CN110782849B - 栅极驱动电路及包括栅极驱动电路的显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了栅极驱动电路及包括栅极驱动电路的显示装置，该栅极驱动电路包括充电部分、输出部分、第一放电部分和第二放电部分，其中，充电部分在第一时段内利用具有第一高电压的时钟信号对充电节点充电，输出部分在第一时段内响应于充电节点的第一电压而利用第一高电压对输出节点充电，并输出该输出节点的第二电压作为栅极信号，第一放电部分在第一时段之后的第二时段内响应于具有第二高电压的时钟条信号而将第二电压放电至第一截止电压，以及第二放电部分在第二时段内将第一电压放电至第二截止电压。第二截止电压设置为第一电平和第二电平中的一种，其中第一电平低于第一截止电压的电平，第二电平低于第一电平。

Description

栅极驱动电路及包括栅极驱动电路的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年7月25日提交的第10-2018-0086510号韩国专利申请的优先权以及由此产生的所有权益，上述专利申请的内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本公开涉及显示装置。更具体地，本公开涉及集成在显示面板中的栅极驱动电路以及包括栅极驱动电路的显示装置。
背景技术
显示装置通常包括栅极线、数据线以及连接至栅极线和数据线的像素。显示装置可包括用于将栅极信号施加至栅极线的栅极驱动电路和用于将数据信号施加至数据线的数据驱动电路。
栅极驱动电路通常包括移位寄存器，移位寄存器包括驱动级电路(下文中，称作为“驱动级”)。驱动级分别将栅极信号输出至栅极线。驱动级中的每个可包括晶体管以输出栅极信号。
发明内容
本公开提供了具有降低的电力消耗的栅极驱动电路。
本公开提供了包括栅极驱动电路的显示装置。
本发明的实施方式提供了栅极驱动电路，该栅极驱动电路包括连接至充电节点的充电部分、连接至充电节点和输出节点的输出部分、连接至输出节点的第一放电部分以及连接至充电节点的第二放电部分，其中充电部分在第一时段内利用具有第一高电压的时钟信号对充电节点充电，其中输出部分在第一时段内响应于充电节点的第一电压而利用第一高电压对输出节点充电，并输出该输出节点的第二电压作为栅极信号，其中第一放电部分在第一时段之后的第二时段内响应于具有第二高电压的时钟条信号而将第二电压放电至第一截止电压，其中第二放电部分在第二时段内将第一电压放电至第二截止电压。在这样的实施方式中，第二截止电压设置为第一电平和第二电平中的一种，其中，第一电平低于第一截止电压的电平，以及第二电平低于第一电平。
在实施方式中，第二截止电压、时钟信号的第一低电压以及时钟条信号的第二低电压可具有彼此相同的电平。
在实施方式中，时钟条信号可在第一时段内具有第二低电压，以及时钟信号可在第二时段内具有第一低电压。
在实施方式中，第一放电部分可包括第一放电晶体管和第二放电晶体管，其中，第一放电晶体管响应于时钟条信号的第二高电压而将第二电压放电至第一截止电压，第二放电晶体管在第一时段之后的第二时段内响应于施加至第二放电晶体管的栅电极的进位信号而将第二电压放电至第一截止电压。
在实施方式中，在第一时段内，具有时钟信号的第一高电压的进位信号可从在充电部分与第一放电部分之间连接的进位端子输出。
在实施方式中，第一放电部分还可包括第三放电晶体管，第三放电晶体管在第二时段内响应于时钟条信号的第二高电压而将在充电部分与第一放电部分之间连接的进位端子的第三电压放电至第二截止电压。
在实施方式中，第二放电部分可包括放电晶体管，放电晶体管在第二时段内响应于施加至放电晶体管的栅电极的进位信号而将第一电压放电至第二截止电压。
在实施方式中，连接至输出部分的第一时钟端子可通过输出节点电连接至与第一放电部分连接的第一放电端子。
本发明的另一实施方式提供了栅极驱动电路，该栅极驱动电路包括连接至充电节点的充电部分、连接至充电节点和输出节点的输出部分、连接至输出节点的第一放电部分以及连接至充电节点的第二放电部分，其中充电部分在第一时段内利用具有第一高电压的时钟信号对充电节点充电，其中输出部分在第一时段内响应于充电节点的第一电压而利用时钟信号的第一高电压对输出节点充电，并输出该输出节点的第二电压作为栅极信号，其中第一放电部分在第一时段之后的第二时段内响应于具有第二高电压的时钟条信号而将第二电压放电至第一截止电压，其中第二放电部分在第二时段内将第一电压放电至第二截止电压。在这样的实施方式中，第二截止电压具有与第一截止电压相同的电平。
在实施方式中，第二截止电压、时钟信号的第一低电压以及时钟条信号的第二低电压可具有彼此相同的电平。
本发明的另一实施方式提供了显示装置，该显示装置包括显示面板、栅极驱动电路、电力供应电路和信号控制电路，其中，栅极驱动电路包括多个级，该多个级基于电力信号将多个栅极信号输出至显示面板，电力供应电路基于电力控制信号生成电力信号，信号控制电路输出电力控制信号。在这样的实施方式中，该多个级之中的第i级包括充电部分、输出部分、第一放电部分和第二放电部分，其中：充电部分在第一时段内利用具有第一高电压的时钟信号对充电节点充电；输出部分通过充电节点连接至充电部分，其中输出部分在第一时段内响应于充电节点的第一电压而利用时钟信号的第一高电压对输出节点充电，并输出该输出节点的第二电压作为栅极信号之中的第i栅极信号；第一放电部分通过输出节点连接至输出部分，其中第一放电部分在第一时段之后的第二时段内响应于具有第二高电压的时钟条信号而将第二电压放电至第一截止电压；第二放电部分连接至充电节点，其中第二放电部分在第二时段内将第一电压放电至第二截止电压。在这样的实施方式中，第二截止电压具有第一电平和第二电平中的一种，其中，第一电平低于第一截止电压的电平，以及第二电平低于第一电平。
在实施方式中，信号控制电路可包括图像分析单元，图像分析单元基于针对第一帧的图像的第一灰度与针对第一帧之后的第二帧的图像的第二灰度之间的灰度差输出电力控制信号。
在实施方式中，当第一灰度与第二灰度之间的灰度差等于或大于第一差值时，图像分析单元可输出用于将第二截止电压设置为第二电平的电力控制信号。
