CN110415750A - 移位寄存器 - Google Patents

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Abstract

一种移位寄存器，包含下拉电路、补充电路、输出控制电路以及输入电路。补充电路与下拉电路耦接于第一节点以及第二节点，并接收触控信号。输出控制电路耦接于第二节点。输入电路耦接于第一节点，依据输入信号传送输入电压至第一节点及第二节点。补充电路依据输入电压与触控信号传送触控信号的电压值至第二节点，以维持第二节点的电压值。

Description

移位寄存器
技术领域
本发明是有关于一种移位寄存器，且特别是有关于通过补充电路维持电压的一种移位寄存器。
背景技术
触控显示面板包含栅极驱动器(gate driver)以及源极驱动器(source driver)。在目前的触控显示面板设计中，栅极驱动器用以每隔固定间隔输出扫描信号至触控显示面板。栅极驱动器包含多个移位寄存器，而每一移位寄存器依据时钟脉冲信号，将输入信号延迟输出而为输出信号。而下一级的移位寄存器则将上一级的移位寄存器的输出信号作为输入信号，再延迟输出成为自身的输出信号。
详细而言，移位寄存器的输入信号会寄存于移位寄存器的输出控制电路的控制端，再依据时钟脉冲信号经由输出控制电路输出栅极信号与输出信号。然而，寄存于移位寄存器的输出控制电路的控制端的电压会因为下拉电路本身的漏电而下降，这将造成触控检测结束后时钟脉冲信号启动时，输出信号无法传送的问题。
发明内容
本发明的一实施方式是在提供一种移位寄存器。此移位寄存器包含下拉电路、补充电路、输出控制电路以及输入电路。补充电路与下拉电路耦接于第一节点以及第二节点，并接收触控信号。输出控制电路耦接于第二节点。输入电路耦接于第一节点，依据输入信号传送输入电压至第一节点及第二节点。补充电路依据输入电压与触控信号传送触控信号的电压值至第二节点，以维持第二节点的电压值。
本发明的一实施方式是在提供一种移位寄存器。此移位寄存器包含下拉电路、补充电路、输出控制电路以及输入电路。补充电路与下拉电路耦接于第一节点以及第二节点。补充电路包含第一晶体管至第六晶体管。第一晶体管的第一端用以接收触控信号，第一晶体管的第二端耦接于第二节点。第二晶体管的控制端与第二晶体管的第一端耦接于第一电压源，第二晶体管的第二端耦接于第三节点。第三晶体管的控制端用以接收触控信号，第三晶体管的第一端耦接于第三节点。第四晶体管的第一端耦接于第三晶体管的第二端，第四晶体管的第二端耦接于第二电压源，第四晶体管的控制端耦接于第一节点。第五晶体管的控制端与第五晶体管的第一端用以接收触控信号，第五晶体管的第二端耦接于第四节点。第六晶体管的第二端耦接于第二电压源，第六晶体管的控制端耦接于第三节点，第六晶体管的第一端与第一晶体管的控制端耦接于第四节点。输出控制电路耦接于第二节点。输入电路耦接于第一节点。
因此，根据本发明的技术实施方式，本发明的实施例藉由提供一种移位寄存器，于原有移位寄存器架构下，外挂一个不需要电容的补充电路，利用触控信号与输入信号作为逻辑输入端，当触控信号与输入信号的电压同时为高时(即触控显示面板进行触控感测时)，移位寄存器会针对输出控制电路的控制端的电压进行充电，避免因触控感测时间过长而漏电，造成输出信号无法传送的问题。由于此补充电路不须额外外加电容，如此可避免因外加电容于移位寄存器而大幅增加移位寄存器的面积。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为根据本发明的一些实施例所示的一种触控显示面板的示意图；
图2为根据本发明的一些实施例所示的一种移位寄存器的示意图；以及
图3为根据本发明的一些实施例所示的一种实验数据图。
其中，附图标记
100：触控显示面板
110：数据驱动器
130：栅极驱动器
130-1至130-N：移位寄存器
FWD1至FWDN-1：输出信号
S1至SN：扫描线
D1至DM：数据线
170：显示区域
P11至PMN：显示电路
200：移位寄存器
210：下拉电路
230：输入电路
250：输出控制电路
270：补充电路
272、274：电路
276：充电电路
T1至T9：晶体管
V1、V2：晶体管
VSS、VGH：电压
ITP：触控信号
N1至N4：节点
G(X)：栅极信号
FWD(X)、FWD(X-1)：信号
CLK：时钟脉冲信号
300：实验数据图
WCLK(O)、WCLK(N)：波形图
VN2(O)、VN2(N)、VITP：波形图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
