2i)に連結されているが、例えば、画素電極190のの下側の角部付近に配置されたスイッチング素子(Q)は、下側ゲート線(G2i)に連結されており、上側の角部付近に配置されたスイッチング素子(Q)は、上側ゲート線(G2i−1)に連結されている。
さらに、各スイッチング素子(Q)は、データ線(D、Di+1)から遠い方に配置されて、スイッチング素子(Q)は全てデータ線(D、Di+1)から遠い境界線付近に位置し、データ線(D、Di+1)からのび出てスイッチング素子(Q)に連結される複数の端子線は、全て隣接した二つのゲート線の間に存在する。
しかし、これら図13乃至図15に示す画素配列において、各スイッチング素子(Q)とデータ線との連結が相異している。
これをより詳しく説明すれば、以下の通りである。
図13に示す配列において、単位画素対のスイッチング素子(Q)は、互いに異なるデータ線に連結されている。また、列方向に隣接した一対の画素は互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は互いに反対側に位置する。行方向に隣接した2つの単位画素対で対応する画素のスイッチング素子(Q)は、互いに異なる方向のデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は互いに反対側に位置する。結局、行列に配列された4つの単位画素対が繰り返される構造であって、2×1行列構造の画素配列が行方向と列方向に繰り返して配列される。
図14に示す配列において、単位画素対のスイッチング素子は、同一なデータ線に連結されている。また、列方向に隣接した一対の画素は、互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は同一側に位置する。行方向に隣接した2つの単位画素対は、同一な構造を有する。結局、2×2行列構造の画素配列が行方向と列方向に繰り返して配列される。
また、図15に示す配列において、単位画素対のスイッチング素子(Q)は、同一なデータ線に連結されている。また、列方向に隣接した一対の画素は、互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は同一側に位置する。行方向に隣接した二つの単位画素対のスイッチング素子(Q)は、同一側のデータ線に連結されており、互いに反対側に位置する。結局、2×2行列に配列された4つの単位画素対が繰り返される構造であって、2×4行列構造の画素配列が行方向と列方向に繰り返して配列される。
次に、図16乃至図18を参照して本発明の他の実施形態による液晶表示装置での画素配列を詳細に説明する。
図16乃至図18は、各々本発明の他の実施形態による液晶表示装置の画素配列を示す図面である。
図16乃至図18に示す画素配列は、図8に示す画素配列と類似している。つまり、一対のゲート線(G2i−1、G2i)が一つの行の画素電極190上下に配置されており、データ線(D)は二つの列の画素電極190の間に一つずつ配置されている。
また、一つの画素行で隣接した二つのデータ線の間に位置した一対の画素電極190に連結されたスイッチング素子(Q)は、互いに異なるゲート線(G2i−1、G2i)に連結されているが、例えば、画素の下側に配置されたスイッチング素子(Q)は下側ゲート線(G2i)に連結されており、上側に配置されたスイッチング素子(Q)は上側ゲート線(G2i−1)に連結されている。
さらに、各スイッチング素子(Q)はデータ線から遠い方に配置され、スイッチング素子(Q)は全てデータ線から遠い境界線付近に位置し、データ線からのび出てスイッチング素子(Q)に連結される複数の端子線174は、全て隣接した二つのゲート線の間に存在する。
しかし、これら図16乃至図18に示す画素配列において、各スイッチング素子(Q)とデータ線との連結が相異している。また、一つの端子線174に2つのスイッチング素子(Q)が連結されている。より詳しく説明すれば、列方向に隣接した2つの単位画素対において、上側単位画素対の下側スイッチング素子(Q)は、下側単位画素対の上側スイッチング素子(Q)と同一なデータ線に連結されている。
これをより詳細に説明すれば、以下の通りである。
図16に示す配列において、単位画素対のスイッチング素子(Q)は、互いに異なるデータ線に連結されている。また、列方向に隣接した一対の画素は、互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は互いに同一側に位置する。行方向に隣接した二つの単位画素対は、同一な構造を有する。結局、2×2行列構造の画素配列が行方向と列方向に繰り返して配列される。
図17に示す配列において、単位画素対のスイッチング素子(Q)は、互いに異なるデータ線に連結されている。また、列方向に隣接した一対の画素は、互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は同一側に位置する。行方向に隣接した2つの単位画素対で対応する画素のスイッチング素子(Q)は、互いに異なる側のデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は、互いに反対側に位置する。結局、行列に配列された4つの単位画素対が繰り返される構造であって、2×4行列構造の画素配列が行方向と列方向に繰り返して配列される。
図18に示す配列において、単位画素対のスイッチング素子は、互いに異なるデータ線に連結されている。また、列方向に隣接した一対の画素は、同一なデータ線に連結されているか互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は同一側に位置するか反対側に位置する。行方向に隣接した2つの単位画素対で対応する画素のスイッチング素子(Q)は、互いに異なるデータ線に連結されており、そのスイッチング素子(Q)は互いに反対側に位置する。