在实施方式中，当第一灰度与第二灰度之间的灰度差小于第一差值且大于第二差值时，图像分析单元可输出将第二截止电压设置为第一电平的电力控制信号。
在实施方式中，电力供应电路可包括电力发生器、电力控制器和时钟发生器，其中，电力发生器输出栅极导通电压、第一截止电压和具有第二电平的第二截止电压，电力控制器响应于电力控制信号而输出处于第一电平或处于第二电平的第二截止电压，时钟发生器基于栅极导通电压和从电力控制器输出的第二截止电压生成时钟信号和时钟条信号。
在实施方式中，时钟条信号可在第一时段内具有第二低电压，时钟信号在第二时段内具有第一低电压，并且时钟发生器可将第一低电压和第二低电压设置为具有与第二截止电压相同的电平。
在实施方式中，电力信号可包括时钟信号、时钟条信号、第一截止电压和第二截止电压。
在实施方式中，第一电平可处于第一截止电压的电平与第二电平之间。
在实施方式中，连接至输出部分的第一时钟端子可通过输出节点电连接至与第一放电部分连接的第一放电端子。
在实施方式中，显示面板可包括第一基板、第二基板和液晶层，其中，第一基板上设置有栅极驱动电路，第二基板设置成与第一基板相对，液晶层设置在第一基板与第二基板之间。
根据本发明的实施方式，可降低显示装置的总电力消耗。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本发明的上述特征和其它特征将变得显而易见，附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的平面图；
图2是示出图1中所示的像素的等效电路图；
图3是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的剖视图；
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的栅极驱动电路的框图；
图5是示出图4中所示的级的操作的时序图；
图6是示出根据本公开的示例性实施方式的驱动级的电路图；
图7是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置的框图；
图8A是示出根据本公开的示例性实施方式的图7中所示的信号控制电路的框图；
图8B是示出图8A中所示的图像分析单元的操作的表；
图9A是示出根据本公开的示例性实施方式的图7中所示的电力供应电路的框图；
图9B是示出图9A中所示的电力供应电路的操作的表；
图10A是示出根据本公开的示例性实施方式的时钟信号的时序图；
图10B是示出根据本公开的示例性实施方式的时钟信号的时序图；以及
图10C是示出根据本公开的示例性实施方式的时钟信号的时序图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，附图中示出了各种实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于本文中所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。附图中相同的参考标记表示相同的元件。
将理解的是，当元件或层被称作为“在”另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可直接地在所述另一元件或层上、连接或联接至所述另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相反，当元件被称作为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在中间元件。
“或”意指“和/或”。“A和B中的至少一个”意指“A和/或B”。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和全部组合。
将理解的是，尽管本文中术语“第一”、“第二”、“第三”等可用于描述各种元件、组件、区域、层和/或区段，但是这些元件、组件、区域、层和/或区段不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或区段与另一元件、组件、区域、层或区段区分开。因而，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一区段可被命名为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二区段。如本文中使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”旨在也包括复数形式，包括“至少一个”。
为了便于描述，本文中可使用诸如“在......下方”、“在......之下”、“下”、“在......上方”、“上”等空间相对术语来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解的是，除了图中描绘的定向之外，空间相对术语旨在包括装置在使用或者操作中的不同取向。
除非另外限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。还将理解的是，诸如在常用词典中限定的那些术语应被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想的或过于正式的意义来解释，除非本文中明确如此限定。
还将理解的是，当在本说明书中使用术语包括(comprise)”和/或“包括有(comprising)”或者“包括(include)”和/或“包括有(including)”时，指定所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或附加。
