KR20150016792A - 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 액정층을 포함하는 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소와 각 화소에 연결되어 데이터 전압을 전달하는 데이터선, 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소에 연결되어 각각 게이트 온 전압을 전달하는 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선, 각 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부, 데이터선에 인가하는 데이터 구동부 및 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 포함하고, 본단 화소가 연결되어 있는 제3 게이트선에 인가되는 게이트 온 전압은 제1 프리 차징 구간, 제2 프리 차징 구간 및 본 차징 구간을 포함하고, 데이터 전압은 전전단 화소, 전단 화소, 본단 화소 순으로 인가되고, 신호 제어부는 본단 화소가 목표 전압까지 충전됨에 있어서, 전전단 화소가 충전되는 제1 프리 차징 구간 또는 전단 화소의 충전가 충전 되는 제2 프리 차징 구간에 선택적으로 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 게이트 구동부를 제어한다.

Description

표시 장치 및 그 구동 방법 {DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

일반적인 표시 장치는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 신호를 인가받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.

이러한 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다. 이때, 액정층에 한 방향의 전계가 오랫동안 인가됨으로써 발생하는 열화 현상을 방지하기 위하여 프레임별로, 행별로, 또는 화소별로 공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성을 반전시킨다.

액정 축전기에 정상 데이터 전압이 인가되기 전에 소정 시간 동안 프리 차징(pre-charging)하여 액정 분자를 미리 어느 정도 배향시킬 수 있다. 이때, 실시예에 따라서는 동일한 화소행에 존재하는 복수의 축전기에 동일한 크기의 정상 데이터 전압이 인가되더라도 사전 충전된 충전량이 서로 다를 경우, 액정 축전기에 충전된 충전량이 서로 달라 휘도 차이가 발생하여, 플리커가 시인되는 화질 불량이 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 액정 축전기의 부족한 충전 시간으로 인한 화질 불량을 방지하는 것이다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 프리 차징으로 발생하는 표시 장치의 화질을 개선하는 것이다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 표시 장치의 소비 전력을 줄이는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 액정층을 포함하는 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소; 상기 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소에 연결되어 데이터 전압을 전달하는 데이터선; 상기 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소에 연결되어 각각 게이트 온 전압을 전달하는 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선; 상기 각 제1 게이트 선, 제2 게이트 선 및 제3 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부; 상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부; 및 상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 포함하고, 상기 본단 화소가 연결되어 있는 상기 제3 게이트선에 인가되는 게이트 온 전압은 제1 프리 차징 구간, 제2 프리 차징 구간 및 본 차징 구간을 포함하고, 상기 데이터 전압은 상기 전전단 화소, 상기 전단 화소, 상기 본단 화소 순으로 인가되고, 상기 신호 제어부는 상기 본단 화소가 목표 전압까지 충전됨에 있어서, 상기 전전단 화소가 충전되는 제1 프리 차징 구간 또는 상기 전단 화소의 충전가 충전 되는 제2 프리 차징 구간에 선택적으로 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어한다.

상기 본단 화소에 제1 계조가 인가되기 위해서, 상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 전단 화소에 제2 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

상기 제1 계조는 최고 계조이고, 상기 제2 계조는 최저 계조일 수 있다.

상기 본단 화소에 제1 계조가 인가되기 위해서, 상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

상기 신호 제어부는 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 전전단 화소에 제2 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

상기 신호 제어부는 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 전전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

상기 본단 화소에 제2 계조가 인가되기 위해서,

상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간 및 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하지 않도록 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간 또는 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 전전단 화소 또는 상기 전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하지 않도록 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간 및 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압을 인가하도록 게이트 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 전전단 화소, 전단 화소, 및 본단 화소에 데이터 전압이 순차적으로 인가되어 충전이 시작되는 단계; 신호 제어부가 상기 본단 화소가 충전됨에 있어서, 목표 전압까지 도달하기에 충분한 시간이 있는지를 판단 하는 단계; 및 상기 판단에 기초하여 상기 신호 제어부가 상기 전전단 화소가 충전되는 제1 프리 차징 구간 또는 상기 전단 화소의 충전가 충전 되는 제2 프리 차징 구간에 선택적으로 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 현재의 화소를 목표 전압까지 충전함에 있어서, 0 내지 2회의 프리 차징을 선택적으로 실시하여, 불필요한 전력 소모를 줄이고, 화소에 인가되는 전압을 목표 전압까지 충전시켜 표시 품질을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 화소를 행렬 형태로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 신호를 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 각 화소를 행렬 형태로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 각 화소를 행렬 형태로 나타낸 도면이다.
도 11은 제1 비교예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.
도 12는 제2 비교예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.
도 13은 제3 비교예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 패널(liquid crystal panel)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

