CN110111754B - 栅极驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内嵌式触摸面板的栅极电路，用以改善已知内嵌式触摸面板的栅极电路在触摸检测周期时，因为移位寄存器的输出信号无法正确地被传送到前一级移位寄存器与次一级移位寄存器所造成前一级移位寄存器的输出信号下降时间与次一级移位寄存器的输出信号的上升时间过长的缺点。

Description

栅极驱动电路
本申请是2015年12月30日提交的、申请号为201511022845.1的发明专利申请“栅极驱动电路”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种移位寄存器，特别是一种内嵌式触摸面板内的移位寄存器。
背景技术
移位寄存器(shift register)被广泛应用于数据驱动电路与栅极驱动电路，用以分别控制各数据线取样数据信号的时序，以及为各栅极线产生扫描信号。在数据驱动电路中，移位寄存器用以输出一选取信号至各数据线，使得影像数据可依序被写入各数据线。另一方面，在栅极驱动电路中，移位寄存器用以产生一扫描信号至各栅极线，用以依序将供应至各数据线的影像信号写入各像素。
一般非触摸面版的栅极驱动电路包括了多个移位寄存器，其中每一个移位寄存器接收来自上一级的移位寄存器的输出信号作为该移位寄存器的启动信号。而在触摸面板的栅极电路运行上，因为需要感测触摸面板是否有被触摸，因此已知的栅极驱动电路以及驱动方法便无法直接适用在触摸面板上。
图1为已知栅极电路示意图。图1中的栅极电路包括了多个移位寄存器SRC1、SRC2至SRCN。除了第一级的移位寄存器SRC1是接收启动信号STV而被致能外，其余每一个移位寄存器都是接收前一级移位寄存器的输出信号而被致能，且下一级移位寄存器的输出信号会反致能移位寄存器(也就是使移位寄存器关闭)。但是在触摸面板的驱动机制上，必须保留一段时间作为触摸感测期间，以感测使用者对于触摸面板的触摸。在触摸感测期间，栅极电路必须暂停运行，如此一来，可能造成移位寄存器无法正确地接收上一级移位寄存器的输出信号而被启动，或是无法正确地接收下一级移位寄存器的输出信号而被关闭。
发明内容
本发明的一实施例提供一种栅极驱动电路，用以驱动一像素阵列，该栅极驱动电路包括多个移位寄存器，其中该栅极驱动电路的一显示周期内包括至少一触摸检测周期，且一第N级移位寄存器与一前一级(例如为第N-1级)移位寄存器之间对应一触摸检测周期。该第N级移位寄存器包括一上拉控制电路、一上拉输出电路、一下拉电路以及一触发电路。该上拉控制电路，用以接收该前一级移位寄存器的输出信号。该上拉输出电路，耦接该上拉控制电路，在非触摸检测周期期间输出一第一输出信号为该第N级移位寄存器的输出信号。该下拉电路，耦接该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收并根据一次一级(例如为第N+1级)移位寄存器的输出信号改变该第一输出信号的逻辑电平。该触发电路，耦接该该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收该前一级移位寄存器的输出信号被致能，且在该触摸检测周期期间，根据一触摸检测信号额外输出一第二输出信号为该第N级移位寄存器的输出信号。
本发明的另一实施例为一种栅极驱动电路，用以驱动一像素阵列，该栅极驱动电路包括多个移位寄存器，其中该栅极驱动电路的一帧周期内包括一触摸检测周期，且一第N级移位寄存器与一前一级移位寄存器之间对应该触摸检测周期，该第N级移位寄存器接收的一第一频率信号的长度大于该触摸检测周期的长度。
本发明的一实施例提供一种栅极驱动电路，用以驱动一像素阵列，该栅极驱动电路包括多个移位寄存器，其中该栅极驱动电路的一帧周期内包括一触摸检测周期，且一第N级移位寄存器与一前一级移位寄存器之间对应该触摸检测周期，该第N级移位寄存器包括：一上拉控制电路，用以接收该前一级移位寄存器的输出信号；一上拉输出电路，耦接该上拉控制电路，接收一第一频率信号，在非触摸检测周期期间输出一第一输出信号为该第N级移位寄存器的输出信号；一下拉电路，耦接该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收一次一级移位寄存器的输出信号；以及一触发电路，耦接该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收一触摸检测信号；该触发电路包括一第五晶体管与一第六晶体管，其中：该第五晶体管，具有一输入端以接收该触摸检测信号，一栅极端，耦接一第一晶体管的一输出端，以及一输出端以输出一第二输出信号；其中该上拉控制电路为该第一晶体管；以及该第六晶体管具有一输入端与该第六晶体管的一栅极端耦接，以及一输出端耦接该第一晶体管的输出端，其中该第六晶体管接收该前一级移位寄存器的一触发电路的一第二输出信号。
附图说明
图1为已知栅极电路示意图。
图2为内嵌式触摸面板与非内嵌式触摸面板的显示周期示意图。
图3为一非内嵌式触摸面板的栅极电路内的移位寄存器的频率示意图。
图4为一内嵌式触摸面板的栅极电路内的移位寄存器的频率示意图。
图5为根据本发明的一内嵌式触摸面板的一实施例的示意图。
