具体实施方式
图3A为本发明的移位寄存器的一可能实施例。本发明并不限制移位寄存器内的移位暂存胞的数量。为方便说明,图3A仅显示四个移位暂存胞311~314。
如图所示,移位暂存胞311具有晶体管MP1与触发电路TP1。晶体管MP1接收输入信号XIN。触发电路TP1与晶体管MP1共同耦接于节点NP1,并与晶体管MP1串联于电平V1与V2之间。在一可能实施例中,电平V1为一交流信号,并反相于输入信号XIN。另外,电平V2保持在低电平,如接地电平。
当起始信号START致能触发电路TP1时,触发电路TP1输出电平V2予节点NP1。当起始信号START未致能触发电路TP1时,晶体管MP1输出电平V1予节点NP1。
移位暂存胞312具有晶体管MP2与触发电路TP2。晶体管MP2接收输入信号IN。触发电路TP2与晶体管MP2共同耦接于节点NP2,并与晶体管MP2串联于电平V3与V2之间。在一可能实施例中,电平V3为一交流信号,并反相于输入信号IN。在本实施例中,输入信号IN反相于输入信号XIN。在一可能实施例中,电平V1与输入信号IN相同,电平V3与输入信号XIN相同。
当节点NP1的电平(即输出信号OUT1)致能触发电路TP2时,触发电路TP2输出电平V2予节点NP2。当节点NP1的电平未致能触发电路TP2时,晶体管MP2输出电平V3予节点NP2。
移位暂存胞313具有晶体管MP3与触发电路TP3。晶体管MP3接收输入信号XIN。触发电路TP3与晶体管MP3共同耦接于节点NP3,并与晶体管MP3串联于电平V1与V2之间。由于节点NP3的电平变化与节点NP1相似,故不再赘述。
移位暂存胞314具有晶体管MP4与触发电路TP4。晶体管MP4接收输入信号IN。触发电路TP4与晶体管MP4共同耦接于节点NP4,并与晶体管MP4串联于电平V3与V2之间。由于节点NP4的电平变化与节点NP2相似,故不再赘述。
在本实施例中,晶体管MP1~MP4均为P型晶体管。如图所示,晶体管MP1与MP3的栅极接收输入信号XIN,其源极均接收电平V1,其漏极分别耦接节点NP1与NP3。晶体管MP2与MP4的栅极接收输入信号IN,其源极均接收电平V3,其漏极分别耦接节点NP2与NP4。
另外,节点NP1~NP4的电平即为移位寄存器310的输出信号OUT1~OUT4。图3B为输出信号OUT1~OUT4的时序图。当触发电路被致能时,相对应的输出信号为低电平(即V2)。当触发电路不被致能时,相对应的输出信号为高电平。在本实施例中,同一时间,仅有一输出信号为低电平。
图4A为本发明的移位寄存器的另一可能实施例。图4A相似图3A,不同之处在于,图4A的触发电路TN1~TN4分别耦接至N型晶体管MN1~MN4。以晶体管MN1及MN3为例,晶体管MN1及MN3的栅极接收输入信号XIN,其源极接收电平V2,其漏极分别耦接节点NN1与NN3。另外,如图所示,晶体管MN2与MN4的栅极接收输入信号IN,其源极接收电平V2,其漏极分别耦接节点NN2与NN4。
当起始信号START致能触发电路TN1时,触发电路TN1输出电平V1予节点NN1。当起始信号START未致能触发电路TN1时,晶体管MN1输出电平V2予节点NN1。同样地,当节点NN1的电平(即输出信号OUT1)致能触发电路TN2时,触发电路TN2输出电平V3予节点NN2。当节点NN1的电平未致能触发电路TN2时,晶体管MN2输出电平V2予节点NN2。
节点NN1~NN4的电平即为移位寄存器410的输出信号OUT1~OUT4。图4B为图4A所示的输出信号OUT1~OUT4的时序图。在本实施例中,当触发电路被致能时,相对应的输出信号为高电平。当触发电路不被致能时,相对应的输出信号可能为低电平。如图所示,同一时间,仅有一输出信号为高电平。也就是说,同一时间仅有单一触发电路被致能。
图5为本发明的移位寄存器的另一可能实施例。图5与图4A相似,不同之处在于图5的移位暂存胞511~514分别具有P型晶体管MI1~MI4。再者,图5不同于图4A之处在于,图5的电平V1和V3均为直流信号。
