TWI417847B - 移位暫存器、具有移位暫存器之閘驅動電路與顯示面板，及其方法 - Google Patents

移位暫存器、具有移位暫存器之閘驅動電路與顯示面板，及其方法 Download PDF

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Description

移位暫存器、具有移位暫存器之閘驅動電路與顯示面板，及其方法
本發明係關於一移位暫存器、一包含該移位暫存器之閘驅動電路、一包含該移位暫存器之顯示面板及其方法。更確切言之，本發明係關於一能夠減少一薄膜電晶體("TFT")之漸變失效之移位暫存器、一包含該移位暫存器之閘驅動電路、一包含該移位暫存器之顯示面板及一最小化該移位暫存器中之電晶體失效之方法。
近來，為了降低顯示裝置之製造成本並使邊框(bezel)變薄，其中邊框為圍繞顯示裝置之顯示區域之邊界，一資料驅動積體電路("IC")或閘驅動IC係直接形成於顯示面板上。為於該顯示面板上形成閘驅動IC，需要簡化包含一非晶系矽a－Si薄膜電晶體("TFT")之閘驅動IC的結構。
根據一具有a－Si TFT之習知移位暫存器，一特定節點之電壓係藉由施加相對較高之正電壓至a－Si TFT之一閘電極而維持於一低位準。當長時間施加閘電極與源電極間之相對較高之正電壓Vgs至a－Si TFT之閘電極時，a－Si TFT之臨限電壓Vth變化為約1 V至約15 V，從而導致故障或誤操作。
本發明提供一種能夠防止故障或誤操作發生之移位暫存器。
本發明亦提供一種具有上述移位暫存器之閘驅動電路。
本發明亦提供一種具有上述移位暫存器之顯示面板。
在根據本發明之一移位暫存器之例示性實施例中，該移位暫存器包含複數個級。該等級中之每一者依次產生一輸出訊號。該等級中之每一者包含一緩衝區、一驅動區、一第一充電區及一充電控制區。該緩衝區接收一掃描啟動訊號及一先前級之一輸出訊號之一。當該緩衝區接收該先前級之掃描啟動訊號及輸出訊號之一時，該驅動區產生一當前級之輸出訊號。該第一充電區包含一電連接至該驅動區之第一端子及一電連接至一第一電源電壓之第二端子。該充電控制區將一下一級之輸出訊號施加至第一充電區。
在根據本發明之一閘驅動電路之例示性實施例中，該閘驅動電路包含複數個級。該等級中之每一者依次將一輸出訊號施加至閘極線。該等級中之每一者包含一緩衝區、一驅動區、一第一充電區及一充電控制區。該緩衝區接收一掃描啟動訊號及一先前級之一輸出訊號之一。當該緩衝區接收該掃描啟動訊號及該先前級之輸出訊號之一時，該驅動區產生當前級之輸出訊號。該第一充電區包含一電連接至該驅動區之第一端子及一電連接至一第一電源電壓之第二端子。該充電控制區將一下一級之輸出訊號施加至該第一充電區。
在根據本發明之一顯示面板之例示性實施例中，該顯示面板包含一單元陣列電路及一閘驅動電路。該單元陣列電路係形成於一基板上。該單元陣列電路包含複數條資料線及複數條閘極線。該閘驅動電路係形成於該基板上。該閘驅動電路包含複數個級。該等級中之每一者依次將一輸出訊號施加至閘極線。該等級中之每一者包含一緩衝區、一驅動區、一第一充電區及一充電控制區。該緩衝區接收一掃描啟動訊號及一先前級之一輸出訊號之一。當該緩衝區接收該先前級之掃描啟動訊號及輸出訊號之一時，該驅動區產生一當前級之輸出訊號。該第一充電區包含一電連接至該驅動區之第一端子及一電連接至一第一電源電壓之第二端子。該充電控制區將一下一級之輸出訊號施加至第一充電區。
在一最小化一移位暫存器之一單元級的一放電區中之第一電晶體及一驅動區中之第二電晶體之漸變失效之方法的例示性實施例中，該方法包含：將該第一及該第二電晶體之閘電極連接至一節點；提供一具有互相串聯連接之複數個子電晶體之充電控制區；將該充電控制區中之該等複數個子電晶體中之一最後子電晶體之一源電極連接至該節點；提供一具有互相串聯連接之複數個子電晶體之放電控制區；及將該放電控制區中之該等複數個子電晶體中之一第一子電晶體之一汲電極連接至該節點。
因此，TFT之漸變失效被減小。
應瞭解，可以許多不同方式變化且修改下文所述之本發明之例示性實施例而不背離本文中所揭示之發明原理，且因此，本發明之範疇不限於此等特定下列實施例。相反，提供此等實施例以使此揭示內容更為徹底且全面，且將本發明之觀點以舉例方式完全傳達給熟習此項技術者且不限於此。
在下文中，將參看附圖詳細描述本發明之實施例。全文中，類似數字指代類似元件。
圖1係說明根據本發明之一移位暫存器之一例示性實施例的電路圖，且圖2A至2I係說明圖1中之訊號的時序圖。