在本文中，参照作为理想实施方式的示意图的剖面图示来描述示例性实施方式。因此，由例如制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化将时预料到的。因此，本文中描述的实施方式不应被解释为限于如本文中所示出的区域的具体形状，而是将包括由例如制造导致的形状的偏差。例如，被示出或描述为平坦的区域可通常具有粗糙的和/或非线型的特征。另外，示出的尖角可以是圆化的。因此，在图中示出的区域本质上是示意性的，并且它们的形状并不旨在示出区域的精确形状且并不旨在限制本权利要求的范围。
下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置DD的平面图。图2是示出图1中所示的像素的等效电路图。图3是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置DD的剖视图。
参照图1，显示装置DD的示例性实施方式包括显示面板DP、栅极驱动电路100、数据驱动电路200和信号控制电路300。
虽然未在图中示出，但是相机模块、电力模块以及安装在主板上的电子模块可安装在具有显示装置DD的支架或壳体中以形成移动电话终端。显示装置DD的示例性实施方式可应用于大型电子产品(诸如电视机和监视器)及小型和中型电子产品(诸如平板计算机、汽车导航、游戏单元和智能手表)。
显示面板DP可例如包括诸如液晶显示面板、有机发光显示面板、电泳显示面板和电润湿显示面板的各种显示面板中的至少一种。下文中，为了便于描述，将详细描述显示面板DP是液晶显示面板的示例性实施方式。在这样的实施方式中，包括液晶显示面板的液晶显示装置还可包括偏振器、背光单元等。
在示例性实施方式中，显示面板DP包括第一基板DS1和第二基板DS2，其中，第二基板DS2在显示面板DP的厚度方向上面向第一基板DS1。在这样的实施方式中，显示面板DP包括通过其显示图像的显示区域DA以及与显示区域DA相邻设置的非显示区域NDA。非显示区域NDA可以是从显示面板DP的外部看不到图像的区域。在示例性实施方式中，如图1中所示，非显示区域NDA围绕显示区域DA，但不限于此或者不受此限制，在一个替代示例性实施方式中，例如，非显示区域NDA可与显示区域DA的单个侧相邻设置。
在示例性实施方式中，显示面板DP基本上平行于由第一方向DR1和第二方向DR2限定的表面。
显示面板DP包括多个栅极线GL1至GLn、多个数据线DL1至DLm以及多个像素PX11至PXnm。栅极线GL1至GLn在第一方向DR1上延伸并布置在第二方向DR2上。数据线DL1至DLm在第二方向DR2上延伸并布置在第一方向DR1上。数据线DL1至DLm可与栅极线GL1至GLn绝缘，同时与栅极线GL1至GLn交叉。栅极线GL1至GLn连接至栅极驱动电路100，以及数据线DL1至DLm连接至数据驱动电路200。
像素PX11至PXnm连接至栅极线GL1至GLn以及数据线DL1至DLm。下文中，将详细描述像素PX11至PXnm中的一个像素PXij的电路配置。
参照图2，像素PXij包括像素薄膜晶体管TR(下文中，称作为“像素晶体管”)、液晶电容器Clc和存储电容器Cst。本文中，术语“晶体管”是指“薄膜晶体管”。在本公开的替代示例性实施方式中，可省略存储电容器Cst。
像素晶体管TR电连接至第i栅极线GLi和第j数据线DLj。像素晶体管TR响应于通过第i栅极线GLi提供给其的栅极信号，输出与通过第j数据线DLj提供给其的数据信号对应的像素电压。
液晶电容器Clc利用从像素晶体管TR输出的像素电压进行充电。包括在液晶层LCL中的液晶指向矢的取向根据液晶电容器Clc中充入的电荷量而改变。根据液晶指向矢的取向，入射到液晶层中的光的分量被液晶层阻挡或者透过液晶层。
存储电容器Cst并联连接至液晶电容器Clc。存储电容器Cst将液晶指向矢的取向维持预定时段。
参照图3，在示例性实施方式中，除了第一基板DS1和第二基板DS2之外，显示面板DP还包括第一绝缘层IL1、第二绝缘层IL2、第三绝缘层IL3、滤色器层CF、公共电极CE和液晶层LCL。
参照图2描述的像素晶体管TR包括控制电极GE、有源部分AL、第一电极DE和第二电极SE，其中，控制电极GE连接至第i栅极线GLi，第一电极DE连接至第j数据线DLj，第二电极SE设置成与第一电极DE间隔开，当从第一基板DS1的厚度方向上的平面图观察时，有源部分AL与控制电极GE重叠。
在示例性实施方式中，第i栅极线GLi和存储线STL设置在第一基板DS1的表面上。控制电极GE从第i条栅极线GLi分支。第i栅极线GLi和存储线STL可包括金属，诸如铝(Al)、银(Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)或其合金。第i栅极线GLi和存储线STL可具有例如钛层和铜层的多层结构。
第一绝缘层IL1设置在第一基板DS1的表面上，以覆盖控制电极GE和存储线STL。第一绝缘层IL1可包括无机材料和有机材料中的至少一种。第一绝缘层IL1可以是有机层或无机层。第一绝缘层IL1可具有例如硅氮化物层和硅氧化物层的多层结构。
当从第一基板DS1的厚度方向上的平面图观察时，有源部分AL设置在第一绝缘层IL1上以与控制电极GE重叠。有源部分AL可包括半导体层和欧姆接触层。半导体层设置在第一绝缘层IL1上，并且欧姆接触层设置在半导体层上。
第一电极DE和第二电极SE设置在有源部分AL上。第一电极DE和第二电极SE设置成彼此间隔开。当从第一基板DS1的厚度方向上的平面图观察时，第一电极DE和第二电极SE中的每个均与控制电极GE部分地重叠。
第二绝缘层IL2设置在第一绝缘层IL1上，以覆盖有源部分AL、第一电极DE和第二电极SE。第二绝缘层IL2可包括无机材料和有机材料中的至少一种。第二绝缘层IL2可以是有机层或无机层。第二绝缘层IL2可具有例如硅氮化物层和硅氧化物层的多层结构。
图3示出了像素晶体管TR具有交错结构的示例性实施方式，但不限于此。在一个替代示例性实施方式中，例如，像素晶体管TR可具有平坦化结构。
第三绝缘层IL3设置在第二绝缘层IL2上。第三绝缘层IL3可具有平坦表面，例如平坦的上表面，以在其下方的层上提供平坦表面。第三绝缘层IL3可包括有机材料。
第三绝缘层IL3上设置有像素电极PE。像素电极PE经由通过第二绝缘层IL2和第三绝缘层IL3限定的接触孔CH连接至第二电极SE。第三绝缘层IL3上可设置有取向层(未示出)以覆盖像素电极PE。