图6为根据本发明的内嵌式触摸面板的栅极电路内的移位寄存器的一实施例的频率示意图。
图7A为根据本发明触发信号的一实施例的示意图。
图7B为根据本发明触发信号的另一实施例的示意图。
图7C为根据本发明触发信号的另一实施例的示意图。
图8A为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的一实施例的示意图。
图8B为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。
图9为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。
图10为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。
图11为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。
图12为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。
图13为根据本发明的一内嵌式触摸面板的另一实施例的示意图。
【附图符号说明】
SRC1、SRC2、SRCN、SR5、SR7～移位寄存器
51～触发信号产生电路
81～上拉控制电路
82～上拉输出电路
83～下拉电路
84～触发电路
1301～第一栅极驱动电路
1302～第二栅极驱动电路
1303～像素阵列
OUTN～第一输出信号
OUTNX～第二输出信号
OUT(N-1)或OUT(N+1)～前一级移位寄存器的第一输出信号
OUT(N-1)X或OUT(N+1)X～收前一级移位寄存器的第二输出信号
Vx～触摸检测信号
具体实施方式
图2为内嵌式触摸面板与非内嵌式触摸面板的显示周期示意图。以液晶显示器的扫描频率(frame rate)1/60秒(画面更新频率：60Hz)的帧(FRAME)周期来看，内嵌式触摸面板必须将一部分时间作为触摸检测周期，以感测用户的触摸状况。因为目前的栅极驱动电路中的多个移位寄存器的驱动方式是由位于触摸检测周期前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器的输出信号触发触摸检测周期后一级(例如为第N级)的移位寄存器，且触摸检测周期后一级(例如为第N级)的移位寄存器的输出信号回传给位于触摸检测周期前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器，加速触摸检测周期前一级移位寄存器的输出信号迅速被下拉至低电压电平。而在触摸检测周期时间，栅极驱动电路内的移位寄存器无法正确的被驱动，因此容易造成位于触摸检测周期前后的移位寄存器的输出信号的上升时间或下降时间异常，因此需要利用外部的信号与电路来改善这个问题。
因为栅极驱动电路的驱动方式是循序式的驱动方式，因此只要知道触摸检测周期的起始时间t1与结束时间t2，就可以知道受影响的移位寄存器，接着再通过外部输入信号，或是针对移位寄存器的电路进行修改，以改善内嵌式触摸面板因触摸检测周期造成栅极驱动电路的可能异常。
图3为一非内嵌式触摸面板的栅极电路内的移位寄存器的频率示意图。在图3中，仅以4个移位寄存器为例说明，这4个移位寄存器是连续串接的，在图3中，CLK1、CLK3、CLK5以及CLK7表示的是频率信号的波形，SR3、SR5以及SR7是各个移位寄存器的上升控制信号波形。从图3中可以看到，移位寄存器SR5的上升控制信号波形先因为频率信号CLK3预先充电到第一电压电平，接着接收频率信号CLK5时，移位寄存器SR5的上升控制信号波形上拉到第二电压电平。接着，当频率信号CLK5由高电压电平转变为低电压电平时，移位寄存器SR5的上升控制信号波形先下拉至第一电压电平。接着当移位寄存器SR5检测到频率信号CLK7由高电压电平转变为低电压电平时，移位寄存器SR5的上升控制信号波形被下拉至第三电压电平。
图4为一内嵌式触摸面板的栅极电路内的移位寄存器的频率示意图。在图4中，在移位寄存器SR5与SR7之间被安插了触摸检测周期(TP sensing)。因此在触摸检测周期期间，频率信号暂时停止输出，因此移位寄存器SR5的上拉控制信号缺乏移位寄存器SR7的输出信号来对移位寄存器SR5的上拉控制信号放电，因此移位寄存器SR5的上拉控制信号的电平降低，进而影响输出信号(未绘示)的下降时间。同时，移位寄存器SR7在触摸检测周期期间缺乏移位寄存器SR5的输出信号来致能移位寄存器SR7，使得移位寄存器SR7的上拉控制信号的电平降低，进而影响输出信号(未绘示)的上升时间。因此，本案提出了不同的机制去改善对应于触摸检测周期的移位寄存器，如移位寄存器SR5与SR7，的上升时间或下降时间。
为了解决这个问题，请参考图5。图5为根据本发明的一内嵌式触摸面板的一实施例的示意图。在图5中，只有用部分组件来说明，并非本实施例的组件仅限于此。在本实施例中，触摸检测周期是在移位寄存器SR5与SR7之间产生，因此触发信号产生电路51会输出一触发信号到移位寄存器SR5和/或SR7，以改善前述缺点。在本实施例中，触发信号产生电路51至少产生一触发信号至移位寄存器SR5，以改善移位寄存器SR5的输出信号的下降时间(falling time)。在另一实施例中，触发信号产生电路51分别产生两个不同的触发信号给移位寄存器SR5以及移位寄存器SR7，以改善移位寄存器SR5的输出信号的下降时间(falling time)以及移位寄存器SR7的输出信号的上升时间(rising time)。关于触发信号产生电路51产生的触发信号，请参考图7A～图7C，关于调整后的频率信号，请参考图6。