표시 패널(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-G2n, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 표시 패널(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선(G1-G2n, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-G2n)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-G2n)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

보다 상세하게 설명하면, 데이터선(D1-Dm)은 두 화소열 마다 하나씩 배치되어 있다. 즉, 한 쌍의 픽셀열 마다 하나의 데이터선이 배치되어 있다. 데이터선의 수는 화소열의 수의 반일 수 있다.

또한 각 화소 행의 위 아래에는 한 쌍의 게이트선(G1 및 G2, G3 및 G4, …)이 위치하여 한 화소 행의 화소(R, G, B)는 위 아래에 이웃하는 한 쌍의 게이트선(G1 및 G2, G3 및 G4, …) 중 어느 하나에 연결된다. 즉, 게이트선의 수는 화소행의 수의 두배일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 패널(300)의 화소(R, G, B)의 배치에 대하여 설명하겠다. 표시 패널(300)에는 청색을 나타내는 청색 화소(B)의 열, 적색을 나타내는 적색 화소(R)의 열 그리고 녹색을 나타내는 녹색 화소(G)의 열이 행 방향으로 교대로 배열되어 배치되어 있다. 본 명세서에서는 표시 패널(300)에 먼저 청색 화소(B)의 열, 그 다음열에 적색 화소(R)의 열 그리고 그 다음열에 녹색 화소(G)의 열 반복적으로 배치되어 있는 것으로 설명하고 있으나 이에 한정될 필요는 없다. 화소열의 순서를 바꾸어도 본 발명의 적용이 가능하다. 뿐만 아니라, 다양한 방식으로 3원색의 화소가 배열될 수도 있으며, 청색, 적색 및 녹색 외의 다른 3원색이 사용될 수도 있다. 한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다.

첫 번째 데이터 선(D1)에는 두번째 행의 첫번째 화소 및 두번째 화소가 연결되어 있다. 이때 두번째 행의 첫번째 화소는 윗쪽 게이트선에 두번째 행의 두번째 화소는 아랫쪽 게이트선에 연결되어 있다.

두 번째 데이터 선(D2)에는 첫번째 행의 첫번째 화소 및 첫번째 행의 두번째 화소가 연결되어 있다. 이때 첫번째 행의 첫번째 화소는 윗쪽 게이트선에 첫번째 행의 두번째 화소는 아랫쪽 게이트선에 연결되어 있다. 또한 두 번째 데이터 선(D2)에는 두번째 행의 세번째 화소 및 두번째 행의 네번째 화소가 연결되어 있다. 두 번째 데이터 선(D2)에는 두번째 행의 세번째 화소는 윗쪽 게이트선에 두번째 행의 네번째 화소는 아랫쪽 게이트선에 연결되어 있다.

세번째 데이터 선(D3)에는 첫번째 행의 세번째 화소 및 첫번째 행의 네번째 화소가 연결되어 있다. 이때 첫번째 행의 세번째 화소는 윗쪽 게이트선에 첫번째 행의 네번째 화소는 아랫쪽 게이트선에 연결되어 있다. 또한 세 번째 데이터 선(D3)에는 두번째 행의 다섯번째 화소 및 두번째 행의 여섯번째 화소가 연결되어 있다. 이때 두번째 행의 다섯번째 화소는 아랫쪽 게이트선에 두번째 행의 여섯번째 화소는 윗쪽 게이트선에 연결되어 있다.

네번째 데이터 선(D4)에는 첫번째 행의 다섯번째 화소 및 여섯번째 화소가 연결되어 있다. 이때 첫번째 행의 다섯번째 화소는 아랫쪽 게이트선에 첫번째 행의 여섯번째 화소는 윗쪽 게이트선에 연결되어 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 표시 패널(300)의 각 화소 구조는 위에서 설명한 화소 구조가 반복된다. 즉 표시 패널(300)의 각 화소(R,G.B)는 행렬형태로 나타났을때, 6×2 크기의 화소 단위(이하 반전 구동 단위라 함)가 반복되는 구조를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따르면 각 화소는 제1 극성 또는 제2 극성을 갖는다. 또한 각 화소의 극성은 프레임 단위로 반전될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 제1 극성과 제2 극성은 서로 반대의 극성이다. 즉 제1 극성이 +극성 이라면, 제2 극성은 -다 또한 제1 극성이 - 극성 이라면, 제2 극성은 +극성이다.