滤色器层CF设置在第二基板DS2的表面(例如，下表面)上。公共电极CE设置在滤色器层CF上。公共电压施加至公共电极CE。公共电压和像素电压具有彼此不同的值。公共电极CE上可设置有取向层(未示出)以覆盖公共电极CE。滤色器层CF与公共电极CE之间可设置有其它绝缘层。
在示例性实施方式中，液晶电容器Clc由像素电极PE和公共电极CE以及位于像素电极PE和公共电极CE之间的液晶层LCL限定。在这样的实施方式中，像素电极PE和存储线STL的其间设置有第一绝缘层IL1、第二绝缘层IL2和第三绝缘层IL3的部分共同限定存储电容器Cst。存储线STL接收具有与像素电压的值不同的值的存储电压。存储电压可具有与公共电压相同的值。
在替代示例性实施方式中，滤色器层CF和公共电极CE中的至少一个可设置在第一基板DS1上。在示例性实施方式中，液晶显示面板可包括垂直取向(vertical alignment，“VA”)模式像素、图案化垂直取向(patterned vertical alignment，“PVA”)模式像素、面内切换(in-plane switching，“IPS”)模式像素、边缘场切换(fringe-field switching，“FFS”)模式像素或者面至线切换(plane-to-line switching，“PLS”)模式像素。
返回参照图1，信号控制电路300可设置(例如，安装)在主电路板MCB上。信号控制电路300从外部图形控制器(未示出)接收图像数据和控制信号。信号控制电路300响应于控制信号将栅极控制信号和数据控制信号分别施加至栅极驱动电路100和数据驱动电路200。
在一个示例性实施方式中，例如，控制信号可包括时钟信号、用于区分彼此相邻的帧的垂直同步信号、用于区分水平时段的作为行区分信号的水平同步信号以及在输出数据的预定时段期间保持在高电平的用于指示数据输入时段的数据使能信号。
栅极驱动电路100基于从信号控制电路300经由信号线GSL提供的栅极控制信号生成栅极信号。栅极控制信号可包括使栅极驱动电路100的操作起动的垂直起动信号。栅极驱动电路100将栅极信号分别施加至栅极线。栅极信号可对应于每个水平时段顺序地输出。
根据示例性实施方式，栅极驱动电路100可通过薄膜工艺与像素PX11至PXnm基本上同时形成。在一个示例性实施方式中，例如，栅极驱动电路100可以以非晶硅薄膜晶体管栅极(“ASG”)驱动电路形式安装在第一基板DS1上，以在从显示面板DP的厚度方向上的平面图观察时与非显示区域NDA重叠。在一个替代示例性实施方式中，例如，栅极驱动电路100可以以氧化物半导体薄膜晶体管栅极(“OSG”)驱动电路形式安装在第一基板DS1上，以在从显示面板DP的厚度方向上的平面图观察时与非显示区域NDA重叠。
在替代示例性实施方式中，显示装置DD可包括两个栅极驱动电路。在这样的实施方式中，在该两个栅极驱动电路之中，一个栅极驱动电路可连接至栅极线GL1至GLn的左端，另一栅极驱动电路可连接至栅极线GL1至GLn的右端。在这样的实施方式中，在该两个栅极驱动电路之中，一个栅极驱动电路可连接至奇数栅极线，以及另一栅极驱动电路可连接至偶数栅极线。
数据驱动电路200从信号控制电路300接收数据控制信号和图像信号。数据驱动电路200响应于数据控制信号而将图像信号转换为多个数据电压，并将数据电压施加至数据线DL1至DLm。在一个示例性实施方式中，例如，数据控制信号可包括使数据驱动电路200的操作起动的水平起动信号、对数据电压的极性进行反转的反转信号以及确定来自数据驱动电路200的数据电压的输出时序的输出指示信号。
数据驱动电路200可包括驱动芯片210和柔性印刷电路板220，其中，驱动芯片210安装在柔性印刷电路板220上。数据驱动电路200可包括柔性印刷电路板220和多个驱动芯片210。柔性印刷电路板220电连接主电路板MCB和第一基板DS1。驱动芯片210将数据信号施加至数据线DL1至DLm之中的相应数据线。
图1示出了包括带载封装类型的数据驱动电路200的示例性实施方式。根据替代示例性实施方式，数据驱动电路200可以以玻璃上芯片(“COG”)方法设置在第一基板DS1的非显示区域NDA上。
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的栅极驱动电路100的框图。图5是示出图4中所示的级的操作的时序图。
参照图4，栅极驱动电路100的示例性实施方式可包括一个接一个地彼此连接的多个级。在这样的实施方式中，这些级可以是级联连接的级。这些级形成一个移位寄存器。这些级可包括输出栅极信号的驱动级以及虚设级。驱动级可分别连接至栅极线GL1至GLn，使得驱动级将栅极信号分别施加至栅极线GL1至GLn。
为了便于说明和描述，图4示出了级之中的与驱动级对应的第一级SRC1至第七级SRC7。第一级SRC1至第七级SRC7作为代表性示例示出，以及未示出的其它驱动级和虚设级可具有与第一级SRC1至第七级SRC7的结构和功能相同的结构和功能。
第一级SRC1至第七级SRC7(下文中，称作为“级”)中的每个包括第一输入端子IN1、第二输入端子IN2、第三输入端子IN3、第一时钟端子CK1、第二时钟端子CK2、第一放电端子V1、第二放电端子V2、输出端子OUT和进位端子CR。
在示例性实施方式中，如图4中所示，级SRC1至SRC7中的每个的进位端子CR电连接至下一级的第一输入端子IN1。第i级可通过进位端子CR输出第i进位信号。本文中，“i”是自然数。第一级SRC1的第一输入端子IN1接收使栅极驱动电路100的操作起动的垂直起动信号STV，而不是接收前一级的进位信号。在第一级SRC1之后的级SRC2至SRC7中的每个的第一输入端子IN1接收前一级的进位信号。第i级的第一输入端子IN1电连接至第(i-1)级的进位端子CR。第二级SRC2和第三级SRC3的第一输入端子IN1分别接收第一级SRC1和第二级SRC2的进位信号。
然而，示例性实施方式不限于此。在这样的实施方式中，第i级的第一输入端子IN1可电连接至另一先前级的进位端子CR，例如，第(i-2)级或第(i-3)级的进位端子CR。