參看圖1，一移位暫存器之一單元級100包含一緩衝區110、一輸出充電區120、一電源充電區130、一驅動區140、一放電區150、一放電控制區160及一充電控制區170。該單元級100基於該緩衝區110中接收之一掃描啟動訊號STV或一先前級之一輸出訊號Gn－1輸出一閘訊號(或掃描訊號)。在圖1中，該先前級之輸出訊號係用"Gn－1"表示。應瞭解，一移位暫存器可包含複數個級100。
該緩衝區110包含一第一電晶體TR1。該第一電晶體TR1包含一汲電極、一電連接至該汲電極之閘電極及一電連接至一第一節點N1之源電極。該第一電晶體TR1藉由該汲電極接收該掃描啟動訊號STV或一先前級之輸出訊號Gn－1。
該輸出充電區120包含一輸出電容器Cb。該輸出電容器Cb包含一電連接至該第一節點N1之第一電極及一電連接至當前級之一輸出端子(該輸出端子係電連接至第n條閘極線Gn)之第二電極。在圖1中，該當前級之輸出訊號亦係用"Gn"表示。一寄生電容器可用作該輸出電容器Cb。
該電源充電區130包含一訊框電容器Ccharge。該訊框電容器Ccharge包含一電連接至一第一電源電壓VOFF之第一電極及一電連接至第二節點N2之第二電極。該訊框電容器Ccharge具有一用於儲存一個訊框之電荷的電容量。該訊框電容器Ccharge具有(例如)約1微微法拉(pF)之電容量。
該驅動區140包含一第二電晶體TR2及一第三電晶體TR3。該第二電晶體TR2包含一電連接至該第一節點N1之閘電極、一電連接至該當前級之輸出端子(該輸出端子係電連接至第n條閘極線Gn)之源電極及一電連接至一時脈端子CK之汲電極。該第三電晶體TR3包含一電連接至該當前級之輸出端子(該輸出端子係電連接至第n條閘極線Gn)之汲電極、一電連接至該第二節點N2之閘電極及一電連接至該第一電源電壓VOFF之源電極。
該放電區150包含一第四電晶體TR4。該第四電晶體TR4包含一電連接至該第一節點N1之汲電極、一電連接至該第二節點N2之閘電極及一電連接至該第一電源電壓VOFF之源電極。
該放電控制區160包含一第一電晶體群TG1。該第一電晶體群TG1包含串聯連接之複數個電晶體。如圖所說明的，雖然該第一電晶體群TG1可包含兩個以上的子電晶體，但是該第一電晶體群TG1包含一第一子電晶體及一第二子電晶體。該第一電晶體群TG1之第一子電晶體之汲電極係電連接至該第二節點N2。該第一子電晶體之源電極係電連接至該第二子電晶體之汲電極。該第二子電晶體之源電極係電連接至該第一電源電壓VOFF。該第一電晶體群TG1之該第一及該第二子電晶體之閘電極互相電連接且電連接至該第一節點N1。
該充電控制區170包含一第二電晶體群TG2。該第二電晶體群TG2包含串聯連接之複數個電晶體。如圖所說明的，雖然該第二電晶體群TG2可包含兩個以上的子電晶體，但是該第二電晶體群TG2包含一第一子電晶體及一第二子電晶體。該第一子電晶體之汲電極係電連接至一下一級之輸出訊號Gn+1。該第一子電晶體之源電極係電連接至該第二子電晶體之汲電極。該第二子電晶體之源電極係電連接至該第二節點N2。該第二電晶體群TG2之該第一及該第二子電晶體之閘電極互相電連接且電連接至該第一子電晶體之汲電極，使得施加至該第一子電晶體之汲電極的下一級之輸出訊號Gn+1亦被施加至該第二電晶體群TG2之該第一及該第二子電晶體之閘電極。
該充電控制區170使該下一級之輸出訊號Gn+1降低該第二電晶體群TG2之該等子電晶體之臨限電壓Vth之和的量以將該下一級之經降低輸出訊號Gn+1施加至該第二節點N2。舉例而言，當該第二電晶體群TG2包含n個子電晶體時，電壓降之量變為n×Vth。
該放電控制區160及該充電控制區170使一相應閘極線GLn放電並將該閘極線GLn維持於一關斷位準(off-level)。
當該掃描啟動訊號STV或一先前級之輸出訊號Gn-1處於一高位準時，該輸出電容器Cb被充電，且當該第二節點N2處於一高位準時，該輸出電容器Cb被放電以執行一S-R鎖存操作。
當該輸出電容器Cb經由處於一高位準之該掃描啟動訊號STV或一先前級之輸出訊號Gn－1充電時，施加至該時脈端子CK的第一時脈訊號CKV或第二時脈訊號CKVB藉由該第二電晶體TR2而施加至一顯示面板之一閘極線，該第二電晶體係藉由(諸如)該節點N1之一電壓而打開，且當該第三電晶體TR3藉由該第二節點N2之一電壓而打開時，該閘極線之一電壓被降低為第一電源電壓VOFF。
當該掃描啟動訊號STV或一先前級之輸出訊號Gn－1被施加至第一電晶體TR1時，該第一電晶體群TG1被打開，且因此，該第一電源電壓Voff穿過該第一電晶體群TG1中之該最後子電晶體(例如，如圖所說明的，該第二子電晶體)之源電極及該第一電晶體群TG1中之第一子電晶體之汲電極以將該第二節點N2之電壓降低為該第一電源電壓VOFF，使得該第三及該第四電晶體TR3及TR4經由電連接至該第二節點N2之該第三及該第四電晶體TR3及TR4的閘電極而關斷。因此，該第一節點N1處於一對應該先前級之輸出訊號Gn－1之高位準。