在本实施例中,图5的电平V1和V3为高电平(如10V),电平V2为低电平(如0V)。另外,图5所示的输入信号IN与XIN互为反相,并且均为交流信号。
移位暂存胞511具有晶体管MI1、MN1以及触发单元TI1。晶体管MI1、MN1以及触发单元TI1串联于电平V1与V2之间,并且触发单元TI1与晶体管MN1共同耦接节点NN1。晶体管MI1与MN1的栅极耦接在一起,并接收输入信号IN。
在本实施例中,晶体管MI1的源极接收电平V1;晶体管MN1的源极接收电平V2。当起始信号START致能触发电路TI1时,节点NN1的电平等于电平V1。当起始信号START未致能触发电路TI1时,节点NN1的电平等于电平V2。
移位暂存胞512具有晶体管MI2、MN2以及触发单元TI2。晶体管MI2、MN2以及触发单元TI2串联于电平V3与V2之间,并且触发单元TI2与晶体管MN2共同耦接节点NN2。晶体管MI2与MN2的栅极耦接在一起,并接收输入信号XIN。
在本实施例中,晶体管MI2的源极接收电平V3;晶体管MN2的源极接收电平V2。当节点NN1的电平致能触发电路TI2时,节点NN2的电平等于电平V3。当节点NN1的电平未致能触发电路TI2时,节点NN2的电平等于电平V2。
移位暂存胞513具有晶体管MI3、MN3以及触发单元TI3。晶体管MI3、MN3以及触发单元TI3串联于电平V1与V2之间,并且触发单元TI3与晶体管MN3共同耦接节点NN3。晶体管MI3与MN3的栅极耦接在一起,并接收输入信号IN。在本实施例中,晶体管MI3的源极接收电平V1;晶体管MN3的源极接收电平V2。
移位暂存胞514具有晶体管MI4、MN4以及触发单元TI4。晶体管MI4、MN4以及触发单元TI4串联于电平V3与V2之间,并且触发单元TI4与晶体管MN4共同耦接节点NN4。晶体管MI4与MN4的栅极耦接在一起,并接收输入信号XIN。在本实施例中,晶体管MI4的源极接收电平V3;晶体管MN4的源极接收电平V2。
如图5所示,在本实施例中,每一移位暂存胞的结构均相同(均具有一P型晶体管、一N型晶体管以及一触发电路)。然而,在其它实施例中,可利用图3A或图4A所示的某一移位暂存胞取代图5的任一移位暂存胞,或是利用图5所示的移位暂存胞取代图3A或图4A的任一移位暂存胞。
另外,由于图3A、图4A及图5所显示的移位暂存胞仅需根据少量的输入信号,便可进行移位动作。因此,可降低移位寄存器的复杂度。以图3A的移位暂存胞311为例,移位暂存胞311仅需根据输入信号XIN与电平V1及V2,便可对起始信号START进行移位,以产生输出信号OUT1。
在一可能实施例中,输入信号XIN与电平V1互为反相。换句话说,只要利用一反相器,反相输入信号XIN与电平V1中的一个,便可得到另一个。因此,更加简化移位寄存器的复杂度。
图6A为图3A及图4A所示的触发电路的一可能实施例。图6A所示的触发电路可应用于图3A或图4A的任一触发电路中。为简洁说明,仅以图4A所示的移位暂存胞411为例,说明触发电路TN1与晶体管MN1的连接关系。
如图6A所示,触发电路TN1包括重置晶体管MR以及一电容C。电容C耦接于重置晶体管MR的栅极与漏极之间。在本实施例中,重置晶体管MR为N型晶体管。另外,触发电路TN1还包括,电流源(current source)CS以及设定晶体管MS。
电流源CS提供固定电流I。在本实施例中,电流源CS由P型晶体管MI所构成。如图所示,晶体管MI的栅极接收接地电平GND,其源极接收高电压VDD,用以提供固定电流I。
设定晶体管MS接收电平V1,并耦接节点NN1。在本实施例中,设定晶体管MS用以将节点NN1的电平上拉(pull-high)至高电平,故设定晶体管MS也可称为上拉晶体管。在另一实施例中,如果图6A所示的触发电路应用于图3A时,则设定晶体管MS用以将节点NP1的电平下拉(pull-low)至低电平,故设定晶体管MS也可称为下拉晶体管。
另外,图6A所示的起始信号START代表上一级移位暂存胞的输出信号,图6A所示的输出信号OUT1代表传送至下一级移位寄存器的信号。以图4A的移位暂存胞413为例,图6A所示的起始信号START即为图4A所示的输出信号OUT2,图6A所示的输出信号OUT1即为图4A所示的输出信号OUT3。