在示例性实施方式中，如图4中所示，第i级的第二输入端子IN2电连接至第(i+6)级的进位端子CR，以接收第(i+6)级的进位信号。在一个示例性实施方式中，例如，第一级SRC1的第二输入端子IN2接收第七级SRC7的进位信号，以及第二级SRC2的第二输入端子IN2接收第八级的进位信号。
在示例性实施方式中，第i级的第三输入端子IN3电连接至第(i+10)级的进位端子CR，以接收第(i+10)级的进位信号。虽然未在图中示出，但是第一级SRC1的第三输入端子IN3接收第十一级的进位信号，以及第二级SRC2的第三输入端子IN3接收第十二级的进位信号。
在示例性实施方式中，级之中的至少一个驱动级可经由虚设级接收进位信号。在这样的实施方式中，至少一个驱动级的第二输入端子IN2和第三输入端子IN3可接收从虚设级输出的进位信号。虚设级可顺序地连接至驱动级之中的最后的驱动级。然而，虚设级的位置和数量可进行各种修改。
在示例性实施方式中，第i级的第一时钟端子CK1和第二时钟端子CK2可分别接收相位彼此反转的信号。在这样的实施方式中，第i级的第一时钟端子CK1接收处于高电压的时钟信号，以及第i级的第二时钟端子CK2接收处于低电压的时钟条信号。
本文中，第一时段P1(在图5中示出)可被描述为在此期间时钟信号CKV1至CKV6处于高电压的时段，以及第二时段P2(在图5中示出)可被描述为在此期间时钟信号CKV1至CKV6处于低电压的时段。可替代地，第一时段P1可被描述为在此期间时钟条信号CKVB1至CKVB6处于低电压的时段，以及第二时段P2可被描述为在此期间时钟条信号CKVB1至CKVB6处于高电压的时段。
根据本公开的示例性实施方式，第一级SRC1至第六级SRC6可响应于第一时钟信号CKV1至第六时钟信号CKV6而输出第一栅极信号G1至第六栅极信号G6。然后，第七级SRC7至第十二级可响应于第一时钟条信号CKVB1至第六时钟条信号CKVB6而输出第七栅极信号G7至第十二栅极信号。第一级SRC1至第十二级的操作可重复。
首先，将描述第一级SRC1至第六级SRC6的操作。
在第一时段P1期间，将第一时钟信号CKV1的第一高电压施加至第一级SRC1的第一时钟端子CK1，以及将第一时钟条信号CKVB1的第二低电压施加至第一级SRC1的第二时钟端子CK2。第一级SRC1的输出端子OUT可在第一时段P1期间响应于第一时钟信号CKV1的第一高电压而输出第一栅极信号G1。第一时钟信号CKV1与第一时钟条信号CKVB1之间的相位差可以是约180度。
在第一时段P1期间，将第二时钟信号CKV2的第一高电压施加至第二级SRC2的第一时钟端子CK1，以及将第二时钟条信号CKVB2的第二低电压施加至第二级SRC2的第二时钟端子CK2。第二级SRC2的输出端子OUT可在第一时段P1期间响应于第二时钟信号CKV2的第一高电压而输出第二栅极信号G2。第二时钟信号CKV2与第二时钟条信号CKVB2之间的相位差可以是约180度。
在第一时段P1期间，将第三时钟信号CKV3的第一高电压施加至第三级SRC3的第一时钟端子CK1，以及将第三时钟条信号CKVB3的第二低电压施加至第三级SRC3的第二时钟端子CK2。第三级SRC3的输出端子OUT可在第一时段P1期间响应于第三时钟信号CKV3的第一高电压而输出第三栅极信号G3。第三时钟信号CKV3与第三时钟条信号CKVB3之间的相位差可以是约180度。
在这样的实施方式中，类似于第一级SRC1至第三级SRC3，第四级SRC4至第六级SRC6可在第一时段P1期间响应于第四时钟信号CKV4至第六时钟信号CKV6的第一高电压而分别输出第四栅极信号G4至第六栅极信号G6。
在根据本公开的示例性实施方式中，第一时钟信号CKV1至第六时钟信号CKV6的第一高电压时段可彼此重叠。在一个示例性实施方式中，例如，第六时钟信号CKV6的第一高电压时段可与第一时钟信号CKV1至第五时钟信号CKV5的第一高电压时段重叠。在这样的实施方式中，第一时钟条信号CKVB1至第六时钟条信号CKVB6的第二低电压时段可彼此重叠。在这样的实施方式中，第六时钟条信号CKVB6的第二低电压时段可与第一时钟条信号CKVB1至第五时钟条信号CKVB5的第二低电压时段重叠。
下文中，将描述第七级SRC7至第十二级的操作。第七级SRC7至第十二级可在第二时段P2期间响应于第一时钟条信号CKVB1至第六时钟条信号CKVB6的第二高电压而分别输出第七栅极信号G7至第十二栅极信号。
在示例性实施方式中，在第二时段P2期间，将第一时钟条信号CKVB1的第二高电压施加至第七级SRC7的第一时钟端子CK1，以及将第一时钟信号CKV1的第一低电压施加至第七级SRC7的第二时钟端子CK2。第七级SRC7的输出端子OUT可在第二时段P2期间响应于第一时钟条信号CKVB1的第二高电压而输出第七栅极信号G7。
在示例性实施方式中，可将从第七级SRC7的进位端子CR输出的进位信号施加至第一级SRC1的第二输入端子IN2。在这样的实施方式中，虽然未在图中示出，但是第十一级的进位信号可施加至第一级SRC1的第三输入端子IN3。
在这样的实施方式中，将第一截止电压VSS1施加至级SRC1至SRC7中的每个的第一放电端子V1，以及将第二截止电压VSS2施加至级SRC1至SRC7中的每个的第二放电端子V2。第一截止电压VSS1和第二截止电压VSS2可以是接地电压。
第一截止电压VSS1可高于第二截止电压VSS2。第一截止电压VSS1可在约-10伏至约-5伏的范围内，以及第二截止电压VSS2可在约-16伏至约-10伏的范围内。
根据本公开的替代示例性实施方式，第二截止电压VSS2的电平可由通过显示装置DD显示的图像的灰度控制。在一个示例性实施方式中，例如，第二截止电压VSS2的电平可基于彼此相邻的两个帧的图像之间的灰度差而确定。稍后将对此进行更详细地描述。
图6是示出根据本公开的示例性实施方式的第i级SRCi的电路图。
将参照图6描述作为根据本公开的级中的一个的第i级SRCi。
参照图6，第i级SRCi包括预充电部分10、充电部分20、输出部分30、第一放电部分40和第二放电部分50。