當該第二節點N2處於一低位準時，該第四電晶體TR4被關斷以使該第一節點維持於一低位準。因此，來自該時脈端子CK之時脈訊號被施加至閘極線。又，當該第二節點N2處於一低位準時，該第三電晶體TR3被關斷，使得該閘極線傳輸時脈訊號CK而非第一電源電壓Voff。
施加至閘極線之該當前級之輸出訊號Gn用作下一級之啟動訊號Gn＋1，使得該等第二電晶體群TG2被打開以升高該第二節點N2。因此，該訊框電容器Ccharge被充電。該第二電晶體群TG2可像一二極體一樣運作，使得即使當閘訊號Gn＋1變低時，該第二節點N2仍維持於高位準。
當該第二節點N2處於一高位準時，該第三及該第四電晶體TR3及TR4被打開，使得，該第一節點N1及該輸出訊號Gn因該第三及該第四電晶體TR3及TR4將該第一電源電壓Voff施加至該閘極線Gn及該第一節點N1而降低。該第二節點N2維持一高位準，直至該先前級之閘訊號Gn－1被施加至該第一電晶體TR1之閘電極。
當閘訊號Gn＋1為高時，一電壓Von－(n×Vth)被施加至該第二節點N2，其中Vth表示該第二電晶體群TG2中之該等子電晶體之臨限電壓，且"n"表示該第二電晶體群TG2之該等子電晶體之數目。舉例而言，當該第二電晶體群TG2包含兩個子電晶體時，"n"等於二，當該第二電晶體群TG2包含三個子電晶體時，"n"等於三，等。
參看圖2A至2I，當閘訊號Gn＋1變低時，該第一及該第二電晶體群TG1及TG2中之第一子電晶體係於如下條件中運作：該第一及該第二電晶體群TG1及TG2中之第一子電晶體之閘電極與源電極間之電壓Vgs大體上為0 V，且該第一及該第二電晶體群TG1及TG2中之其餘子電晶體(或第二子電晶體)係於如下條件中運作：該第一及該第二電晶體群TG1及TG2中之其餘子電晶體(或如圖所說明的，第二電晶體)之閘電極與源電極間之電壓Vgs大體上為－Vth。
舉例而言，當該第二電晶體群TG2包含三個子電晶體時，第一子電晶體係於如下條件中運作：該第一子電晶體之閘電極與源電極間之電壓Vgs為0 V，且第二及第三子電晶體係於如下條件中運作：該第二及第三子電晶體之閘電極與源電極間之電壓Vgs為－Vth。
當該第一及該第二電晶體群TG1及TG2包含在負Vgs條件下運作之子電晶體時，儲存於該第二節點N2處之電荷經最小化以減小流經該第一及該第二電晶體群TG1及TG2之洩漏電流，使得該第二節點N2之電壓變得1定。
因此，如圖2A、2F及2I所示，閘極線Gn－1、Gn及Gn＋1之閘訊號被依次發送，如於sync1施加且於sync2結束之閘訊號Gn－1、於sync2施加且於sync3結束之閘訊號Gn及於sync3施加且在與該等閘訊號Gn－1及Gn之跨度相同之時期內結束之閘訊號Gn＋1所說明的。如圖2B及2C中所說明的，該第一及該第二時脈訊號CK及CKB係展示為具有互相相反的相位，其中各個相位之每一高位準及低位準被持續施加與施加閘訊號之時期相同的時期。如圖2D及2E中所示，第n級之節點N1及N2係展示為具有相反的高位準及低位準，該等位準延續一段為一高位準閘訊號或時脈訊號之時間之兩倍的時期。類似地，圖2G及2H說明第(n＋1)級之節點N1及N2延續一段為高位準閘訊號或時脈訊號之時間的兩倍之時期，且亦於第n級之節點N1及N2之高位準或低位準期間中途啟動其高位準或低位準。
圖3A至3B係說明自圖1中之移位暫存器輸出之模擬結果的曲線圖。詳言之，圖3A說明：一施加至一併有該單元級之顯示裝置中之一單元像素之共同電壓Vcom對應該時脈訊號時的當前級之閘訊號Gn及下一級之閘訊號Gn＋1，且圖3B說明：一施加至該單元像素之共同電壓Vcom對應DC電壓時的當前級之閘訊號Gn及下一級之閘訊號Gn＋1。
參看圖3A，當時脈訊號用於該共同電壓Vcom時，脈衝於閘訊號之前及其後產生。
參看圖3B，當DC電壓用於該共同電壓Vcom時，脈衝被減小。
因此，採用DC電壓作為共同電壓Vcom較佳。
當該第一及該第二電晶體群TG1及TG2中之每一者使用兩個子電晶體且施加至該第二節點N2之DC電壓被降低時，可防止該第三及該第四電晶體TR3及TR4之漸變失效。
圖4展示一遭受一漸變失效之電晶體的閘電壓Vg與汲電流id間之關係的曲線圖。在圖4中，第一曲線"1"係自一包含一逐漸遭受長時間(例如，約1小時)施加約20 V之閘電極的TFT獲得，第二曲線"2"係自一包含一逐漸遭受長時間(例如，約1小時)施加約10 V之閘電極的TFT獲得，且第三曲線"3"係自一包含一逐漸遭受長時間(例如，約1小時)施加約5 V之閘電極的TFT獲得。第四曲線"4"係自一包含一不遭受DC電壓施加之閘電極的TFT獲得。