각 화소(R, G, B)는 게이트선(G1-G2n) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결된 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자(Q)를 통해 데이터 신호를 인가 받는 화소 전극(191)과 화소 전극(191)과 마주하며 공통 전압(Vcom)을 인가 받는 공통 전극(도시하지 않음)을 포함한다.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 즉, 적색, 녹색, 청색을 각각 나타내는 3개의 화소(PX)가 한 색을 나타내는 한 도트(dot)를 형성한다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.

표시 패널(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 한 쌍의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

다시 도 1을 참고하면, 게이트 구동부(400)는 표시 패널(300)의 게이트선(G1-G2n)과 연결되어 있으며 스위칭 소자를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-G2n)에 인가한다.

보다 상세하게 설명하면 게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)의 제어를 받아, 본 차지 구간에 게이트선(G1-G2n)에 게이트 온 전압(Von)을 인가한다. 또한 게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)의 제어를 받아, 제1 또는 제2 프리 차지 구간에 게이트 온 전압(Von) 또는 게이트 오프 전압(Voff)을 게이트선(G1-G2n)에 선택적으로 인가한다. 게이트 구동부(400)가 신호 제어부(600)의 제어를 받아, 제1 또는 제2 프리 차지 구간에 게이트 온 전압(Von) 또는 게이트 오프 전압(Voff)을 게이트선(G1-G2n)에 선택적으로 인가하는 과정은 뒤에서 상세히 설명하겠다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-G2n)에 인가하여 이 게이트선(G1-G2n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

화소(PX)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시 패널(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통해 화소(PX)는 영상 신호(DAT)의 계조가 나타내는 휘도를 표시한다.

1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-G2n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

한편, 액정 축전기(Clc)의 양단에 전압을 인가하면 액정층(3)의 액정 분자들은 그 전압에 대응하는 안정한 상태로 재배열하고자 하는데, 액정 분자의 응답 속도가 늦기 때문에 안정한 상태에 이르기까지는 어느 정도의 시간이 소요된다. 액정 축전기(Clc)에 인가되는 전압을 계속해서 유지하고 있으면 액정 분자는 안정한 상태에 이르기까지 계속해서 움직이고 그 동안 광투과율 또한 변화한다. 액정 분자가 안정한 상태에 이르러 더 이상 움직이지 않으면 광투과율 또한 일정해진다.

*이와 같이 안정한 상태에서의 화소 전압을 목표 전압이라 하고 이때의 광투과율을 목표 광투과율이라 하면, 목표 전압과 목표 광투과율은 일대일 대응 관계가 있다. 또한 목표 전압에 도달했을 때 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량을 목표 충전량이라고 한다.

데이터 구동부(500)는 표시 패널(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 출력 영상 신호(DAT)를 생성하여 적절히 처리하고, 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 조명 제어 신호(CONT3) 등을 생성한다. 그런 다음, 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 출력 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 표시 패널(300)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 묶음의 화소(PX)에 대한 디지털 출력 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 출력 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 출력 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 프리 차징을 설명하겠다. 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터 제어를 받아 게이트 온 전압(Von)을 게이트 선에 인가한다. 게이트 온 전압(Von)이 게이트 선에 인가되면, 게이트 온 전압(Von)이 인가된 게이트 선에 연결된 화소에 데이터 전압이 인가되고, 그에 따라 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전된다.

본 발명의 실시예에 따른 게이트 온 전압에 따라 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 구간은 세구간으로 나뉘게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 세구간은 전전 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 제1 프리 차징 구간(pre-charge period)(Pre), 직전 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 제2 프리 차징 구간(pre-charge period)(Pre), 현재의 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 본 차징 구간(main-charge period)(Main)을 포함한다.