图6为根据本发明的内嵌式触摸面板的栅极电路内的移位寄存器的一实施例的频率示意图。请一并参考图4与图1。如图4所示，因为在触摸检测周期中，所有的频率信号都维持在低电压电平(也就是说没有频率信号的产生)。因此，本实施例为在触摸检测周期期间，调整输入到移位寄存器SR5与SR7的频率信号。在图6中，调整输入到移位寄存器SR7的频率信号CLK7，使其在触摸检测周期间仍维持高电压电平。如此一来可确保移位寄存器SR5的上升控制信号可以正确地维持在第一逻辑电平，且移位寄存器SR7的上升控制信号可以正确地维持在第二逻辑电平(较高的逻辑电平)。
图7A为根据本发明触发信号的一实施例的示意图。在现有的技术中，在触摸检测周期期间，频率信号源是停止输出频率信号，因此在图7A中可以发现在频率信号CLKB后，在触摸检测周期期间是没有频率信号被产生，直到触摸检测周期过后，才产生频率信号CLKA。在图7A中，触摸检测信号Vx为一外部信号，且触摸检测信号Vx的逻辑电平为高电平的期间至少涵盖了整个触摸检测周期。利用触摸检测信号Vx当作位于触摸检测周期的前一级移位寄存器的输出信号[例如是OUT(n-1)]和位于触摸检测周期后一级移位寄存器的输出信号OUT n的触发信号的相位，弥补因为在触摸检测周期时，频率信号中断所造成位于触摸检测周期前一级移位寄存器的下降时间(Falling Time)以及位于触摸检测周期后一级移位寄存器的上升时间(Rising Time Delay)的影响。
假设一个栅极脉冲信号(gate pulse)的时间长度为1Tgw，而每一个频率信号的时间长度为4Tgw，也就是4倍脉冲信号的时间长度。要注意的是，每一个频率信号的时间长度可以依需求而给予不同的时间长度，且1Tgw指的是一条数据线对像素充电所需的时间。在本实施例中，触摸检测信号Vx会与前一级的频率信号CLKB及后一级频率信号CLKA至少各重叠2Tgw的时间长度。在本实施例中，触摸检测信号Vx要与频率信号CLKA时间长度的一半重叠以及频率信号CLKB时间长度的一半重叠，但可允许误差0.5ms，也就是重叠的部分的时间长度介于2Tgw+/-0.5ms之间。换言之，在本实施例中，1Tgw的时间长度为0.5ms。在本实施例中，触摸检测信号Vx的时间长度为触摸检测周期(TTP)+4Tgw，其中TTP为触摸检测周期的时间长度。换言之，在图7A中，位于触摸检测周期前一级[第(n-1)级]的移位寄存器从第(n-2)级(未绘示)的输出信号开始，一直到触摸检测信号Vx的下降时间为止是被致能的，而位于触摸检测周期后一级(第n级)的移位寄存器从触摸检测信号Vx的上升时间开始，一直到频率信号CLKA的下降时间为止是被致能的。
图7B为根据本发明触发信号的另一实施例的示意图。在现有的技术中，在触摸检测周期期间，频率信号源是停止输出频率信号，因此在图7B中可以发现在频率信号CLKB后，在触摸检测周期期间是没有频率信号被产生，直到触摸检测周期过后，才产生频率信号CLKA。
在图7B中，触摸检测信号Vx为一外部信号，且触发检测信号Vx的逻辑电平为高电平的期间刚好涵盖了整个触摸检测周期。利用触摸检测信号Vx当作触摸检测周期的前一级[第(n-1)级]移位寄存器的上拉控制电路和触摸检测周期的后一级(第n级)移位寄存器的上拉控制电路的触发信号的相位，弥补因为在触摸检测周期时，频率信号中断所造成触摸检测周期的前一级移位寄存器的下降时间(Falling Time)以及触摸检测周期的后一级移位寄存器的上升时间(Rising Time)的影响。
在本实施例中，当频率信号CLKB由高逻辑电平转变为低逻辑电平时，触摸检测信号Vx被上拉至高逻辑电平，且当检测到频率信号CLKA转变为高逻辑电平时，触摸检测信号Vx被下拉至低逻辑电平。换言之，在图7B中，触摸检测信号Vx维持在高逻辑电平的时间刚好相等于触摸检测周期的时间长度。
图7C为根据本发明触发信号的另一实施例的示意图。图7C中的触摸检测信号Vx包含了在频率信号CLKB之后的第一触摸检测信号Vx1以及在频率信号CLKA之前的第二触摸检测信号Vx2。在本实施例中，第一触摸检测信号Vx1与第二触摸检测信号Vx2的时间长度至少为1Tgw，其中第一触摸检测信号Vx1用以将前一级(例如为第N-1级)移位寄存器的上拉控制信号拉高，以减少前一级移位寄存器输出信号的下降时间(falling time)，而第二触摸检测信号Vx2则为反向扫描时使用，于反向扫描时，频率信号CLKA是提供给触摸感测周期前一级的移位寄存器，频率信号CLKB是提供给触摸感测周期后一级的移位寄存器，因此第二触摸检测信号Vx2用以将前一级移位寄存器的上拉控制信号拉高，以减少前一级移位寄存器输出信号的下降时间(falling time)。