预充电部分10可预先增大充电节点QP的电压电平。在示例性实施方式中，在通过第一时钟端子CK1接收时钟信号CKV之前，预充电部分10可接收进位信号。在一个示例性实施方式中，例如，第i级可通过第一输入端子IN1接收第(i-1)进位信号CRi-1。
预充电部分10包括第一晶体管TR1并电连接至第一输入端子IN1。第一晶体管TR1包括连接至第一输入端子IN1的栅电极和第一电极以及连接至充电节点QP的第二电极。充电节点QP的电压电平可响应于通过第一输入端子IN1提供的进位信号而增大。因此，输出部分30的电容器C可充有电压。
充电部分20可利用基于从第一时钟端子CK1提供的电压的电压对充电节点QP充电。由于充电部分20增大了充电节点QP的电压电平，因此输出部分30可输出栅极信号Gi。
充电部分20包括第二晶体管TR2和第三晶体管TR3。第二晶体管TR2包括连接至充电节点QP的栅电极、连接至第一时钟端子CK1的第一电极以及连接至进位端子CR的第二电极，其中，第i级SRCi的进位信号CRi从进位端子CR输出。第三晶体管TR3包括连接至第一时钟端子CK1的栅电极、连接至充电节点QP的第一电极以及连接至进位端子CR的第二电极。
第二晶体管TR2响应于充电节点QP的电压电平而将通过第一时钟端子CK1接收的处于高电压的时钟信号CKV提供给第三晶体管TR3。第三晶体管TR3响应于从第二晶体管TR2提供的处于高电压的时钟信号CKV而将处于高电压的时钟信号CKV提供给充电节点QP。因此，充电节点QP的电压电平可增大。
输出部分30可响应于充电节点QP的电压电平而将处于高电压的时钟信号CKV施加至输出节点OP。输出部分30包括第四晶体管TR4，并且第四晶体管TR4包括连接至充电节点QP的栅电极、连接至第一时钟端子CK1的第一电极以及连接至输出节点OP的第二电极。输出节点OP电连接至输出端子OUT。
根据示例性实施方式，充电节点QP的电压电平可由通过第三晶体管TR3提供的时钟信号CKV的高电压和充入电容器C中的电压来提升。充电节点QP的提升的电压电平可施加至第四晶体管TR4的栅电极。第四晶体管TR4通过输出节点OP将对应于时钟信号CKV的高电压的栅极信号Gi输出至输出端子OUT。
然后，当时钟信号CKV的电压电平从高电压变为低电压时，第一放电部分40和第二放电部分50可减小充电节点QP和输出节点OP的电压电平。
第一放电部分40包括第一放电晶体管TR5、第二放电晶体管TR6和第三放电晶体管TR7。第一放电晶体管TR5包括连接至第二时钟端子CK2的栅电极、连接至输出节点OP的第一电极以及连接至第一放电端子V1的第二电极。第一放电晶体管TR5响应于通过第二时钟端子CK2提供的时钟条信号CKVB的高电压而导通。当第一放电晶体管TR5导通时，输出节点OP的电压电平减小至第一截止电压VSS1。
第二放电晶体管TR6包括连接至第二输入端子IN2的栅电极、连接至输出节点OP的第一电极以及连接至第一放电端子V1的第二电极。第二放电晶体管TR6响应于从第(i+6)级输出的进位信号CRi+6而导通。当第二放电晶体管TR6导通时，输出节点OP的电压电平减小至第一截止电压VSS1。
第三放电晶体管TR7包括连接至第二时钟端子CK2的栅电极、连接至进位端子CR的第一电极以及连接至第二放电端子V2的第二电极。第三放电晶体管TR7响应于通过第二时钟端子CK2提供的时钟条信号CKVB的高电压而导通。当第三放电晶体管TR7导通时，进位端子CR的电压电平减小至第二截止电压VSS2。在时钟条信号CKVB的电压电平从低电压变为高电压的情况下，时钟信号CKV的电压电平从高电压变为低电压。
第二放电部分50包括放电晶体管TR8。放电晶体管TR8包括连接至第三输入端子IN3的栅电极、连接至充电节点QP的第一电极以及连接至第二放电端子V2的第二电极。放电晶体管TR8响应于从第(i+10)级输出的进位信号CRi+10而导通。当放电晶体管TR8导通时，充电节点QP的电压电平减小至第二截止电压VSS2。
在示例性实施方式中，如上所述，在栅极信号Gi被输出之后，第一放电部分40和第二放电部分50可将充电节点QP、输出节点OP和进位端子CR的电压电平减小至第一截止电压VSS1或第二截止电压VSS2。第一截止电压VSS1或第二截止电压VSS2可以是接地电压。
根据本公开的示例性实施方式，第二截止电压VSS2可具有比第一截止电压VSS1低的第一电平或比第一电平低的第二电平。在这样的实施方式中，第二截止电压VSS2、时钟信号CKV的低电压以及时钟条信号CKVB的低电压可具有彼此相同的值。在例如时钟信号CKV的电压电平从高电压变为低电压的一个示例性实施方式中，时钟信号CKV的电压电平可对应于第二截止电压VSS2。
在示例性实施方式中，如参照图6描述的，连接至输出部分30的第一时钟端子CK1和连接至第一放电部分40的第一放电端子V1彼此电连接。
如果第一截止电压VSS1的电压电平与第二截止电压VSS2的电压电平不同，则电流可从第一放电端子V1流向第一时钟端子CK1。在这种情况下，时钟信号CKV的低电平是第二截止电压VSS2，并且第二截止电压VSS2低于第一截止电压VSS1。随着第一截止电压VSS1与第二截止电压VSS2之间的电压差增大，从第一放电端子V1流向第一时钟端子CK1的电流的消耗增大。
在示例性实施方式中，基于图像之间的灰度差对第二截止电压VSS2的电压电平进行控制，并且因此第一截止电压VSS1与第二截止电压VSS2之间的电压差可减小。因此，显示装置DD的总电力消耗可减少。
图7是示出根据本公开的示例性实施方式的显示装置DD的框图，图8A是示出根据本公开的示例性实施方式的图7中所示的信号控制电路300的框图，以及图8B是示出图8A中所示的图像分析单元310的操作的表。
参照图7，除了栅极驱动电路100和信号控制电路300之外，显示装置DD(图1中所示)的示例性实施方式还包括电力供应电路400。
在这样的实施方式中，信号控制电路300将栅极控制信号G-CS输出至栅极驱动电路100。栅极控制信号G-CS可包括使栅极驱动电路100的操作起动的垂直起动信号STV(图4中所示)。在这样的实施方式中，信号控制电路300将电力控制信号P-CS输出至电力供应电路400。电力控制信号P-CS可以是用于确定第二截止电压VSS2的电压电平的控制信号。