參看圖4，如第三曲線"3"所示，當約5 V之DC電壓被施加至一閘電極時，流過一約3.55×10－ 4 A之汲電流id。另一方面，如第一曲線"1"所示，當約20 V之DC電壓被施加至一閘電極時，流過一約5.22×10－ 5 A之汲電流id。因此，對應於5 V DC電壓之汲電流id約為對應於20 V之汲電流id的6.8倍。
該結果展示：當放電控制區160及充電控制區170中之每一者包含互相串聯電連接之複數個子電晶體時，該第三及該第四電晶體TR3及TR4之漸變失效被減小。
圖5係說明根據本發明之一移位暫存器之另一例示性實施例的電路圖。
參看圖5，一移位暫存器之一單元級200包含一緩衝區210、一輸出充電區120、一電源充電區130、一驅動區140、一放電區150、一放電控制區260及一充電控制區170。該單元級200基於一掃描啟動訊號STV或一先前級之輸出訊號Gn－1輸出一閘訊號(或掃描訊號)。除該緩衝區210及該放電控制區260外，此實施例之單元級200大體上與圖1中所說明之例示性實施例相同。因此，相同參考數字被用來指代與圖1中所說明之例示性實施例中所描述之彼等部件相同或類似的部件，且省略關於上述元件之任何進一步解釋。
該緩衝區210包含一第一電晶體TR1，該第一電晶體TR1包含一電連接至一第三節點N3之閘電極、一電連接至該閘電極之汲電極及一電連接至該第一節點N1之源電極。一掃描啟動訊號或一先前閘訊號(一先前級之輸出訊號)Gn－1被施加至該第一電晶體TR1之閘電極及汲電極。
該放電控制區260包含一具有串聯連接之複數個子電晶體之第一電晶體群TG1。如圖所說明的，雖然可於該第一電晶體群TG1內提供兩個以上的子電晶體，但是該第一電晶體群TG1包含(例如)一第一子電晶體及一第二子電晶體。該第一電晶體群TG1之該第一子電晶體之汲電極係電連接至該第二節點N2。該第一電晶體群TG1之該第一子電晶體之源電極係電連接至該第二子電晶體之汲電極。該第二子電晶體之源電極係電連接至第一電源電壓Voff。該第一及該第二子電晶體之閘電極係連接至第三節點N3，且亦可如圖所示地互相電連接。因此，此實施例不同於先前實施例之處在於：該第一及該第二子電晶體之閘電極係連接至第三節點N3而非如單元級100中所示地連接至該第一節點N1。
圖6係說明根據本發明之一移位暫存器之又一例示性實施例的電路圖。
參看圖6，一移位暫存器之一單元級300包含一緩衝區310、一輸出充電區120、一電源充電區130、一驅動區140、一放電區150、一放電控制區360及一充電控制區370。該單元級300基於一掃描啟動訊號STV或一先前級之輸出訊號Gn－1輸出一閘訊號(或掃描訊號)。除該緩衝區310、該放電控制區360及該充電控制區370外，此實施例之單元極300大體上與圖5中所說明之例示性實施例相同。因此，相同參考數字被用來指代與相對於圖5描述之單元級200中所描述之彼等部件相同或類似的部件，且省略關於上述元件之任何進一步解釋。
該緩衝區310包含一第一電晶體TR1。類似於單元級100之緩衝區110，該第一電晶體TR1包含一汲電極、一電連接至該汲電極之閘電極及一電連接至該第一節點N1之源電極。一先前級之輸出訊號Gn－1被施加至該第一電晶體TR1之汲電極及閘電極。
該放電控制區360包含一第一電晶體群TG1。該第一電晶體群TG1包含串聯連接之複數個電晶體。如圖所說明的，雖然可於該第一電晶體群TG1內使用兩個以上的子電晶體，但是該第一電晶體群TG1包含(例如)一第一子電晶體及一第二子電晶體。該第一電晶體群TG1之該第一子電晶體之汲電極係電連接至該第二節點N2。該第一子電晶體之源電極係電連接至該第一電晶體群TG1中之該第二子電晶體之汲電極。該第二子電晶體之源電極係電連接至第一電源電壓VOFF。該第一電晶體群TG1之該第一及該第二子電晶體之閘電極係連接至第三節點N3，且如圖所示，該等閘電極亦可互相電連接。
該充電控制區370包含一第二電晶體群TG2。該第二電晶體群TG2包含串聯連接之複數個電晶體。如圖所說明的，雖然該第二電晶體群TG2可包含兩個以上的的子電晶體，但是該第二電晶體群TG2包含(例如)一第一子電晶體及一第二子電晶體。一第一子電晶體之汲電極係電連接至第二源電壓Von。該第一子電晶體之源電極係電連接至該第二子電晶體之汲電極。該第二子電晶體之源電極係電連接至該第二節點N2。該第二電晶體群TG2之該第一及該第二子電晶體之閘電極互相電連接，且下一級之輸出訊號Gn＋1被施加至該第一及該第二子電晶體之閘電極。因此，若該第二電晶體群TG2之該第一及該第二子電晶體係經由其各自的閘電極接收下一級之輸出訊號Gn＋1之一高位準而打開，則該第二電晶體群TG2將該第二源電壓Von施加至該第二節點N2。