또한 신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400)가 현재 화소와 연결된 게이트 선에 제1 프리 차징 구간, 제2 프리 차징 구간 또는 본 차징 구간에 게이트 온 전압(Von) 또는 게이트 오프 전압(Voff)를 인가하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)에 기초하여 각 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량이 목표 충전량까지 도달하기 위한 시간이 있는지를 판단한다. 즉 본 발명의 실시예에 따른 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)에 기초하여 각 화소가 연결되어 있는 데이터선에 인가되는 데이터 전압의 관계를 통하여 각 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량이 목표 충전량까지 도달하기 위해 제1 프리 차징 도는 제2 프리 차징이 필요한지를 판단한다. 신호 제어부(600)는 다양한 방식의 프리 차징 중 기본적으로 사용하는 프리 차징 방식을 정해두고, 데이터선에 인가되는 데이터 전압이 특정 패턴인 경우에만 프리 차징 방식을 그에 맞는 방식으로 변경하도록 할 수 있다. 이는 신호 제어부(600)에서 단순히 특정 패턴인지만을 판단하면 되므로 데이터 처리량이 감소하는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 신호 제어부(600)의 제어를 받아 게이트 구동부(400)는 게이트 선이 연결되어 있는 화소에 본 충전 구간뿐만 아니라 제1 프리 차징 구간 또는 제2 프리 차징 구간에 게이트 온 전압(Von) 또는 게이트 오프 전압(Voff)을 인가할 수 있다. 이하에서는 게이트 온 전압(Von)은 하이(High)레벨을 게이트 오프 전압(Voff)는 로우(Low)레벨을 갖는 것으로 설명하겠다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고, 로우(Low)레벨의 게이트 온 전압(Von)의 하이(High)레벨의 게이트 오프 전압(Voff)의 경우에도 적용이 가능하다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600) 각각은 신호선(G1-G2n, D1-Dm) 및 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 표시 패널(300)에 집적될 수도 있다. 이와는 달리 이들 구동 장치(400, 500, 600)가 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시 패널(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시 패널(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

다음은 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 동작 방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 화소를 행렬 형태로 나타낸 도면이다.

도 3에서는 청색 화소(B) 및 적색 화소(R)은 제1 계조 이고 녹색 화소(G)는 제2 계조 일 수 있다. 또한 본 명세서에서 제1 계조는 최고 계조(Gray)이고, 제2 계조는 최저 계조(Gray)일 수 있다. 이는 최대 계조와 최저 계조를 통하여 데이터 전압의 변화가 큰 경우를 의미하며, 최대 계조에 준하는 계조값과 최저 계조에 준하는 계조값인 경우에도 유사한 특성을 가질 수 있다.

도 3의 S1에서 같은 행의 두 화소는 같은 데이터 선과 연결되어 있다. S2에서 같은 행의 두 화소는 각각 다른 데이터 선과 연결되어 있다. 또한 S2에서 같은 행의 두 화소 각각의 이전 화소는 제2 계조(Gray)의 화소일 수 있다.

S1에서는 이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량까지 충전 된다. 그에 따라서 본 차징 구간에서 현재 화소의 계조는 목표 계조에 도달하게 된다.

본 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량은 충분히 높은 전압 즉 목표 전압 이하에서 시작되므로 충분히 목표 충전량까지 도달할 수 있다. 이것은 S1에서 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되고, 또한 현재 화소의 전 화소의 계조가 제1 계조이기 때문이다, 그로인해 제2 프리 차징 구간에서 현재 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량 이하로 충전되기 때문에, 이후 본 차징 구간에서 목표 충전량까지 충전할 시간이 충분하게 된다.

S2에서는 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 5V 이하 즉 공통 전압 이하로 충전된다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 충전 된다. 그러나 S2에서는 본 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량은 너무 낮은 전압에서 시작되므로 한번의 프리 차징만으로는 목표 충전량까지 도달하지 못한다. 따라서 본 발명에 따른 게이트 구동부(400)은 이 경우 제1 프리 차징 구간에도 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)이 인가하여 프리 차징 할 수 있다. 본 발명에 따르면 만일 제1 프리 차징 구간의 게이트 온 전압(Von)에 대응한 프리 차징으로 인하여 충전된 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량이 본 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량을 목표 충전량만큼 충전시킬 수 있는 충분한 크기라면, 게이트 구동부(400)는 제2 프리 차징 구간에서는 게이트 선에 게이트 오프 전압(Voff)를 인가하여 프리 차징 하지 않을 수도 있다.

또한 도 3을 참조하면, 본 발명의 각 화소의 액정 축전기(Clc)는 데이터 선에 연결된 순서대로 충전된다.