在本发明的一实施例中，嵌入式触摸面板的栅极驱动电路包括多个级联(cascaded)的移位寄存器。其中，当嵌入式触摸面板的触摸检测周期在第(N-1)级移位寄存器与第N级移位寄存器之间产生时，第N级移位寄存器接收到的频率信号的时间长度必须大于等于触摸检测周期的长度，如图6所示。在另一个实施例中，除了第N级移位寄存器接收到的高逻辑电平的频率信号的时间长度必须大于触摸检测周期的长度外，同时第N-1级移位寄存器接收到高逻辑电平的频率信号的时间长度也必须大于触摸检测周期的长度。另外，在另一实施例中，第N级移位寄存器接收到的一第一频率信号维持在高逻辑电平的时间必须大于触摸检测周期的长度，而前一级[第(N-1)级]移位寄存器接收到一第二频率信号，该第一频率信号的逻辑电平上升的时间点早于该第二频率信号的逻辑电平下降的时间点。
在一实施例中，嵌入式触摸面板内的频率产生电路可以直接根据触摸感测信号产生如图6中的频率信号CLK7。
在前述的说明中，有部分是以改变移位寄存器所接收的频率信号为主，但是在基于前述的概念之下，亦可通过改变移位寄存器的电路达成本发明的目的。本发明提供多种移位寄存器的实施例，这些实施例的移位寄存器可以应用在内嵌式触摸面板。在触摸检测周期中，这些移位寄存器可以接收触摸检测信号VX，并输出输出信号给位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)与位于触摸检测周期的后一级(例如为第N级)的移位寄存器，以改善前一级移位寄存器的下降时间，以及后一级移位寄存器的上升时间。某些实施例中的移位寄存器可以适用于栅极驱动电路中的所有移位寄存器，而某些实施例中的移位寄存器只可以适用于触摸检测周期所对应的移位寄存器。
图8A为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的一实施例的示意图。本实施例中的移位寄存器为对应触摸检测周期的后一级(例如为第N级)的移位寄存器。以图5的实施例来说，图8A中的移位寄存器即是图5中的移位寄存器SR7。在另一例子中，本实施例中的移位寄存器可以应用在栅极驱动电路内所有的移位寄存器。如果移位寄存器为对应到触摸检测周期后一级的移位寄存器，则移位寄存器于触摸检测周期内额外输出第二输出信号OUTNX，若以图5的实施例来举例，移位寄存器SR7会输出第二输出信号OUT7X给移位寄存器SR5，如果移位寄存器不是对应到触摸检测周期的前一级或后一级的移位寄存器，则移位寄存器于非触摸检测周期期间输出第一输出信号OUTN，若以图5的实施例来举例，移位寄存器SR7会输出第一输出信号OUT7给移位寄存器SR5及移位寄存器SR9。
对于位于触摸检测周期的后一级(例如为第N级)的移位寄存器来说，其包括上拉控制电路81、上拉输出电路82、下拉电路83以及触发电路84。上拉控制电路81接收前一级移位寄存器的第一输出信号，例如为OUT(N-1)或OUT(N+1)。当栅极驱动电路是正向扫描时，前一级移位寄存器的输出信号即为OUT(N-1)。当栅极驱动电路是反向扫描时，前一级移位寄存器的输出信号即为OUT(N+1)。需注意的是，在本实施例中的前一级移位寄存器虽然以N-1或N+1作为说明，但在其他实施方式中，移位寄存器可能是以固定间隔连接，也就是说第N级移位寄存器的前一级可能是第N-Y级或第N+Y及移位寄存器，Y为整数且小于N，如图5的实施例，Y即为2。
上拉输出电路82，耦接该上拉控制电路81，并接收一第一频率信号(图上未绘出)。下拉电路83接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)。在非触摸检测周期期间，下拉电路83与上拉输出电路82用以输出一第一输出信号OUTN作为移位寄存器的输出信号。同样地，当栅极驱动电路是正向扫描时，次一级移位寄存器的第一输出信号即为OUT(N+1)。当栅极驱动电路是反向扫描时，次一级移位寄存器的第一输出信号即为OUT(N-1)。
对于位于触摸检测周期的后一级(例如为第N级)的移位寄存器来说，触发电路84接收前一级移位寄存器的第二输出信号OUT(N-1)X或OUT(N+1)X，以及触摸检测信号Vx。在触摸检测周期中，触摸检测信号Vx被上拉到高电压电平并输出给触发电路84，触发电路84并接收到前一级移位寄存器的第二输出信号OUT(N-1)X或OUT(N+1)X，此时第N级移位寄存器输出第二输出信号OUTNX。
对于位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器来说，请参考图8B，其包括上拉控制电路81、上拉输出电路82、下拉电路83以及触发电路84。上拉控制电路81接收相对于第(N-1)级的移位寄存器的前一级移位寄存器的输出信号，例如为OUT(N-2)或OUTN。当栅极驱动电路是正向扫描时，第N-1级的移位寄存器的上拉控制电路接收的输出信号即为OUT(N-2)。当栅极驱动电路是反向扫描时，上拉控制电路接收的输出信号即为OUTN。
对于位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器来说，上拉输出电路82接收第二频率信号CLK2，且耦接上拉控制电路81。