圖7係說明根據本發明之一移位暫存器之又一例示性實施例的電路圖。
參看圖7，一移位暫存器之一單元級400包含一緩衝區410、一輸出充電區120、一電源充電區130、一驅動區140、一放電區150、一放電控制區460及一充電控制區470。該單元級400基於一掃描啟動訊號STV或一先前級之輸出訊號Gn－1輸出一閘訊號(或掃描訊號)。除該緩衝區410、該放電控制區460及該充電控制區470外，此實施例之單元極400大體上與圖1中所說明之例示性實施例相同。因此，相同參考數字被用來指代與如圖1中所說明之例示性實施例中所描述之彼等部件相同或類似的部件，且省略關於上述元件之任何進一步解釋。
該緩衝區410包含一第一電晶體TR1，該第一電晶體TR1包含一電連接至一第三節點N3之閘電極、一電連接至該閘電極之汲電極及一電連接至該第一節點N1之源電極。一掃描啟動訊號或一先前閘訊號(一先前級之輸出訊號)Gn－1被施加至該第一電晶體TR1之閘電極及汲電極。
該放電控制區460包含一具有串聯連接之複數個子電晶體之第一電晶體群TG1。如圖所說明的，雖然該第一電晶體群TG1可包含兩個以上的子電晶體，但是該第一電晶體群TG1包含(例如)一第一子電晶體及一第二子電晶體。該第一電晶體群TG1之該第一子電晶體之汲電極係電連接至該第二節點N2。該第一電晶體群TG1之該第一子電晶體之源電極係電連接至該第二子電晶體之汲電極。該第二子電晶體之源電極係電連接至第一電源電壓Voff。該第一及該第二子電晶體之閘電極係連接至第三節點N3，且亦可如圖所示地互相電連接。
該充電控制區470包含一第二電晶體群TG2。該第二電晶體群TG2包含串聯連接之複數個電晶體。雖然該第二電晶體群TG2可包含兩個以上的子電晶體，但是該第二電晶體群TG2包含(例如)一第一子電晶體及一第二子電晶體。該第一子電晶體之汲電極係電連接至一第二源電壓Von。該第一子電晶體之源電極係電連接至該第二子電晶體之汲電極。該第二子電晶體之源電極係電連接至該第二節點N2。該第二電晶體群TG2之該第一及該第二子電晶體之閘電極互相電連接，且下一級之輸出訊號Gn＋1被施加至該第一及該第二子電晶體之閘電極。因此，若該第二電晶體群TG2之該第一及該第二子電晶體係經由其各自的閘電極接收下一級之輸出訊號Gn＋1之一高位準而打開，則該第二電晶體群TG2將該第二源電壓Von施加至該第二節點N2。
圖8係說明根據本發明之一閘驅動電路之一例示性實施例的方塊圖。該閘驅動電路可應用於一液晶顯示("LCD")裝置。
參看圖8，一閘驅動電路包含一移位暫存器。該移位暫存器包含複數個級SRC11、SRC12、...、SRC1N及SRC1D。該等級SRC11、SRC12、...、SRC1N對應閘極線G1、G2、...、GN。級SRC1D對應一虛設級(dummy stage)。該等級中之每一者包含一第一輸入端子IN1、一第二輸入端子IN2、一輸出端子OUT、一時脈端子CK及一第一電壓源輸入端子VOFF。第m級SRC1m之輸出端子OUT係電連接至第(m＋1)級SRC1m＋1之第一輸入端子IN1且電連接至第(m－1)級SRC1m－1之第二輸入端子IN2。
一掃描啟動訊號STV被施加至第一級SRC11之第一輸入端子IN1。該掃描啟動訊號STV係自一與一垂直同步訊號Vsync同步之外部圖形控制器輸出。
該等級SRC11、SRC12、...、SRC1N將輸出訊號分別施加至形成於一陣列基板上之閘極線G1、G2...、GN。一第一時脈訊號CKV被施加至奇數號級SRC11、SRC13、...、SRC1N－1以及虛擬終端SRC1D之時脈端子CK。一第二時脈訊號CKVB被施加至偶數號級SRC12、SRC14、...、SRC1N之時脈端子CK。如圖2B及2C中所說明，該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB具有互相相反的相位。該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB之工作時間可約為16.6/N[ms]。
對應一控制訊號之第m級SCR1m之輸出訊號被施加至第(m－1)級SRC1m－1之第二輸入端子IN2。
因此，該等級SRC11、SRC12、...、SRC1N中之每一者依次將輸出訊號施加至該等閘極線。
最後級SRC1N要求將一控制訊號施加至該最後級SRC1N之第二輸入端子IN2，因此該移位暫存器包含該虛設級SRC1D以將該控制訊號施加至該最後級SRC1N之第二輸入端子IN2。