在示例性实施方式中，参照图8A，信号控制电路300包括图像分析单元310和存储单元320。图像分析单元310接收与多个帧对应的图像信号。在下文中，将参考图8A描述帧之中的两个连续帧的第一图像信号IS1和第二图像信号IS2的接收的示例性实施方式。基于第一图像信号IS1的图像通过显示面板DP(图1中所示)在该两个连续帧中的第一帧中显示，以及基于第二图像信号IS2的图像通过显示面板DP在该两个连续帧中的第二帧中显示。第二帧可以是第一帧之后的帧。
图像分析单元310将第一图像信号IS1的第一灰度与第二图像信号IS2的第二灰度进行比较，并基于第一灰度与第二灰度的比较结果输出电力控制信号P-CS。在示例性实施方式中，如上所述，电力控制信号P-CS可以是用于控制从电力供应电路400输出的第二截止电压VSS2的电平的控制信号。第二截止电压VSS2可基于电力控制信号P-CS而设置为低于第一截止电压VSS1的第一电平和低于第一电平的第二电平中的一种。
存储单元320可包括关于与第一图像信号IS1的第一灰度和第二图像信号IS2的第二灰度之间的差值对应的电力控制信号P-CS的信息。在示例性实施方式中，存储单元320可包括根据灰度差的第二截止电压VSS2的电平值的信息。图像分析单元310可基于存储单元320中所包括的信息而生成电力控制信号P-CS。
下文中，将参照图8B描述根据第一图像信号IS1的第一灰度和第二图像信号IS2的第二灰度之间的差值生成电力控制信号P-CS的方法的示例性实施方式。
在一个示例性实施方式中，例如，当第一灰度与第二灰度之间的灰度差GY等于或大于第一差值D1时，图像分析单元310输出第一电力控制信号PS1，第一电力控制信号PS1控制第二截止电压VSS2具有第二电平。
在这样的实施方式中，当第一灰度与第二灰度之间的灰度差GY处于介于第一差值D1与第二差值D2之间的范围内时，图像分析单元310输出第二电力控制信号PS2，第二电力控制信号PS2控制第二截止电压VSS2具有第一电平。
在这样的实施方式中，当第一灰度与第二灰度之间的灰度差GY等于或小于第二差值D2时，图像分析单元310输出第三电力控制信号PS3，第三电力控制信号PS3控制第二截止电压VSS2为第一截止电压VSS1的电平。当第一灰度与第二灰度之间的灰度差GY等于或小于第二差值D2时，第一图像信号IS1的灰度和第二图像信号IS2的灰度可彼此相同。
图9A是示出根据本公开的示例性实施方式的图7中所示的电力供应电路400的框图。图9B是示出图9A中所示的电力供应电路400的操作的表。图10A是示出根据本公开的示例性实施方式的时钟信号的时序图。图10B是示出根据本公开的示例性实施方式的时钟信号的时序图。图10C是示出根据本公开的示例性实施方式的时钟信号的时序图。
参照图9A，电力供应电路400的示例性实施方式包括电力发生器410、电力控制器420和时钟发生器430。电力供应电路400可将电力信号输出至栅极驱动电路100。电力信号可包括第一截止电压VSS1、第二截止电压VSS2ˊ、时钟信号CKV和时钟条信号CKVB。虽然未在图中示出，但是电力供应电路400可将电力信号输出至显示面板DP和其它组件。在一个示例性实施方式中，例如，显示面板DP中包括的公共电极CE(图3中所示)可从电力供应电路400接收公共电压。
在示例性实施方式中，电力发生器410输出栅极导通电压VON、第一截止电压VSS1和第二截止电压VSS2。电力发生器410将栅极导通电压VON输出至时钟发生器430，并将第一截止电压VSS1输出至电力控制器420和栅极驱动电路100。在这样的实施方式中，电力发生器410将第二截止电压VSS2输出至电力控制器420。
电力控制器420基于从电力发生器410提供的第一截止电压VSS1和第二截止电压VSS2生成第二截止电压VSS2ˊ。电力控制器420将第二截止电压VSS2ˊ输出至栅极驱动电路100和时钟发生器430。
参照图9B，电力控制器420可响应于电力控制信号P-CS而控制第二截止电压VSS2ˊ的电平。
在示例性实施方式中，当电力控制信号P-CS对应于第一电力控制信号PS1时，电力控制器420将第二截止电压VSS2ˊ设置为具有第二电平VL2。
在图10A至图10C中，水平轴线表示时间TS，以及竖直轴线表示电压电平VT。在图10A中，时钟信号CKV的高电压VH可对应于栅极导通电压VON，并且第二截止电压VSS2ˊ的第二电平VL2可与从电力发生器410输出的第二截止电压VSS2基本上相同。这里，第二截止电压VSS2ˊ的第二电平VL2可对应于时钟信号CKV的低电平。第一截止电压VSS1与第二截止电压VSS2ˊ可具有第二电压差VS2。
在示例性实施方式中，当电力控制信号P-CS对应于第二电力控制信号PS2时，电力控制器420将第二截止电压VSS2ˊ设置为具有第一电平VL1。
在这样的实施方式中，如图10B中所示，当电力控制信号P-CS对应于第二电力控制信号PS2时，时钟信号CKV的高电压VH可对应于栅极导通电压VON，并且第二截止电压VSS2ˊ的第一电平VL1可不同于从电力发生器410输出的第二截止电压VSS2。第一电平VL1可具有处于第一截止电压VSS1与第二截止电压VSS2之间的电平。第一截止电压VSS1与第二截止电压VSS2ˊ可具有第一电压差VS1。第一电压差VS1可小于第二电压差VS2。
因此，当第二截止电压VSS2ˊ设置为具有第一电平VL1时，第一截止电压VSS1与第二截止电压VSS2ˊ之间的电平差可比当第二截止电压VSS2ˊ设置为具有第二电平VL2时减小得更多。因此，减少了电力供应电路400生成的电力，并且因此可降低显示装置DD的总电力消耗。
在示例性实施方式中，当电力控制信号P-CS对应于第三电力控制信号PS3时，电力控制器420将第二截止电压VSS2ˊ设置为具有第三电平VL3。
在这样的实施方式中，如图10C中所示，当电力控制信号P-CS对应于第三电力控制信号PS3时，时钟信号CKV的高电压VH可对应于栅极导通电压VON，并且第二截止电压VSS2ˊ的第三电平VL3可不同于从电力发生器410输出的第二截止电压VSS2。第三电平VL3可设置为与第一截止电压VSS1基本上相同的电平。