예를 들어 D2에 연결되어 있는 첫번째 열의 첫번째 화소의 액정 축전기(Clc), 첫번째 열의 두번째 화소의 액정 축전기(Clc) 두번째 열의 세번째 화소의 액정 축전기(Clc), 두번째 열의 네번째 화소의 액정 축전기(Clc)순으로 충전된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 신호를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따르면 도 4에 도시된 바와 같이 각 게이트선(G1-G2n)에 상황에 따라 각각 다른 형태의 게이트 신호가 인가 될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 게이트 구동부(400)는 제1 프리 차징 구간에 대한 프리 차징이 필요없는 경우 제1 프리 차징 구간에는 게이트 오프 전압(Voff)를 게이트 선(G1-G2n)에 인가할 수 있다.

신호 제어부(600)는 현재 화소의 액정 축전기(Clc)에 대한 목표 충전량을 판단하고, 이에 대응하여 각 게이트선(G1-G2n)에 인가될 게이트 신호의 형태를 계산한다. 또한 신호 제어부(600)는 계산된 게이트 신호를 출력하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다.

이하에서는 각각 다른 형태의 게이트 신호가 인가되는 예들에 대하여 설명하겠다.

도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

신호 제어부(600)는 현재 화소(본단 화소라고도 함)가 본 차징 구간에 목표 계조를 갖기 위해서, 게이트 구동부(400)의 현재 화소에 연결된 게이트 선에 대한 게이트 신호를 인가한다. 도 5의 화소가 연결되어 있는 데이터선에는 본 차징 구간에 인가되는 제1 계조 전에 전단 화소에 제2 계조가 인가되고 있어 제2 계조로 프리 차징을 하는 경우, 본단 화소가 목표 전압에 이를 수 없어 현재 화소의 전전 화소(전전단 화소라고도 함)의 제1 계조 전압을 프리차징 전압으로 사용하도록 한다.

이하에서 목표 계조는 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량이 목표 충전량 일 때의 현재 화소의 계조를 말한다.

실시예에 따른 게이트 온 전압에 따라 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 구간은 세구간으로 나뉘게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 세구간은 전전 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 제1 프리 차징 구간(pre-charge period)(Pre), 직전 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 제2 프리 차징 구간(pre-charge period)(Pre), 현재의 화소의 액정 축전기(Clc)가 충전되는 본 차징 구간(main-charge period)(Main)을 포함한다.

도 5에 따르면 현재 화소(본단 화소라고도 함)의 목표 계조가 제1 계조이고, 제1 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전전 화소(전전단 화소라고도 함)의 계조가 제1 계조이고, 제2 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전 화소(전단 화소라고도 함)의 계조가 제2 계조인 경우, 신호 제어부(600)는 제1 프리 차징 구간에 게이트 온 전압(Von)을 인가하고, 제2 프리 차징 구간에는 게이트 오프 전압(Voff)을 인가하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다. 도 3을 예를 들어 설명하면, 첫번째 열의 네번째 화소는 전전단 화소, 두번째 열의 여섯번 째 화소는 전단 화소, 두번째 열의 다섯번째 화소는 본단 화소 일수 있다.

도 5에 따르면 현재 화소에 연결된 게이트선에 제1 프리 차징 구간 게이트 온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 5V 이상 즉 공통전압 이상으로 충전된다. 이하에서는 공통 전압을 5V로 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 얼마든지 다른 크기의 공통 전압인 경우에도 적용이 가능하다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 제2 프리 차징 구간에 게이트 오프 전압(Voff)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전 전압은 유지된다.

본 발명의 또 다른 제1 실시예에 따르면 게이트 구동부(400)는 현재 화소에 연결된 게이트선에 제2 프리 차징 구간의 게이트온 전압(Von)을 인가하여, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)를 10V 이하, 즉 목표 충전량 이하로 충전시킬 수 도 있다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량까지 충전 된다. 그에 따라서 본 차징 구간에서 현재 화소의 계조는 목표 계조에 도달하게 된다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 현재 화소의 목표계조가 제1 계조 인경우, 게이트 구동부(400)는 제1 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압을 인가할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

신호 제어부(600)는 현재 화소(본단 화소라고도 함)가 본 차징 구간에 목표 계조를 갖기 위해서, 게이트 구동부(400)의 현재 화소에 연결된 게이트 선에 대한 게이트 신호를 인가한다. 도 6의 화소가 연결되어 있는 데이터선에는 본 차징 구간에 인가되는 제1 계조 전에 전단 화소에 제1 계조가 인가되고 있고, 본단 화소는 제1 계조로 프리 차징을 하게 되어 목표 전압에 이를 수 있다. 따라서 이 경우 제1 프리 차징 구간에 프리 차징은 할 수도 안 할 수도 있다. 단 이 경우 제1 프리 차징 구간에 프리 차징을 하면, 본단 화소는 좀더 빨리 목표 전압에 도달하게 될 것이다.