如先前所述，該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB具有互相相反的相位。或者，該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB可具有一(諸如)90度、270度等的相位差。此外，該移位暫存器之該等級被劃分為兩個級組，其包含具有施加之第一時脈訊號CKV之奇數號級及具有施加之第二時脈訊號CKVB之偶數號級。或者，該等級可被劃分為兩個以上的組。
如上所述，根據本發明，使閘極線放電或將其維持於一穩定電壓之節點係電連接至電路中之另一節點，使得該節點維持一相對較低之電壓。
當一高電壓被施加至電晶體時，臨限電壓Vth在約1 V至約15 V之範圍內變化，使得該電晶體遭受漸變失效。因此，當該相對較低之電壓被施加至該電連接至電晶體之節點時，可防止該電晶體之漸變失效。
圖9係說明根據本發明之一閘驅動電路之另一例示性實施例的方塊圖。該閘驅動電路可應用於一LCD裝置。
參看圖9，一閘驅動電路包含一移位暫存器。該移位暫存器包含複數個級SRC21、SRC22、...、SRC2N、SRC2D。該等級SRC21、SRC22、...、SRC2N對應閘極線G1、G2、...、GN。級SRC2D對應一虛設級。該等級SRC21、SRC22、...、SRC2N、SRC2D中之每一者包含一第一輸入端子IN1、一第二輸入端子IN2、一輸出端子OUT、一第一時脈端子CK1、一第二時脈端子CK2及一第一電壓源輸入端子VOFF。第m級SRC2m之輸出端子OUT係電連接至第(m＋1)級SRC2m＋1之第一輸入端子IN1且電連接至第(m－1)級SRC2m－1之第二輸入端子IN2。
一掃描啟動訊號STV被施加至第一級SRC21之第一輸入端子IN1。該掃描啟動訊號STV係自一與一垂直同步訊號Vsync同步之外部圖形控制器輸出。
該等級SRC21、SRC22、...、SRC2N將輸出訊號分別施加至形成於一陣列基板上之閘極線G1、G2...、GN。一第一時脈訊號CKV及一第二時脈訊號CKVB分別被施加至奇數號級SRC21、SRC23、...、SRC2N－1、SRC2D之第一及第二時脈端子CK1及CK2。該第一時脈訊號CKV及該第二時脈訊號CKVB分別被施加至偶數號級SRC22、SRC24、...、SRC2N之第二及第一時脈端子CK2及CK1。如圖2B及2C所說明的，該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB具有互相相反的相位。該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB之工作時間可約為16.6/N[ms]。
對應一控制訊號之第m級SCR2m之輸出訊號被施加至第(m－1)級SRC2m－1之第二輸入端子IN2。
因此，該等級SRC21、SRC22、...、SRC2N中之每一者依次將輸出訊號施加至該等閘極線。
最後級SRC2N要求將一控制訊號施加至該最後級SRC2N之第二輸入端子IN2，因此該移位暫存器包含一額外的虛設級SRC2D以將該控制訊號施加至該最後級SRC2N之第二輸入端子IN2。
如先前所述，該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB具有互相相反的相位。或者，該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB可具有一(例如)90度、270度等的相位差。
圖10係說明根據本發明之一閘驅動電路之又一例示性實施例的方塊圖。該閘驅動電路可應用於一LCD裝置。
參看圖10，一閘驅動電路包含一移位暫存器。該移位暫存器包含一電路區CS及一線區LS。該電路區CS包含複數個級SRC1、SRC2、...、SRCn、SRCn＋1，其中"n"為一奇數。該等級SRC1、SRC2、...、SRCn對應閘極線GL1、GL2、...、GLn。級SRCn＋1對應一虛設級。該線區LS包含可大體上垂直於該等閘極線GL1、GL2、...、GLn延伸之複數條線。
該等級SRC1、SRC2、...、SRCn、SRCn＋1中之每一者包含一第一輸入端子IN1、一第二輸入端子IN2、一輸出端子OUT、一第一時脈端子CK1、一第二時脈端子CK2、一接地電壓端子V1及一重設端子RE。
一第一時脈訊號CKV及一第二時脈訊號CKVB被分別施加至奇數號級SRC1、SRC3、...、SRCn＋1之第一及第二時脈端子CK1及CK2。一第一時脈訊號CKV及一第二時脈訊號CKVB被分別施加至偶數號級SRC2、SRC4、...、SRCn之第二及第一時脈端子CK2及CK1。舉例而言，如圖2B及2C中所說明的，該第一及該第二時脈訊號CKV及CKVB具有互相不同的相位。