以下揭示提供许多不同实施例或例证用以实施本发明的不同特征。特殊例证中的元件及配置在以下讨论中被用来简化本揭示。所讨论的任何例证只用作解说的用途，并不会以任何方式限制本发明或其例证的范围和意义。此外，本揭示在不同例证中可能重复引用数字符号且/或字母，这些重复皆为了简化及阐述，其本身并未指定以下讨论中不同实施例和/或配置之间的关系。
在全篇说明书与权利要求范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。
关于本文中所使用的『耦接』或『连接』，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而『耦接』或『连接』还可指二或多个元件相互操作或动作。
在本文中，使用第一、第二与第三等等词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层与/或区块是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层和/或区块不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层和/或区块。因此，在下文中的一第一元件、组件、区域、层和/或区块也可被称为第二元件、组件、区域、层与/或区块，而不脱离本发明的本意。如本文所用，词汇『与/或』包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。本发明文件中提到的「和/或」是指表列元件的任一者、全部或至少一者的任意组合。
请参阅图1。图1为根据本发明的一些实施例所示的一种触控显示面板100的示意图。如图1所示，触控显示面板100包含数据驱动器110、栅极驱动器130以及显示区域170。显示区域170包含多个显示电路P11至PMN。栅极驱动器130包含多级移位寄存器130-1至130-N。多级移位寄存器130-1至130-N分别与多条扫描线S1至SN中之一者相耦接。多个显示电路P11至PMN分别与多条扫描线S1至SN中的一扫描线相耦接，并分别与多条数据线D1至DM中的一数据线相耦接。
在一些实施例中，多级移位寄存器130-1至130-N中的每一移位寄存器分别产生输出信号FWD1至FWDN，并将输出信号FWD1至FWDN传送至多级移位寄存器130-1至130-N中的下一级移位寄存器。举例来说，如图1所示，移位寄存器130-1传送输出信号FWD1至移位寄存器130-2，移位寄存器130-2传送输出信号FWD2至移位寄存器130-3，其余依此类推。
请参阅图2。图2为根据本发明的一些实施例所示的一种移位寄存器200的示意图。移位寄存器200可用以表示图1中的移位寄存器130-1至130-N的其中任一移位寄存器。如图2所示，移位寄存器200包含下拉电路210、输入电路230、输出控制电路250以及补充电路270。
于连接关系上，补充电路270与下拉电路210耦接于节点N1、N2。输出控制电路250耦接于节点N2，输入电路230耦接于节点N1，下拉电路210耦接于节点N1、N2。
于操作关系上，输入电路230依据输入信号FWD(X-1)传送输入电压V1至节点N1、N2。补充电路270依据输入电压V1与触控信号ITP的电压值传送触控信号ITP的电压值至节点N2，以维持节点N2的电压值。如上所述的输入信号FWD(X-1)为上一级的移位寄存器130-X-1的输出信号。而本级的移位寄存器130-X的输出信号FWD(X)作为下一级的移位寄存器130-X+1的输入信号。
补充电路270包含电路272、电路274以及充电电路276。于连接关系上，电路272耦接于节点N1，电路274耦接于电路272，充电电路276耦接于节点N2。于操作关系上，当电路272依据输入电压V1与触控信号ITP的电压值而导通时，电路274导通。当电路274导通时，充电电路276导通。
详细而言，充电电路276包含晶体管T1。电路272包含晶体管T2、T3与T4。电路274包含晶体管T5与T6。于连接关系上，晶体管T1的第一端用以接收触控信号ITP，晶体管T1的第二端用以耦接于节点N2，晶体管T1的控制端耦接于节点N4。晶体管T2的控制端与晶体管T2的第一端耦接于电压源VGH，晶体管T2的第二端耦接于节点N3。晶体管T3的控制端用以接收触控信号ITP，晶体管T3的第一端耦接于节点N3，晶体管T3的第二端耦接于晶体管T4。晶体管T4的第二端耦接于电压源VSS，晶体管T4的控制端耦接于节点N1。晶体管T5的控制端与晶体管T5的第一端用以接收触控信号ITP，晶体管T5的第二端耦接于节点N4。晶体管T6的控制端耦接于节点N3，晶体管T6的第一端耦接于节点N4，晶体管T6的第二端耦接于电压源VSS。