对于位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器来说，下拉电路83接收相对于第N-1级的移位寄存器的次一级移位寄存器的第一输出信号，例如为OUTN或OUT(N-2)，且下拉电路83与上拉输出电路82用以输出移位寄存器的第一输出信号OUT(N-1)。同样地，当栅极驱动电路是正向扫描时，次一级移位寄存器的第一输出信号即为OUTN。当栅极驱动电路是反向扫描时，次一级移位寄存器的第一输出信号即为OUT(N-2)。
对于位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器来说，触发电路84接收相对于第N-1级的移位寄存器次一级的移位寄存器的第二输出信号OUTNX或OUT(N-2)X，以及触摸检测信号Vx。在触摸检测周期中，触摸检测信号Vx被上拉到高电压电平并输出给触发电路84，触发电路84并接收到后一级移位寄存器的第二输出信号OUTNX或OUT(N-2)X，此时第N-1级移位寄存器输出第二输出信号OUT(N-1)X。
以对应一触摸检测周期的前一级移位寄存器SR35与次一级移位寄存器SR36为例说明。原先在触摸检测周期时，移位寄存器SR35无法接收到移位寄存器SR36的输出信号，使得移位寄存器SR35的下降时间拉长，通过本实施例的触发电路，在触摸检测周期仍由移位寄存器SR36产生第二输出信号OUT36X给移位寄存器SR35，使得移位寄存器SR35的下降时间得以改善。同样地，在触摸检测周期内，移位寄存器SR36仍可接收到移位寄存器SR35输出的第二输出信号OUT35X，以改善移位寄存器SR36的上升时间。
本发明中，图5中的触发信号产生电路51可以被应用在图8所示的移位寄存器，由触发信号产生电路51输出的触发信号来决定触发电路84是否被致能。
图9到图12为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的四个实施例的示意图，皆以位于触摸检测周期次一级(第N级)的移位寄存器来说明。图9为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的一实施例的示意图。移位寄存器由多个晶体管与电容所组成，其中第一晶体管T1对应图8中的上拉控制电路81，第二晶体管T2与第四晶体管T4对应图8中的下拉电路83，第三晶体管T3对应图8中的上拉输出电路82，且第五晶体管T5与第六晶体管T6对应图8中的触发电路84。
第一晶体管T1的输入端与栅极端耦接，以接收前一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N-1)或OUT(N+1)。第二晶体管T2具有一输入端耦接第一晶体管T1的输出端，一栅极端接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一输出端接地或相对低电位。第三晶体管T3具有一输入端，用以接收频率信号CLK，一栅极端，耦接第一晶体管T1的输出端。第四晶体管T4具有一输入端，耦接第三晶体管T3的输出端，一栅极端，接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一输出端接地或相对低电位。电容C具有一第一端，耦接第一晶体管T1的输出端，以及一第二端，耦接第三晶体管T3的输出端。
第五晶体管T5具有一输入端，接收触摸检测信号Vx，一栅极端，耦接第一晶体管T1的输出端，以及一输出端以输出第二输出信号OUTNX。第六晶体管T6的输入端与栅极端耦接，以接收前一级移位寄存器的第二输出信号OUT(N-1)X或OUT(N+1)X，且第六晶体管T6的输出端耦接第一晶体管T1的输出端。
而对于位于触摸检测周期前一级(例如为第(N-1)级)的移位寄存器而言，其晶体管间的连接方式与位于触摸检测周期次一级(例如为第N级)的移位寄存器相似，不同之处在于，于正向扫描时，位于触摸检测周期的次一级(例如为第N级)的移位寄存器的第六晶体管T6的输入端，接收前一级移位寄存器的第二输出信号OUT(N-1)X，而位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器的第六晶体管T6的输入端，接收次一级(例如为第N级)移位寄存器的第二输出信号OUTNX。
在一般情况下(也就是显示周期期间)，触摸检测信号Vx是低电压电平，此时移位寄存器通过第一输出信号OUTN对前一级移位寄存器以及次一级移位寄存器的电压电平进行上拉或下拉的动作，此时的第一输出信号OUTN的电压电平由频率信号CLK决定。在触摸检测周期期间，移位寄存器通过第二输出信号OUTNX对前一级移位寄存器以及次一级移位寄存器的输出信号的电压电平进行上拉或下拉的动作，此时的第二输出信号OUTNX的电压电平由触摸检测信号Vx决定。
在本实施例中，图5中的触发信号产生电路51可以被应用在图9所示的移位寄存器，由触发信号产生电路51输出的触发信号来决定移位寄存器的第二输出信号OUTNX的电压电平。
图10为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。移位寄存器由多个晶体管与电容所组成，其中第一晶体管T1对应图8中的上拉控制电路81，第二晶体管T2与第四晶体管T4对应图8中的下拉电路83，第三晶体管T3对应图8中的上拉输出电路82，第五晶体管T5对应到图8中的触发电路84。