图6B为触发电路的另一可能实施例。图6B相似图6A,不同之处在于,图6B多了传送晶体管MT。传送晶体管MT用以将固定电流I传送至电容C。在本实施例中,重置晶体管MR为N型,设定晶体管MS以及传送晶体管MT均为P型。
重置晶体管MR的栅极接收起始信号START,其源极接收电平V2,其漏极耦接传送晶体管MT的漏极。设定晶体管MS的栅极耦接重置晶体管MR的漏极,其源极耦接节点NN1,其漏极接收电平V1。传送晶体管MT的栅极接收起始信号START,其源极耦接电流源CS,其漏极耦接重置晶体管MR的漏极。
图7为本发明的触发电路的控制时序图。由于第6A及6B图的控制时序均相同,故以图6A为例。如图所示,期间P1,起始信号START为高电平,故导通重置晶体管MR,用以重置电容C。此时,设定晶体管MS的栅极电压VG1为低电平。由于电平V1亦为低电平,故设定晶体管MS为不导通状态。在此期间,输入信号XIN为高电平,故晶体管MN1为导通状态。
在期间P2,起始信号为低电平,故不导通重置晶体管MR。因此,电流源CS开始对电容C进行充电。在此期间,由于重置晶体管MR由原先的导通状态转换成不导通状态,故在期间P2的一开始,设定晶体管MS的栅极电压VG1比低电平还低,然后再逐渐上升(因对电容C充电)。在此期间,设定晶体管MS为导通状态。由于电平V1为高电平,故设定晶体管MS将节点NN1的电平(即输出信号OUT1)上拉至高电平。此时,由于输入信号XIN为低电平,故不导通晶体管MN1。
在期间P3,电容C所存储的电荷保持在一预设值。因此,设定晶体管MS的栅极电压VG1为高电平。在此期间,重置晶体管MR、设定晶体管MS及晶体管MN1均为不导通状态。
在期间P4,输入信号XIN为高电平,故导通晶体管MN1。因此,输出信号OUT1为低电平。此时,重置晶体管MR及设定晶体管MS均为不导通状态。
请参考图7,经由本发明所公开的移位寄存器,确实可将起始信号START进行移位,移位后的结果如输出信号OUT1所示。由于本发明的移位暂存胞仅需根据少数的控制信号,便可达到移位的功能。因此可大幅降低移位寄存器的复杂度。
举例而言,图3A所示的移位寄存器410仅需根据电平V1、V2、V3、输入信号XIN、IN,便可对起始信号START进行移位。在一可能实施例中,当电平V1与V2相互反相时,则只需单一电平(如V1),便可产生另一反相的电平(如V2)。在另一可能实施例中,当电平V1还等于输入信号IN,电平V2等于输入信号XIN时,则仅需单一电平(如V1),便可提供反相的电平(如V2及XIN)以及未反相的电平(如IN)。
本发明并不限制移位寄存器的应用领域。在一可能实施例中,移位寄存器可应用于显示面板的栅极驱动器或是数据驱动器之中,但并非用以限制本发明。在其它可能实施例中,移位寄存器可与其它电路相结合。为方便说明,以下仅以栅极驱动器为例。
图8A为栅极驱动器的一可能实施例。如图所示,栅极驱动器800耦接栅极线(gate line)GL-1~GL4。本发明并不限制栅极线的数量。在本实施例中,为方便说明,仅显示四条栅极线,但并非用以限制本发明。另外,栅极驱动器800包括,信号产生单元810、移位寄存器830以及缓冲单元850。
信号产生单元810根据输入电压VI,产生输入信号XIN、IN以及电平V1~V3。在一可能实施例中,信号产生单元810为一电平转换器(levelshifter)。在另一实施例中,输入信号XIN与IN互为反相。在本实施例中,输入信号XIN与IN均为交流信号。在其它实施例中,电平V1可反相或等于电平V2。也就是说,电平V1与V2可为交流电平或是直流电平。
移位寄存器830接收信号产生单元810的输出信号,用以对起始信号START进行移位。移位寄存器830即为图3A、图4A及图5所示的移位寄存器。本发明并不限定移位寄存器的每一移位暂存胞的结构。在一可能实施例中,移位寄存器的所有移位暂存胞均具有相同的结构(如图3A、图4A及图5所示)。在另一可能实施例中,部分的移位暂存胞的结构可能不同于其它移位暂存胞的结构。