도 6에 따르면 현재 화소의 목표 계조가 제1 계조이고, 제1 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전전 화소의 계조가 제2 계조이고, 제2 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전 화소의 계조가 제1 계조인 경우, 신호 제어부(600)는 제1 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트선에 게이트 온 전압(Von)을 인가하고, 제2 프리 차징 구간에는 현재 화소에 연결된 게이트선에 게이트 온 전압(Von)을 인가하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다. 도 3을 예를 들어 설명하면, 첫번째 열의 여섯번째 화소는 전전단 화소, 첫번째 열의 다섯 번째 화소는 전단 화소, 두번째 열의 일곱번째 화소는 본단 화소일 수 있다.

도 6에 따르면 현재 화소에 연결된 게이트선에 제1 프리 차징 구간 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc) 5V 이하 즉 공통 전압 이하까지 충전된다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 제2 프리 차징 구간 게이트 온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 10V 이하 즉 목표 충전량 이하까지 충전된다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량까지 충전 된다. 그에 따라서 본 차징 구간에서 현재 화소의 계조는 목표 계조에 도달하게 된다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 현재 화소의 목표계조가 제1 계조 인경우, 게이트 구동부(400)는 제1 프리 차징 구간 및 제2 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트선에 게이트 온 전압(Von)을 인가할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

신호 제어부(600)는 현재 화소(본단 화소라고도 함)가 본 차징 구간에 목표 계조를 갖기 위해서, 게이트 구동부(400)의 현재 화소에 연결된 게이트 선에 대한 게이트 신호를 인가한다. 도 7의 화소가 연결되어 있는 데이터선에는 본 차징 구간에 인가되는 제1 계조 전에 전단 화소에 제1 계조가 인가되고 있고, 본단 화소는 제1 계조로 프리 차징을 하게 되어 목표 전압에 이를 수 있다. 따라서 이 경우 제1 프리 차징 구간에 프리 차징은 할 수도 안 할 수도 있다. 단 이 경우 제1 프리 차징 구간에 프리 차징을 하면, 본단 화소는 좀더 빨리 목표 전압에 도달하게 될 것이다.

도 7에 따르면 현재 화소의 목표 계조가 제1 계조이고, 제1 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전전 화소의 계조가 제1 계조이고, 제2 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전 화소의 계조가 제1 계조인 경우, 신호 제어부(600)는 제1 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압(Voff)을 인가하고, 제2 프리 차징 구간에는 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)을 인가하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다. 도 3을 참조하여 설명하면, 첫번째 열의 열한번째 화소는 전전단 화소, 두번째 열의 열세번째 화소는 전단 화소, 두번째 열의 열네번째 화소는 본단 화소일 수 있다.

*본 발명의 또 다른 제3 실시예에 따르면, 게이트 구동부(400)는 제1 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)을 인가할 수도 있다.

도 7에 따르면 제1 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프(Voff) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 충전되지 않는다.

본 발명의 또 다른 제3 실시예에 따르면 제1 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 10V 이하, 즉 목표 충전량 이하로 충전될 수 도 있다.

이후 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 10V 이하, 즉 목표 충전량 이하로 충전될 수 도 있다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량까지 충전 된다. 그에 따라서 본 차징 구간에서 현재 화소의 계조는 목표 계조에 도달하게 된다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

신호 제어부(600)는 현재 화소(본단 화소라고도 함)가 본 차징 구간에 목표 계조를 갖기 위해서, 따라서 이 경우 제1 프리 차징 구간 및 제2 프리 차징 구간에 프리 차징은 할 수도 안 할 수도 있다.