第一晶体管T1的输入端与栅极端耦接，以于触摸检测周期期间接收前一级移位寄存器的第二输出信号OUT(N-1)X或OUT(N+1)X。第二晶体管T2具有一输入端耦接第一晶体管T1的输出端，一栅极端接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一输出端接地或相对低电位。第三晶体管T3具有一输入端，用以接收频率信号CLK，一栅极端，耦接第一晶体管T1的输出端。第四晶体管T4具有一输入端，耦接第三晶体管T3的输出端，一栅极端，接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一输出端接地或相对低电位。电容C具有一第一端，耦接第一晶体管T1的输出端，以及一第二端，耦接第三晶体管T3的输出端。第五晶体管T5具有一输入端，接收触摸检测信号Vx，一栅极端，耦接第一晶体管T1的输出端，以及一输出端输出移位寄存器的第二输出信号OUTNX。
在一般情况下(也就是显示周期期间)，触摸检测信号Vx是低电压电平，此时移位寄存器通过第一输出信号OUTN对前一级移位寄存器以及次一级移位寄存器的输出信号的电压电平进行上拉或下拉的动作，此时的输出信号OUTN的电压电平由频率信号CLK决定。在触摸检测周期期间，触摸检测周期次一级(第N级)移位寄存器通过第二输出信号OUTNX对前一级(第N-1级)移位寄存器的输出信号的电压电平进行下拉的动作，触摸检测周期前一级(第N-1级)移位寄存器通过第二输出信号OUT(N-1)X对次一级(第N级)移位寄存器的输出信号的电压电平进行上拉的动作，此时的输出信号OUTNX或OUT(N-1)X的电压电平由触摸检测信号Vx决定。
在本实施例中，图5中的触发信号产生电路51可以被应用在图10所示的移位寄存器，由触发信号产生电路51输出的触发信号来决定移位寄存器的输出信号OUTNX的电压电平。
在此实施例中，对于位于触摸检测周期前一级(例如为第(N-1)级)的移位寄存器而言，其晶体管间的连接方式与位于触摸检测周期次一级(例如为第N级)的移位寄存器相似，不同之处在于，于正向扫描时，位于触摸检测周期的次一级(例如为第N级)的移位寄存器的第一晶体管T1的输入端，接收前一级移位寄存器的第二输出信号OUT(N-1)X，而位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器的第一晶体管T1的输入端，接收次一级(例如为第N级)移位寄存器的第二输出信号OUTNX。
图11为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。移位寄存器由多个晶体管与电容所组成，其中第一晶体管T1对应图8中的上拉控制电路81，第二晶体管T2与第四晶体管T4对应图8中的下拉电路83，第三晶体管T3对应图8中的上拉输出电路82，第五晶体管T5、第六晶体管T6以及第七晶体管T7对应到图8中的触发电路84。
第一晶体管T1的输入端与栅极端耦接，以接收前一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N-1)或OUT(N+1)。第二晶体管T2具有一输入端耦接第一晶体管T1的输出端，一栅极端接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一输出端接地或相对低电位。第三晶体管T3具有一输入端，用以接收频率信号CLK，一栅极端，耦接第一晶体管T1的输出端。第四晶体管T4具有一输入端，耦接第三晶体管T3的输出端，一栅极端，接收次一级移位寄存器的输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一输出端接地或相对低电位。电容C具有一第一端，耦接第一晶体管T1的输出端，以及一第二端，耦接第三晶体管T3的输出端。第五晶体管T5具有一输入端，接收触摸检测信号Vx，一栅极端，耦接第一晶体管T1的输出端，以及一输出端用以输出移位寄存器的第二输出信号OUTNX。第六晶体管T6具有一输入端耦接第六晶体管T6的栅极，用以接收第(N-Y)级移位寄存器的第二输出信号OUT(N-Y)X，以及一输出端，耦接第一晶体管T1的输出端。第七晶体管T7具有一输入端耦接第七晶体管T7的栅极，用以接收第(N+Y)级移位寄存器的第二输出信号OUT(N+Y)X，以及一输出端，耦接第一晶体管T1的输出端。在本实施例中，在一时间点上，第六晶体管T6与第七晶体管T7只有一个会被导通。
在一般情况下(也就是显示周期期间)，触摸检测信号Vx是低电压电平，此时移位寄存器通过第一输出信号OUTN对前一级移位寄存器以及次一级移位寄存器的输出信号的电压电平进行上拉或下拉的动作，此时的第一输出信号OUTN的电压电平由频率信号CLK决定。在触摸检测周期期间，移位寄存器通过第二输出信号OUTNX对前一级移位寄存器以及次一级移位寄存器的输出信号的电压电平进行上拉或下拉的动作，此时的第二输出信号OUTNX的电压电平由触摸检测信号Vx决定。