缓冲单元850增加移位寄存器830的输出信号OUT1~OUT4的驱动能力,使其足以驱动栅极线GL1~GL4的像素(pixel)。在本实施例中,缓冲单元850具有缓冲器串851~854。缓冲器串851~854均由多个缓冲器(buffer)所构成。
图8B为栅极驱动器的另一可能实施例。如图所示,栅极驱动器800’包括,缓冲单元820、移位寄存器840、切换单元860以及信号产生单元880。在本实施例中,移位寄存器840可如图3A、图4A及图5所示。
信号产生单元880具有电平转换器882及884。电平转换器882用以产生信号SBIN给缓冲器串821。电平转换器884用以产生输入信号XIN、IN以及电平V1~V3给移位寄存器840。在其它实施例中,可仅利用单一电平转换器,产生缓冲单元820以及移位寄存器840所需的信号。
缓冲器串820放大信号SBIN的驱动能力,用以产生输出信号SBOUT予切换单元860。切换单元860根据移位寄存器840的输出信号OUT1~OUT4,选择性地将输出信号SBOUT传送至栅极线GL1~GL4。
在本实施例中,由于缓冲单元820仅具有单一缓冲器串(即821),故可大幅降低栅极驱动器800’的尺寸。另外,移位寄存器840所接收的起始信号START,可由一时钟控制器(timing controller,未显示)所提供,但并非用以限制本发明。
图9为图8的切换单元的一可能实施例。如图所示,切换单元860具有开关861~864。开关861~864分别由移位寄存器840的输出信号OUT1~OUT4所控制。举例而言,假设,输出信号OUT1~OUT4如图4B所示。
当输出信号OUT1为高电平时,开关861将缓冲器串821的输出信号SBOUT传送至栅极线GL1。此时,开关862~864传送低电平AGND予栅极线GL2~GL4,故栅极线GL2~GL4的电平均为低电平。同样地,当输出信号OUT2为高电平时,开关862将输出信号SBOUT传送至栅极线GL2。此时,开关861、864、864传送低电平AGND予栅极线GL1、GL3、GL4。因此,栅极线GL1、GL3、GL4均为低电平。
另外,第8A及8B图所显示的栅极驱动器可应用于一电子系统之中。该电子系统可为个人数字助理(PDA)、移动电话(cellular phone)、数字相机、电视、全球定位系统(GPS)、车用显示器、航空用显示器、数字相框(digitalphoto frame)、笔记型计算机或是桌上型计算机。
图10为电子系统的示意图。如图所示,电子系统1000包括,电源转换单元1010以及显示面板1030。电源转换单元1010转换输入电源VIN,以产生操作电压VOP。显示面板1030接收操作电压VOP,并呈现像素。在一可能实施例中,输入电源VIN可为交流电压或是直流电压。在本实施例中,操作电压VOP为直流电压。
显示面板1030包括,栅极驱动器(gate driver)1031、源极驱动器(sourcedriver)1033以及像素P11~Pmn。栅极驱动器1031提供扫描信号予栅极线GL1~GLn。源极驱动器1033提供数据信号给数据线DL1~DLm。像素P11~Pmn根据栅极线GL1~GLn上的扫描信号,接收数据信号,并根据接收到的数据信号,呈现相对应的亮度。
在一可能实施例中,栅极驱动器1031依序致能栅极线GL1~GLn,故栅极驱动器1031需利用一移位寄存器。在另一可能实施例中,源极驱动器1033依序提供数据信号给数据线DL1~DLm,故源极驱动器1033亦需利用一移位寄存器的移位功能。然而,不论是栅极驱动器1031或是源极驱动器1033,均可使用图3A、图4A及图5所示的移位寄存器。另外,由于栅极驱动器1031及源极驱动器1033所提供的扫描信号以及数据信号的应用为本领域人士所深知,故不再赘述。
虽然本发明已以优选实施例公开如上,然其并非用以限定本发明,本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。