如图2所示的实施例中，电压源VGH为高电压，而电压源VSS为低电压，然本发明不以此为限。
此外，输入电路230包含晶体管T7。输出控制电路250包含晶体管T8、T9。晶体管T7的控制端与晶体管T7的第一端耦接于输入信号FWD(X-1)，晶体管T7的第二端耦接于节点N1。晶体管T8的控制端耦接于节点N2，晶体管T8的第一端用以接收时钟脉冲信号CLK，晶体管T8的第二端用以输出输出信号FWD(X)。晶体管T9的控制端耦接于节点N2，晶体管T9的第一端用以接收时钟脉冲信号CLK，晶体管T9的第二端耦接于下拉电路210。
于操作关系上，当输入信号FWD(X-1)的电压值为高时，输入信号FWD(X-1)的高电压值V1经由晶体管T7传送至节点N1、N2。然而，节点N2的电压值在触控感测时会因为下拉电路210漏电而下降。在这种情况下，当触控感测结束时，节点N2的电压值会太低而无法导通晶体管T8、T9，这会造成时钟脉冲信号CLK无法下传至下一级的移位寄存器130-X+1。
于本发明的实施例中，请参阅图2。当输入信号FWD(X-1)的电压值与触控信号ITP的电压值均为高时，晶体管T3与T4导通，电流由电压源VGH经由晶体管T2、T3、T4流至电压源VSS。此时，节点N3的电压值为高，晶体管T6导通。晶体管T6导通后，电流由晶体管T5耦接至触控信号ITP的一端经由晶体管T5、T6流至电压源VSS。此时，节点N4的电压值为高，晶体管T1导通。于晶体管T1导通后，触控信号ITP经由晶体管T1传送至节点N2。即，当输入信号FWD(X-1)的电压值与触控信号ITP的电压值均为高时，晶体管T1导通触控信号ITP的高电压值经由晶体管T1传送至节点N2，以对节点N2充电。如此，节点N2的电压值即不会于触控感测时下降，导致时钟脉冲信号CLK无法下传至下一级的移位寄存器130-X+1。
另一方面，当输入信号FWD(X-1)的电压值为低时，节点N1的电压值为低，晶体管T4不导通。而当触控信号ITP的电压值为低时，晶体管T3不导通。于此二种情况下，电流均不会由电压源VGH经由晶体管T2、T3、T4流至电压源VSS。此时，节点N3的电压值不为高，晶体管T6不导通。晶体管T6不导通时，电流不会由晶体管T5耦接至触控信号ITP的一端经由晶体管T5、T6流至电压源VSS。此时，节点N4的电压值不为高，晶体管T1不导通。由于晶体管T1不导通，触控信号ITP不会经由晶体管T1传送至节点N2。即，于本发明的实施例中，仅有在输入信号FWD(X-1)的电压值与触控信号ITP的电压值均为高时，补充电路270才会对节点N2进行充电。
于部分实施例中，晶体管T3、T4的驱动能力大于晶体管T2的驱动能力。而晶体管T6的驱动能力大于晶体管T5的驱动能力。于部分实施例中，晶体管T3、T4的通道宽长比(W/L)为50，而晶体管T2的通道宽长比(W/L)为15。晶体管T5的通道宽长比(W/L)为50，而晶体管T6的通道宽长比(W/L)为100。如上所述的通道宽长比(W/L)仅作为例示说明之用，本发明的实施方式不以此为限。
请参阅图3。图3为根据本发明的一些实施例所示的一种实验数据图300。于实验数据图300中，WCLK(O)为没有补充电路270的情况下的输出信号FWD(X)的波形图。WCLK(N)为本发明的实施例中有补充电路270的情况下的输出信号FWD(X)的波形图。VN2(O)为没有补充电路270的情况下的节点N2的电压值的波形图，VN2(N)为本发明的实施例中有补充电路270的情况下的节点N2的电压值的波形图。VITP为触控信号ITP的波形图。
由图3可知，于没有补充电路270的情况下，于触控感测区间(即当触控信号ITP的电压值为高时)，节点N2的电压值由于漏电的原因而下降，而于触控感测结束时，由于节点N2的电压值过低，导致时钟脉冲信号CLK无法输出。然而，于本发明的实施例中，在有补充电路270的情况下，于触控感测时，补充电路270对节点N2进行充电，以保持节点N2的电压值于高电位。如此，于触控感测结束时，由于节点N2的电压值仍为高电位，时钟脉冲信号CLK可以正常输出。
于实作上，图2中的晶体管T1至T9可以用P型的低温多晶硅薄膜晶体管来实现，但本实施例并不以此为限。例如，晶体管T1至T9也可以用P型的非晶硅(amorphous silicon)薄膜晶体管来实现。在一些实施方式中，也可以采用N型的薄膜晶体管来实现，本发明不限制所采用的晶体管型态。