一掃描啟動訊號STV被施加至第一級SRC1之第一輸入端子IN1。該掃描啟動訊號STV係自一與一垂直同步訊號Vsync同步之外部圖形控制器輸出。
第m級SRCm之輸出端子OUT係電連接至第(m＋1)級SRCm＋1之第一輸入端子IN1且電連接至第(m－1)級SRCm－1之第二輸入端子IN2。
最後級SRCn要求將一控制訊號施加至最後級SRCn之第二輸入端子IN2，因此該移位暫存器包含一額外的虛設級SRCn＋1以將該控制訊號施加至最後級SRCn之第二輸入端子IN2。另外，一接地電壓VSS被施加至該等級SRC1、SRC2、...、SRCn、SRCn＋1之接地電壓端子V1，且虛設級SRCn＋1之輸出訊號被施加至該等級SRC1、SRC2、...、SRCn之重設端子RE。
該第一時脈訊號CKV係藉由奇數號級SRC1、SRC3、...、SRCn＋1之輸出端子OUT輸出，且該第二時脈訊號CKVB係藉由偶數號級SRC2、SRC4、...、SRCn之輸出端子OUT輸出。
該等級SRC1、SRC2、...、SRCn依次分別將輸出訊號施加至形成於一陣列基板上之閘極線G1、G2、...、Gn。
線區LS鄰近於該電路區CS。該線區LS包含一啟動訊號線SL1、一第一時脈線SL2、一第二時脈線SL3、一接地電壓線SL4及一重設線SL5。該啟動訊號線SL1、該第一時脈線SL2、該第二時脈線SL3、該接地電壓線SL4及該重設線SL5大體上互相平行。
該重設線SL5係最接近該電路區CS定位。該接地電壓線SL4係鄰近於該重設線SL5定位且定位於該重設線SL5與該第二時脈線SL3之間。該第二時脈線SL3係鄰近於該接地電壓線SL4定位且定位於該接地電壓線SL4與該第一時脈線SL2之間。該第一時脈線SL2係鄰近於該第二時脈線SL3定位且定位於該第二時脈線SL3與該啟動訊號線SL1之間。該啟動訊號線SL1係鄰近於該第一時脈線SL2定位。
該掃描啟動訊號STV係經由該啟動訊號線SL1而施加至第一級SRC1之第一輸入端子IN1及最後級SRCn＋1之第二輸入端子IN2。
該第一時脈訊號CKV係經由該第一時脈線SL2而施加至該等奇數號級SRC1、SRC3、...、SRCn＋1之第一時脈端子CK1及該等偶數號級SRC2、SRC4、...、SRCn之第二時脈端子CK2。
該第二時脈訊號CKVB係經由該第二時脈線SL3而施加至該等奇數號級SRC1、SRC3、...、SRCn＋1之第二時脈端子CK2及該等偶數號級SRC2、SRC4、...、SRCn之第一時脈端子CK1。
該接地電壓VSS係經由該接地電壓線SL4而施加至該等級SRC1、SRC2、...、SRCn、SRCn＋1之接地電壓端子V1。
一自最後級SRCn＋1輸出之重設訊號係經由該重設線SL5而施加至該等級SRC1、SRC2、...、SRCn、SRCn＋1之重設端子RE。
在下文中，將描述一包含一具有a－Si TFT之閘驅動電路(或移位暫存器)的液晶顯示("LCD")面板。
圖11係說明根據本發明之一LCD面板之一例示性實施例的方塊圖。詳言之，圖11說明一a－Si TFT LCD面板之陣列基板。
參看圖11，一陣列基板500包含一單元陣列電路510、一資料驅動電路520、第一資料終端群522、一第二資料終端群524、一閘驅動電路530及一閘極端子532。該資料驅動電路520、該第一資料終端群522、該第二資料終端群524、該閘驅動電路530及該閘極端子532可經由一製造該單元陣列電路510之TFT之過程形成。該閘驅動電路530對應圖8、圖9及圖10中所說明之例示性移位暫存器中之任一者。該等移位暫存器可使用圖1、圖5、圖6及圖7中所說明之例示性單元級中之任一者。
一資料驅動晶片518係形成於一可撓性印刷電路("FPC")516上。該資料驅動晶片518係經由該FPC 516而電連接至該陣列基板500之電路。該FPC 516將一資料驅動訊號、一資料時序訊號、一閘時序訊號及一閘訊號施加至該陣列基板500之資料驅動電路520及閘驅動電路530。
該單元陣列電路510包含m條資料線DL1、DL2、...、DLm及n條閘極線GL1、GL2、...、GLn。該等資料線DL1、DL2、...、DLm中之每一者及該等閘極線GL1、GL2、...、GLn中之每一者大體上互相垂直。
該單元陣列510包含排列成一矩陣形狀之複數個TFT。該等TFT中之每一者包含一電連接至該等閘極線GL1、GL2、...、GLn之一的閘電極、一電連接至該等資料線DL1、DL2、...、DLm之一的源電極及一電連接至一像素電極PE的汲電極。一液晶("LC")層係安置於該像素電極PE與一彩色濾光片基板之共同電極CE之間。