在本实施例中，图5中的触发信号产生电路51可以被应用在图11所示的移位寄存器，由触发信号产生电路51输出的触发信号来决定移位寄存器的输出信号OUTNX的电压电平。
在此实施例中，对于位于触摸检测周期前一级(例如为第(N-1)级)的移位寄存器而言，其晶体管间的连接方式与位于触摸检测周期次一级(例如为第N级)的移位寄存器相似，不同之处在于，于正向扫描时，位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器的第六晶体管T6的输入端，接收相对于该第N-1级移位寄存器的前一级移位寄存器的第二输出信号，也就是第(N-2Y)级移位寄存器的触发电路所输出的第二输出信号OUT(N-2Y)X，而位于触摸检测周期的前一级(例如为第N-1级)的移位寄存器的第七晶体管T7的输入端，接收次一级(例如为第N级)移位寄存器的第二输出信号OUTNX。
需补充说明的是，在本实施例中，触摸检测周期可以是随机的插入于两显示周期之间，举例而言，以往在一个触摸检测周期前的移位寄存器数量会等于触摸检测周期后的移位寄存器数量，例如每驱动36级移位寄存器后会进行触摸检测，之后再驱动36级移位寄存器后再进行触摸检测，因此触摸检测周期会介于第36级移位寄存器到第37级移位寄存器之间，以及第72级移位寄存器到第73及移位寄存器之间，还有第108级移位寄存器到第109级移位寄存器之间，依此类推。本实施例由于有第六晶体管T6及第七晶体管T7，因此可不局限于固定间隔下才有触摸感测功能。
图12为根据本发明的栅极驱动电路内的一移位寄存器的另一实施例的示意图。移位寄存器由多个晶体管与电容所组成，其中第一晶体管T1对应图8中的上拉控制电路81，第二晶体管T2与第四晶体管T4对应图8中的下拉电路83，第三晶体管T3对应图8中的上拉输出电路82，第二电容C2对应到图8中的触发电路84。
第一晶体管T1的输入端与栅极端耦接，以接收前一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N-1)或OUT(N+1)。第二晶体管T2具有一输入端耦接第一晶体管T1的输出端，一栅极端接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一输出端接地或相对低电位。第三晶体管T3具有一输入端，用以接收频率信号CLK，一栅极端，耦接第一晶体管T1的输出端。第四晶体管T4具有一输入端，耦接第三晶体管T3的输出端，一栅极端，接收次一级移位寄存器的第一输出信号OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一输出端接地或相对低电位。第一电容C1具有一第一端，耦接第一晶体管T1的输出端，以及一第二端，耦接第三晶体管T3的输出端。第二电容C2具有一第一端，接收触摸检测信号Vx，以及一第二端，耦接第三晶体管T3的栅极。
在本实施例中，利用电容耦合效应，使得触摸检测信号Vx在从低电压电平转变为高电压电平时，提供一瞬间向上的脉冲信号给第一输出信号OUTN，以产生类似图7C中第一触发信号Vx1的效果，以改善前一级移位寄存器的下降时间。
在本实施例中，图5中的触发信号产生电路51可以被应用在图12所示的移位寄存器，且触发信号产生电路51产生的触发信号Vx或是第一触发信号Vx1被施加至第二电容C2，以改善前一级移位寄存器的下降时间。
在本发明的一种实施方式中，图12的电路亦可使用于非触摸面板中，对非触摸面板的第N级移位寄存器来说，此时触发电路84耦接上拉输出电路82以及上拉控制电路81，上拉输出电路82接收第一频率信号CLK1，触发电路则是接收迟于该第一频率信号CLK1的一第三频率信号CLK3(未绘示)。
在本发明的一种实施方式中，内嵌式触摸显示设备具有一栅极电路以驱动一像素阵列，其中栅极电路由多个移位寄存器所组成，且每一移位寄存器的详细电路如图9～图12所示。
在本发明的另一种实施方式中，非内嵌式触摸显示设备具有一栅极电路以驱动一像素阵列，其中栅极电路由多个移位寄存器所组成，且每一移位寄存器的详细电路如图9、图11～图12所示。
在本发明的一种实施方式中，内嵌式触摸显示设备具有一栅极电路以驱动一像素阵列，其中栅极电路由多个移位寄存器所组成，且栅极电路内的第N-1级与第N级移位寄存器对应到一触摸检测周期。因此第N-1级与第N级移位寄存器可以如图9～图12所示的移位寄存器所实现。
在本发明的一种实施方式中，内嵌式触摸显示设备具有一栅极电路以驱动一像素阵列，其中栅极电路由多个栅极驱动单元所组成，其中每一栅极驱动单元的输出信号会传送给下一级的栅极驱动单元，以启动下一级的栅极驱动单元。且每一级栅极驱动单元的输出信号会传送给上一级的栅极驱动单元，以下拉上一级的栅极驱动单元的输出信号。栅极驱动单元包括一移位寄存器以及一触发电路，其中移位寄存器的一实施方式可由图8A或图8B中的上拉控制电路81、上拉输出电路82以及下拉电路83所组成。而触发电路的一实施方式为图8A或图8B中的触发电路84。在如图2所示的显示周期期间，栅极驱动单元的输出信号由移位寄存器所决定，而在如图2所示的触摸检测周期期间，触发电路接收一触摸检测信号，使得栅极驱动单元的输出信号由触发电路所决定。在本说明书中，图9、图11、图12中的电路亦可作为栅极驱动单元的实施方式。