結局、4×4行列構造の画素配列が行方向と列方向に繰り返して配列される。
次に、このような画素配列を有する本発明の他の実施形態による反転形態を見れば、図16乃至図18で駆動部反転は列反転であって、一つのデータ線に流れるデータ電圧は、常に同一極性であり、隣接した2つのデータ線に流れるデータ電圧は、反対極性である。
しかし、図16及び図17で見掛け反転は1×1ドット反転であり、図18で見掛け反転は各々2×2ドット反転である。
このように、見掛け反転がドット反転になれば、画素電圧が正極性である時と負極性である時、キックバック電圧によって現れる輝度の差が分散して示されるため、縦線が発生するのを低減することができる。
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の構造図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図4に示す薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示板組立体をV−V’線に沿って切断した断面図である。 図4に示す薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示板組立体をVI−VI’線に沿って切断した断面図である。 図4に示す薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示板組立体をVII−VII’線に沿って切断した断面図である 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の画素配列を示す図面である。 図8に示す画素配列を有する液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図8に示す画素配列を有する液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 図4乃至図7に示す液晶表示装置を概略的に示した配置図である。 図8乃至図10に示す液晶表示装置を概略的に示した配置図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の画素配列を示す図面である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の画素配列を示す図面である。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の画素配列を示す図面である。 本発明の他の実施形態による画素配列を示す図面である。 本発明の他の実施形態による画素配列を示す図面である。 本発明の他の実施形態による画素配列を示す図面である。
符号の説明
81、82 接触補助部材
100 下部表示板
110、210 絶縁基板
121a、121b ゲート線
124a、124b ゲート電極
131(133a1、133a2、〜133d、135a、135b) 維持電極線
135a、135b 維持電極連結部
140 ゲート絶縁膜
152、153、154a、154b 島状半導体
162、163a、163b、165a、165b、166 抵抗性接触部材
171 データ線
173a、173b ソース電極
175a、175b ドレイン電極
180 保護膜
181、182、185 接触孔
190 画素電極
200 上部表示板
220 遮光部材
230 カラーフィルタ
250 蓋膜
270 共通電極
300 液晶表示板組立体
400 ゲート駆動部
500 データ駆動部
510 可撓性印刷回路(FPC)基板
521 データ伝達線
522a、522b、523a、523b、551a、551b 信号伝達線
540 データ駆動集積回路チップ
550 印刷回路基板(PCB)
600 信号制御部
800 階調電圧生成部

Claims (36)

  1. 行列状に配列されている画素電極、及び該画素電極に連結されているスイッチング素子を各々有する複数の画素と、
    前記スイッチング素子に連結されており、行方向にのびている複数のゲート線と、
    前記スイッチング素子に連結されており、列方向にのびている複数のデータ線とを有し、
    画素行は少なくとも2つのゲート線を有し、該各画素行において隣接した2つの画素は、隣接する2つのデータ線の間に配列されて画素対を形成し、
    前記画素対を形成する前記隣接した2つの画素に含まれる画素電極各々は、すぐ隣接するデータ線と隣接した第1側及び該第1側より前記隣接するデータ線から遠い第2側を有しており、
    前記画素対を形成する前記隣接した2つの画素に含まれる各画素電極に連結されているスイッチング素子から該隣接した2つの画素の間の境界までの距離は、前記スイッチング素子から前記画素対と隣接する前記データ線までの距離より小さいことを特徴とする表示装置。
  2. 前記画素を形成する前記隣接した2つの画素は、互いに異なるゲート線に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記画素の各画素は、互いに同一なデータ線に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記画素の各画素は、互いに異なるデータ線に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  5. 一つの列で隣接した前記画素は、同一なデータ線に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  6. 一つの列で隣接した前記画素は、互いに異なるデータ線に連結されていることを特徴とする、請求項2に記載の表示装置。