도 8에 따르면 현재 화소의 목표 계조가 제2 계조이고, 제1 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전전 화소의 계조가 제1 계조이고, 제2 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전 화소의 계조가 제1 계조인 경우, 신호 제어부(600)는 제1 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압(Voff)을 인가하고, 제2 프리 차징 구간에는 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)을 인가하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다. 도 3을 참조하여 설명하면, 첫번째 열의 첫번째 화소는 전전단 화소, 첫번째 열의 두번째 화소는 전단 화소, 두번째 열의 세번째 화소는 본단 화소일 수 있다.

본 발명의 또 다른 제4 실시예에 따르면 게이트 구동부(400)는 제1 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)을 인가할 수도 있다.

도 8에 따르면 제1 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프(Voff) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 충전되지 않는다.

이후 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프(Voff) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 충전되지 않는다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량까지 충전 된다. 그에 따라서 본 차징 구간에서 현재 화소의 계조는 목표 계조에 도달하게 된다.

본 발명의 제4 실시예에 따르면, 현재 화소의 목표계조가 제2 계조 인경우, 게이트 구동부(400)는 제1 프리 차징 구간 및 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트선에 게이트 오프 전압(Voff)을 인가할 수 있다.

다음은 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널(300)의 화소 구조를 설명하다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 각 화소를 행렬 형태로 나타낸 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 본 발명은 도 1에서 설명한 6 X 2 크기의 반전 구동 단위가 일부에만 배치되어 있는 경우에도 적용이 가능하다.

도 9에 따르면, 도 1에서 설명한 6 X 2 크기의 화소 단위(이하 반전 구동 단위라 함)가 일부에만 배치되고, 나머지 화소들은 제1 계조를 갖는 경우에도 적용이 하다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 패널의 각 화소를 행렬 형태로 나타낸 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 본 발명은 도 1에서 설명한 6 X 2 크기의 반전 구동 단위가 일부에만 배치되어 있는 경우에도 적용이 가능하다.

도 10에 따르면, 도 1에서 설명한 6 X 2 크기의 화소 단위(이하 반전 구동 단위라 함)가 일부에만 배치되고, 나머지 화소들은 제2 계조를 갖는 경우에도 적용이 하다.

다음은 도 11 내지 도 13을 참조하여, 비교예에 따른 표시장치의 동작을 설명하겠다.

도 11은 제1 비교예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

제1 비교예에 따르면 현재 화소의 목표 계조가 제1 계조이고, 제2 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전 화소의 계조가 제2 계조인 경우, 신호 제어부(600)는 제2 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)을 인가하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다.

도 11에 따르면 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 5V 이하 즉 공통 전압 이하로 충전된다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 충전 된다. 그러나 비교예 1에 따르면, 본 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량은 너무 낮은 전압에서 시작되므로 목표 충전량까지 도달하지 못한다. 즉 비교예 1에 따르면 충전 부족이 발생할 수 있다. 이런 충전 부족은 제2 프리 차징 구간에서 충전 시작시 너무 낮은 전압에서부터 충전이 이루어지기 때문에, 본 차징 구간에서 목표 충전량까지 충전할 시간이 부족하게 되므로 발생하게 된다.

도 12은 제2 비교예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

제2 비교예에 따르면 현재 화소의 목표 계조가 제1 계조이고, 제2 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전 화소의 계조가 제1 계조인 경우, 신호 제어부(600)는 제2 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)을 인가하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다.

도 12에 따르면 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 10V 이하 즉 목표 전압 이하로 충전된다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량까지 충전 된다. 그에 따라서 본 차징 구간에서 현재 화소의 계조는 목표 계조에 도달하게 된다.

제2 비교예에 따르면, 본 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량은 충분히 높은 전압 즉 목표 전압 이하에서 시작되므로 충분히 목표 충전량까지 도달할 수 있다. 즉 비교예 2에 따르면 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되고, 또한 현재 화소의 전 화소의 계조가 제1 계조인 경우, 제2 프리 차징 구간에서 현재 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 목표 충전량 이하로 충전되기 때문에, 이후 본 차징 구간에서 목표 충전량까지 충전할 시간이 충분하게 된다.

도 13은 제3 비교예에 따른 액정 축전기의 충전량을 나타낸 도면이다.

제3 비교예에 따르면 현재 화소의 목표 계조가 제2 계조이고, 제2 프리 차징 구간에서 현재의 화소의 전 화소의 계조가 제1 계조인 경우, 신호 제어부(600)는 제2 프리 차징 구간에 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)을 인가하도록 게이트 구동부(400)를 제어한다.