由上述本发明的实施方式可知，本发明的实施例藉由提供一种移位寄存器，于原有移位寄存器架构下，外挂一个不需要电容的补充电路，利用触控信号与输入信号作为逻辑输入端，当触控信号与输入信号的电压同时为高时(即触控显示面板进行触控感测时)，移位寄存器会针对输出控制电路的控制端的电压进行充电，避免因触控感测时间过长而漏电，造成输出信号无法传送的问题。由于此补充电路不须额外外加电容，如此可避免因外加电容于移位寄存器而大幅增加移位寄存器的面积。
另外，上述例示包含依序的示范步骤，但该些步骤不必依所显示的顺序被执行。以不同顺序执行该些步骤皆在本揭示内容的考量范围内。在本揭示内容的实施例的精神与范围内，可视情况增加、取代、变更顺序和/或省略该些步骤。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种移位寄存器，其特征在于，包含：
一下拉电路；
一补充电路，与该下拉电路耦接于一第一节点以及一第二节点，并接收一触控信号；
一输出控制电路，耦接于该第二节点；以及
一输入电路，耦接于该第一节点，依据一输入信号传送一输入电压至该第一节点及该第二节点；
该补充电路依据该输入电压与该触控信号传送该触控信号的电压值至该第二节点，以维持该第二节点的电压值。
2.如权利要求1所述的移位寄存器，其特征在于，该补充电路包含：
一第一电路，耦接于该第一节点；
一第二电路，耦接于该第一电路；以及
一充电电路，耦接于该第二节点，当该第一电路依据该输入电压与该触控信号导通时，该第二电路导通，且当该第二电路导通时，该充电电路导通。
3.如权利要求1所述的移位寄存器，其特征在于，该充电电路包含一第一晶体管，该第一晶体管的第一端用以接收该触控信号，该第一晶体管的控制端耦接于该第二电路，该第一晶体管的第二端耦接于该第二节点。
4.如权利要求2所述的移位寄存器，其特征在于，该第一电路包含：
一第二晶体管，该第二晶体管的控制端与该第二晶体管的第一端耦接于一第一电压源，该第二晶体管的第二端耦接于一第三节点；
一第三晶体管，该第三晶体管的控制端用以接收该触控信号，该第三晶体管的第一端耦接于该第三节点；以及
一第四晶体管，该第四晶体管的第一端耦接于该第三晶体管的第二端，该第四晶体管的第二端耦接于一第二电压源，该第四晶体管的控制端耦接于该第一节点。
5.如权利要求4所述的移位寄存器，其特征在于，该第三晶体管以及该第四晶体管的驱动能力大于该第二晶体管的驱动能力。
6.如权利要求4所述的移位寄存器，其特征在于，该第二电路包含：
一第五晶体管，该第五晶体管的控制端与该第五晶体管的第一端用以接收该触控信号；以及
一第六晶体管，该第六晶体管的第一端耦接于该第五晶体管的第二端，该第六晶体管的第二端耦接于一第二电压源，该第六晶体管的控制端耦接于该第一电路。
7.如权利要求6所述的移位寄存器，其特征在于，该第六晶体管的导通能力大于该第五晶体管的导通能力。
8.一种移位寄存器，其特征在于，包含：
一下拉电路；
一补充电路，与该下拉电路耦接于一第一节点以及一第二节点，该补充电路包含：
一第一晶体管，该第一晶体管的第一端用以接收一触控信号，该第一晶体管的第二端耦接于该第二节点；
一第二晶体管，该第二晶体管的控制端与该第二晶体管的第一端耦接于一第一电压源，该第二晶体管的第二端耦接于一第三节点；
一第三晶体管，该第三晶体管的控制端用以接收该触控信号，该第三晶体管的第一端耦接于该第三节点；
一第四晶体管，该第四晶体管的第一端耦接于该第三晶体管的第二端，该第四晶体管的第二端耦接于一第二电压源，该第四晶体管的控制端耦接于该第一节点；
一第五晶体管，该第五晶体管的控制端与该第五晶体管的第一端用以接收该触控信号，该第五晶体管的第二端耦接于一第四节点；以及
一第六晶体管，该第六晶体管的第二端耦接于该第二电压源，该第六晶体管的控制端耦接于该第三节点，该第六晶体管的第一端与该第一晶体管的控制端耦接于该第四节点；
一输出控制电路，耦接于该第二节点；以及
一输入电路，耦接于该第一节点。
9.如权利要求8所述移位寄存器，其特征在于，当该第一节点为高电压值且该触控信号为高电压值时，该第三晶体管与该第四晶体管导通，使该第三节点的电压值上升，并导通该第六晶体管，使该第四节点的电压值上升，以导通该第一晶体管。
10.如权利要求8所述的移位寄存器，其特征在于，当该第一节点为低电压值或该触控信号为低电压值时，该第三晶体管或该第四晶体管不导通，使该第三节点的电压值不上升，该第六晶体管不导通，并使该第四节点的电压值不上升，该第一晶体管不导通。
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