  7. 前記画素の各画素と連結されている互いに異なるゲート線は、前記画素の上側及び下側に配列されていることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  8. 各行にて隣接した2つの画素に該当するスイッチング素子は、各画素で列方向に互いに反対位置に形成されてることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  9. 一つの列で隣接した前記画素に該当するスイッチング素子は、各々実質的に同一位置に配列されていることを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  10. 一つの列で隣接した前記画素に該当するスイッチング素子は、各々実質的に反対位置に配列されていることを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  11. 一つの行で隣接した前記画素対に対応する画素のスイッチング素子は、各々実質的に同一位置に配列されていることを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  12. 一つの行で隣接した前記画素対に対応する画素のスイッチング素子は、各々実質的に反対位置に配列されていることを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  13. 前記データ線及び前記スイッチング素子は、端子線によって連結されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  14. 前記端子線各々は、隣接した2つのゲート線の間に配列されていることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  15. 前記端子線各々は、2つのスイッチング素子と連結されていることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  16. 前記各スイッチング素子は、前記一つのゲート線に連結されており、前記ゲート線に実質的に平行な一側を有するゲート電極と、
    前記一つのデータ線に連結されているソース電極と、
    前記一つの画素電極と連結されており、前記ゲート電極の一側と交差するドレイン電極とを有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  17. 前記表示装置の駆動部反転は、列反転であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  18. 前記表示装置の見掛け反転(apparent inversion)は、ドット反転であることを特徴とする請求項17に記載の表示装置。
  19. 前記画素電極の間に配列される遮光部材をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  20. 前記遮光部材は、列方向にのびており、前記データ線と重畳する第1部分と、
    前記列方向にのびており、前記データ線と重畳しない第2部分と、
    前記スイッチング素子と重畳する第3部分とを有し、
    前記第1部分は、前記第2部分より広いことを特徴とする請求項19に記載の表示装置。
  21. 行列状に配列された複数の画素電極と、
    前記複数の画素電極の画素電極にそれぞれ連結された複数のスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に連結されて行方向にのび、隣接した2つの画素行の間に2つのゲート線が配列された複数のゲート線と、
    前記スイッチング素子に連結されて列方向にのびた複数のデータ線と、を有し、
    各画素行において前記行方向のすぐ隣接した2つの画素電極は、すぐ隣接する2つのデータ線の間に配列されて画素対を形成し、該画素対を形成する前記すぐ隣接した2つの画素は、異なるゲート線に連結され、
    前記画素対に含まれる第1画素電極と連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極と該第1画素電極に隣接して前記画素対に含まれる第2画素電極との間の境界までの距離は、前記第1画素に連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極に対して直近のデータ線までの距離より小さく、
    第1データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびた隣接した2つの第1ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第1データ線に対して直近の画素電極に連結された2つの第1スイッチング素子と、
    前記第1データ線と、前記隣接した2つの画素行の間にのびて前記2つの第1ゲート線に対して次に隣接する2つの第2ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第1データ線に隣接する2つの第2データ線のうちの1つに対して直近のそれぞれの画素電極に連結された2つの第2スイッチング素子と、を有することを特徴とする表示装置。