图13为根据本发明的一内嵌式触摸面板的另一实施例的示意图。在图13中，只有用部分组件来说明，并非本实施例的组件仅限于此。在图13中，内嵌式触摸面板包括一第一栅极驱动电路1301以及一第二栅极驱动电路1302以驱动一像素阵列1303。第一栅极驱动电路1301中包含了多个奇数编号的移位寄存器，第二栅极驱动电路1302中包含了多个偶数编号的移位寄存器。
在图13中，假设在前一级移位寄存器SR9与次一级移位寄存器SR11之间被安插了触摸检测周期(TP sensing)，则可依前述的方式对移位寄存器SR9与SR11的输出信号或接收的频率信号进行调整，以达成本发明的目的。同样的，第二栅极驱动电路1302中的移位寄存器SR8、SR10且/或SR12也需以前述的方式对移位寄存器的输出信号或接收的频率信号进行调整，以达成本发明的目的。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种栅极驱动电路，用以驱动一像素阵列，该栅极驱动电路包括多个移位寄存器，其中该栅极驱动电路的一帧周期内包括一触摸检测周期，且一第N级移位寄存器与一前一级移位寄存器之间对应该触摸检测周期，该第N级移位寄存器包括：
一上拉控制电路，用以接收该前一级移位寄存器的输出信号；
一上拉输出电路，耦接该上拉控制电路，接收一第一频率信号，在非触摸检测周期期间输出一第一输出信号为该第N级移位寄存器的输出信号；
一下拉电路，耦接该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收一次一级移位寄存器的输出信号；以及
一触发电路，耦接该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收一触摸检测信号；
该触发电路包括一第五晶体管与一第六晶体管，其中：
该第五晶体管，具有一输入端以接收该触摸检测信号，一栅极端，耦接一第一晶体管的一输出端，以及一输出端以输出一第二输出信号；其中该上拉控制电路为该第一晶体管；以及
该第六晶体管具有一输入端与该第六晶体管的一栅极端耦接，以及一输出端耦接该第一晶体管的输出端，其中该第六晶体管接收该前一级移位寄存器的一触发电路的一第二输出信号，
该触摸检测信号维持在高逻辑电平的时间大于等于1Tgw，且小于等于该触摸检测周期的长度，其中Tgw为一个脉冲信号的时间长度。
2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中该下拉电路包括一第二晶体管与一第四晶体管，该上拉输出电路为一第三晶体管，该第N级移位寄存器的电路连接方式如下：
该第一晶体管具有一输入端，耦接该第一晶体管的一栅极端，以接收该前一级移位寄存器的输出信号；
该第二晶体管具有一输入端耦接该第一晶体管的一输出端，一栅极端接收该次一级移位寄存器的输出信号，以及一输出端接地；
该第三晶体管具有一输入端，用以接收该第一频率信号，一栅极端，耦接该第一晶体管的该输出端，以及一输出端以输出该第一输出信号；
该第四晶体管具有一输入端，耦接该第三晶体管的该输出端，一栅极端，接收该次一级移位寄存器的输出信号，以及一输出端接地；以及
一第一电容具有一第一端，耦接该第一晶体管的该输出端，以及一第二端，耦接该第三晶体管的该输出端。
3.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其中该触发电路更包括一第七晶体管，其中：
该第六晶体管，用以接收一第(N-Y)级移位寄存器的一触发电路输出的一第二输出信号，Y为整数且小于N；以及
该第七晶体管，具有一输入端耦接该第七晶体管的一栅极，用以接收一第(N+Y)级移位寄存器的一触发电路输出的一第二输出信号，以及一输出端，耦接第一晶体管的该输出端，其中在该触摸检测周期内，该第六晶体管与该第七晶体管只有一个会被导通。
4.根据权利要求2所述的栅极驱动电路，其中该触发电路包括一第二电容，该第二电容具有一第一端，接收该触摸检测信号，以及一第二端，耦接该第一晶体管的该输出端。
5.根据权利要求1所述的栅极驱动电路，其中该前一级移位寄存器包括：
一上拉控制电路，用以接收一前二级移位寄存器的输出信号；
一上拉输出电路，耦接该上拉控制电路，接收一第二频率信号，在非触摸检测周期期间输出一第一输出信号为该前一级移位寄存器的输出信号；
一下拉电路，耦接该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收该第N级移位寄存器的输出信号；以及
一触发电路，耦接该上拉输出电路以及该上拉控制电路，接收该触摸检测信号。
6.根据权利要求5所述的栅极驱动电路，该触发电路包括一第五晶体管与一第六晶体管，该第五晶体管具有一输入端，接收该触摸检测信号，一栅极端，耦接一第一晶体管的一输出端，以及一输出端以输出一第二输出信号；其中该上拉控制电路为该第一晶体管；
该第六晶体管具有一输入端与该第六晶体管的一栅极端耦接，以及一输出端耦接该第一晶体管的输出端，其中该第六晶体管接收该第N级移位寄存器的一触发电路所输出的一第二输出信号。
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