도 13에 따르면 제2 프리 차징 구간 현재 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 10V 이하 즉 목표 전압 이하로 충전된다.

이후 현재 화소에 연결된 게이트선에 본 차징 구간에 게이트온 전압(Von)이 인가되면, 현재 화소의 액정 축전기(Clc)는 충전 된다. 그러나 비교예 3에 따르면, 본 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량은 너무 높은 전압에서 시작되므로 목표 충전량까지 도달하지 못한다.

즉 비교예 3에 따르면, 제2 프리 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량을 목표 충전량 이상으로 충전시켜 전력 소모가 발생된다. 또한 본 차징 구간에서 현재 화소의 액정 축전기(Clc)의 충전량은 너무 높은 전압에서 시작되므로 목표 충전량까지 도달하지 못할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

300: 표시 패널
400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부

Claims (17)

1. 액정층을 포함하는 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소;
   상기 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소에 연결되어 데이터 전압을 전달하는 데이터선;
   상기 전전단 화소, 전단 화소 및 본단 화소에 연결되어 각각 게이트 온 전압을 전달하는 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선;
   상기 각 제1 게이트 선, 제2 게이트 선 및 제3 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하는 게이트 구동부;
   상기 데이터선에 인가하는 데이터 구동부; 및
   상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 포함하고,
   상기 본단 화소가 연결되어 있는 상기 제3 게이트선에 인가되는 게이트 온 전압은 제1 프리 차징 구간, 제2 프리 차징 구간 및 본 차징 구간을 포함하고,
   상기 데이터 전압은 상기 전전단 화소, 상기 전단 화소, 상기 본단 화소 순으로 인가되고,
   상기 신호 제어부는 상기 본단 화소가 목표 전압까지 충전됨에 있어서, 상기 전전단 화소가 충전되는 제1 프리 차징 구간 또는 상기 전단 화소의 충전가 충전 되는 제2 프리 차징 구간에 선택적으로 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
   표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본단 화소에 제1 계조가 인가되기 위해서,
   상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 전단 화소에 제2 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
   표시 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
   표시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 계조는 최고 계조이고, 상기 제2 계조는 최저 계조인
   표시 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 본단 화소에 제1 계조가 인가되기 위해서,
   상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
   표시 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 신호 제어부는 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 전전단 화소에 제2 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
   표시 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 신호 제어부는 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 전전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
   표시 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 계조는 최고 계조이고, 상기 제2 계조는 최저 계조인
   표시 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 본단 화소에 제2 계조가 인가되기 위해서,
   상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간 및 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하지 않도록 게이트 구동부를 제어하는
   표시 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간 또는 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 전전단 화소 또는 상기 전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하지 않도록 게이트 구동부를 제어하는
    표시 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간 및 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압을 인가하도록 게이트 구동부를 제어하는
    표시 장치.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 계조는 최고 계조이고, 상기 제2 계조는 최저 계조인
    표시 장치.
13. 전전단 화소, 전단 화소, 및 본단 화소에 데이터 전압이 순차적으로 인가되어 충전이 시작되는 단계;
    신호 제어부가 상기 본단 화소가 충전됨에 있어서, 목표 전압까지 도달하기에 충분한 시간이 있는지를 판단 하는 단계; 및
    상기 판단에 기초하여 상기 신호 제어부가 상기 전전단 화소가 충전되는 제1 프리 차징 구간 또는 상기 전단 화소의 충전가 충전 되는 제2 프리 차징 구간에 선택적으로 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는 단계를 포함하는
    표시 장치의 구동 방법.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 본단 화소에 제1 계조가 인가되기 위해서,
    상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 전단 화소에 제2 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
    표시 장치의 구동 방법.
15. 제13항에 있어서,
    상기 본단 화소에 제1 계조가 인가되기 위해서,
    상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 제2 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
    표시 장치의 구동 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 신호 제어부는 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 전전단 화소에 제1 계조가 인가된 경우, 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 오프 전압을 인가하도록 상기 게이트 구동부를 제어하는
    표시 장치의 구동 방법.
17. 제13항에 있어서,
    상기 본단 화소에 제2 계조가 인가되기 위해서,
    상기 신호 제어부는 상기 제2 프리 차징 구간 및 상기 제1 프리 차징 구간에 상기 본단 화소에 연결된 게이트 선에 게이트 온 전압을 인가하지 않도록 게이트 구동부를 제어하는
    표시 장치의 구동 방법.

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