因此，当第二截止电压VSS2ˊ设置为具有第三电平VL3时，第一截止电压VSS1与第二截止电压VSS2ˊ之间的电平差可比当第二截止电压VSS2ˊ设置为具有第一电平VL1或第二电平VL2时减小得更多。因此，减少了电力供应电路400生成的电力，并且因此可降低显示装置DD的总电力消耗。
返回参照图9A，在示例性实施方式中，时钟发生器430可基于栅极导通电压VON和第二截止电压VSS2ˊ生成时钟信号CKV和时钟条信号CKVB。在这样的实施方式中，时钟发生器430可根据对应于栅极导通电压VON的高电压和对应于第二截止电压VSS2ˊ的低电压生成时钟信号CKV和时钟条信号CKVB。时钟发生器430将生成的时钟信号CKV和时钟条信号CKVB施加至栅极驱动电路100。
本发明不应被解释为限于本文中所阐述的示例性实施方式。相反，提供这些示例性实施方式使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员完全传达本发明的构思。
虽然已参照本发明的示例性实施方式具体示出或描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不背离如所附权利要求所限定的本发明的精神或范围的情况下，可对本发明在形式或细节上进行各种改变。

Claims (8)

1.栅极驱动电路，包括：
充电部分，连接至充电节点，其中，所述充电部分在第一时段内利用具有第一高电压的时钟信号对所述充电节点充电；
输出部分，连接至所述充电节点和输出节点，其中，所述输出部分在所述第一时段内响应于所述充电节点的第一电压而利用所述第一高电压对所述输出节点充电，并输出所述输出节点的第二电压作为栅极信号；
第一放电部分，连接至所述输出节点，其中，所述第一放电部分在所述第一时段之后的第二时段内响应于具有第二高电压的时钟条信号而将所述第二电压放电至第一截止电压；以及
第二放电部分，连接至所述充电节点，其中，所述第二放电部分在所述第二时段内将所述第一电压放电至第二截止电压，
其中，所述第二截止电压被设置为选择性地具有第一电平、第二电平和所述第一截止电压的电平中的一种，
其中，所述第一电平低于所述第一截止电压的电平，以及所述第二电平低于所述第一电平。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中，所述第二截止电压、所述时钟信号的第一低电压以及所述时钟条信号的第二低电压具有彼此相同的电平。
3.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其中，
所述时钟条信号在所述第一时段内具有所述第二低电压，以及
所述时钟信号在所述第二时段内具有所述第一低电压。
4.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其中，所述第一放电部分包括：
第一放电晶体管，响应于所述时钟条信号的所述第二高电压而将所述第二电压放电至所述第一截止电压；以及
第二放电晶体管，在所述第一时段之后的所述第二时段内响应于施加至所述第二放电晶体管的栅电极的进位信号而将所述第二电压放电至所述第一截止电压。
5.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其中，
所述第二放电部分包括放电晶体管，所述放电晶体管在所述第二时段内响应于施加至所述放电晶体管的栅电极的进位信号而将所述第一电压放电至所述第二截止电压。
6.显示装置，包括：
显示面板；
栅极驱动电路，包括多个级，所述多个级基于电力信号将多个栅极信号输出至所述显示面板；
电力供应电路，基于电力控制信号生成所述电力信号；以及
信号控制电路，输出所述电力控制信号，
其中，所述多个级之中的第i级包括：
充电部分，在第一时段内利用具有第一高电压的时钟信号对充电节点充电；
输出部分，通过所述充电节点连接至所述充电部分，
其中，所述输出部分在所述第一时段内响应于所述充电节点的第一电压而利用所述时钟信号的所述第一高电压对输出节点充电，并输出所述输出节点的第二电压作为所述栅极信号之中的第i栅极信号；
第一放电部分，通过所述输出节点连接至所述输出部分，其中，所述第一放电部分在所述第一时段之后的第二时段内响应于具有第二高电压的时钟条信号而将所述第二电压放电至第一截止电压；以及
第二放电部分，连接至所述充电节点，其中，所述第二放电部分在所述第二时段内将所述第一电压放电至第二截止电压，
其中，所述第二截止电压具有第一电平、第二电平和所述第一截止电压的电平中的一种，
其中，所述第一电平低于所述第一截止电压的电平，
以及所述第二电平低于所述第一电平，
其中，i是大于零的自然数，
其中，当第一帧和第二帧之间的灰度差等于或大于第一差值时，所述信号控制电路输出以将所述第二截止电压设置为具有所述第二电平的所述电力控制信号；
当所述灰度差大于第二差值并且小于所述第一差值时，所述信号控制电路输出以将所述第二截止电压设置为具有所述第一电平的所述电力控制信号；
当所述灰度差小于或等于所述第二差值时，所述信号控制电路输出以将所述第二截止电压设置为具有所述第一截止电压的电平的所述电力控制信号。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述信号控制电路包括：
图像分析单元，基于针对所述第一帧的图像的第一灰度和针对所述第一帧之后的所述第二帧的图像的第二灰度之间的所述灰度差输出所述电力控制信号。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述电力供应电路包括：
电力发生器，输出栅极导通电压、所述第一截止电压和具有所述第二电平的所述第二截止电压；
电力控制器，响应于所述电力控制信号而输出处于所述第一电平、处于所述第二电平或处于所述第一截止电压的电平的所述第二截止电压；以及
时钟发生器，基于所述栅极导通电压和从所述电力控制器输出的所述第二截止电压，生成所述时钟信号和所述时钟条信号。
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