  22. 前記2つの第1スイッチング素子は、異なる画素行に配列され、前記2つの第2スイッチング素子は、異なる画素行に配列されることを特徴とする請求項21に記載の表示装置。
  23. 前記2つの第1スイッチング素子及び前記2つの第2スイッチング素子は、列方向に交互に配列されることを特徴とする請求項22に記載の表示装置。
  24. 画素行は、前記2つの第1スイッチング素子のうちの1つと前記2つの第2スイッチング素子のうちの1つとの間に位置し、前記2つの第1スイッチング素子のうちの他の1つ及び前記2つの第2スイッチング素子のうちの他の1つは、同一の画素行に配列されることを特徴とする請求項23に記載の表示装置。
  25. 前記画素対の前記第1画素電極及び前記第2画素電極に連結された異なるゲート線は、前記画素対の上側及び下側に配列されることを特徴とする請求項21に記載の表示装置。
  26. 前記データ線及び前記スイッチング素子は、端子線によって連結されることを特徴とする請求項21に記載の表示装置。
  27. 前記端子線の各々は、隣接した2つのゲート線の間に配列されることを特徴とする請求項26に記載の表示装置。
  28. 前記端子線の各々は、2つのスイッチング素子と連結されることを特徴とする請求項26に記載の表示装置。
  29. 行列状に配列された複数の画素電極と、
    前記複数の画素電極の画素電極にそれぞれ連結された複数のスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子に連結されて行方向にのび、隣接した2つの画素行の間に2つのゲート線が配列された複数のゲート線と、
    前記スイッチング素子に連結されて列方向にのびた複数のデータ線と、を有し、
    各画素行において前記行方向のすぐ隣接した2つの画素電極は、すぐ隣接する2つのデータ線の間に配列されて画素対を形成し、該画素対を形成する前記すぐ隣接した2つの画素は、異なるゲート線に連結され、
    前記画素対に含まれる第1画素電極と連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極と該第1画素電極に隣接して前記画素対に含まれる第2画素電極との間の境界までの距離は、前記第1画素に連結されたスイッチング素子から、前記第1画素電極に対して直近のデータ線までの距離より小さく、
    第1データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびた隣接した2つの第1ゲート線のうちの1つとに連結され、前記第1データ線に対して直近の画素電極に連結された第1スイッチング素子と、
    前記第1データ線と、前記隣接した2つの第1ゲート線のうちの他の1つとに連結され、前記第1データ線に隣接する第2データ線に対して直近の画素電極に連結された第2スイッチング素子と、
    前記第1データ線と、前記隣接した2つの画素行の間にのびて前記2つの第1ゲート線に対して次に隣接した2つの第2ゲート線のうちの1つとに連結され、前記第1データ線に対して直近の画素電極に連結された第3スイッチング素子と、
    前記第1データ線と、前記隣接した2つの第2ゲート線のうちの他の1つとに連結され、前記第1データ線を基準として前記第2データ線の向かい側に位置して前記第1データ線と隣接する第3データ線に対して直近の画素電極に連結された第4スイッチング素子と、を有することを特徴とする表示装置。
  30. 前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子は異なる画素行に配列され、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子は異なる画素行に配列されることを特徴とする請求項29に記載の表示装置。
  31. 前記第1、第2、第3、及び第4スイッチング素子は、列方向に交互に配列されることを特徴とする請求項30に記載の表示装置。
  32. 画素行は、前記第1スイッチング素子と前記第4スイッチング素子との間に位置し、前記第2スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子は、同一の画素行に配列されることを特徴とする請求項31に記載の表示装置。
  33. 前記画素対の前記第1画素電極及び前記第2画素電極に連結された異なるゲート線は、前記画素対の上側及び下側に配列されることを特徴とする請求項29に記載の表示装置。
  34. 前記データ線及び前記スイッチング素子は、端子線によって連結されることを特徴とする請求項29に記載の表示装置。
  35. 第4データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびた隣接した2つの第3ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第4データ線に対して直近の画素電極に連結された2つの第5スイッチング素子と、
    前記第4データ線と、隣接した2つの画素行の間にのびて前記2つの第3ゲート線に対して次に隣接した2つの第4ゲート線のうちの1つとにそれぞれ連結され、前記第4データ線に隣接する2つの第5データ線のうちの1つに対して直近のそれぞれの画素電極に連結された2つの第6スイッチング素子と、を更に有することを特徴とする請求項29に記載の表示装置。
  36. 前記第1データ線及び前記第4データ線は互いに隣接し、前記第5データ線のうちの1つは前記第1データ線と同じであることを特徴とする請求項35に記載の表示装置。
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