當資料電壓被施加至該像素電極PE時，該像素電極PE與該共同電極CE之間產生電場以改變該LC層中之液晶分子之排列。因此，光透射率被改變以顯示一影像。
該資料驅動電路520包含一移位暫存器426及n個開關電晶體SWT。該等n個開關電晶體SWT經分組為八個資料線區塊BL1、BL2、...、BL8。因此，該等資料線區塊BL1、BL2、...、BL8中之每一者包含n/8個開關電晶體SWT。
又，該等資料線區塊BL1、BL2、...、BL8中之每一者包含n/8個資料輸入端子及n/8個輸出端子，該等資料輸入端子分別被電連接至包含n/8個端子之第二資料終端群524，且該等輸出端子各自分別被電連接至一包含n/8條資料線之資料線群。
該等開關電晶體SWT中之每一者包含複數個a－Si TFT，該等a－Si TFT具有一電連接至資料線DL1、DL2、...、DLm之一的源電極、一電連接至該等資料輸入端子之一的汲電極及一電連接至閘區塊選擇端子之一的閘電極。
因此，m條資料線DL1、DL2、...、DLm被劃分為八個區塊，且該移位暫存器426依次選擇該等區塊。
該移位暫存器426經由該第一資料終端群522接收該第一時脈訊號CKV、該第二時脈訊號CKVB及該掃描啟動訊號STV。該移位暫存器426之輸出端子係電連接至該等閘區塊選擇端子。
因此，如所述的，僅出於例示之目的，該LCD面板使用該閘驅動電路。或者，該閘驅動電路可為諸如(但不限於)有機發光二極體("OLED")之其它顯示面板所使用。
根據本發明，一級之節點(其使一閘極節點放電或使該閘極節點穩定地維持於閘關(gate off)電壓位準)係電連接至該級中之一節點，使得可維持一相對較低之電壓以防止TFT之漸變失效。
雖然已描述本發明之例示性實施例及其優點，但是應注意，可在本文中作出各種改變、替代及變更，而不會背離如附加申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇。此外，術語"第一"、"第二"等的使用並不指示任何順序或重要性，而是使用該等術語"第一"、"第二"等以分開一個元件與另一元件區。而且，術語"一"等的使用並不指示數目之限制，而是指示存在所引用項目中之至少一者。
100、200、300、400．．．單元級
110、210、310、410．．．緩衝區
120．．．輸出充電區
130．．．電源充電區
140．．．驅動區
150．．．放電區
160、260、360、460．．．放電控制區
170、370、470．．．充電控制區
426．．．移位暫存器
500．．．陣列基板
510．．．單元陣列電路
516．．．可撓性印刷電路("FPC")
518．．．資料驅動晶片
520．．．資料驅動電路
522．．．第一資料終端群
524．．．第二資料終端群
530．．．閘驅動電路
532．．．閘極端子
圖1係說明根據本發明之一移位暫存器之一例示性實施例的電路圖；圖2A至2I係說明圖1中之訊號的時序圖；圖3A及3B係說明自圖1中之移位暫存器輸出之模擬結果的曲線圖；圖4展示說明一遭受漸變失效之電晶體之閘電壓與汲電流間之關係的曲線圖；圖5係說明根據本發明之一移位暫存器之另一例示性實施例的電路圖；圖6係說明根據本發明之一移位暫存器之又一例示性實施例的電路圖；圖7係說明根據本發明之一移位暫存器之又一例示性實施例的電路圖；圖8係說明根據本發明之一閘驅動電路之一例示性實施例的方塊圖；圖9係說明根據本發明之一閘驅動電路之另一例示性實施例的方塊圖；圖10係說明根據本發明之一閘驅動電路之又一例示性實施例的方塊圖；圖11係說明根據本發明之一液晶面板之一例示性實施例的方塊圖。
100．．．單元級
110．．．緩衝區
120．．．輸出充電區
130．．．電源充電區
140．．．驅動區
150．．．放電區
160．．．放電控制區
170．．．充電控制區

Claims (32)

  1. 一種包含複數個級之移位暫存器，該等級中之每一者依次產生一輸出訊號，該等級中之每一者包括：一緩衝區，其接收一掃描啟動訊號及一先前級之一輸出訊號之一；一驅動區，當該緩衝區接收該掃描啟動訊號及一先前級之該輸出訊號之一時，其產生一當前級之輸出訊號；一第一充電區，其包含一電連接至該驅動區之第一端子及一電連接至一第一電源電壓之第二端子；及一充電控制區，其將一下一級之輸出訊號施加至該第一充電區，其中該第一充電區包含一具有該第一及該第二端子之訊框電容器。
  2. 如請求項1之移位暫存器，其中該第一電源電壓為一關斷電壓。
  3. 如請求項1之移位暫存器，其進一步包括一第二充電區，當該先前級之該輸出訊號被施加至該緩衝區時，該第二充電區將該先前級之該輸出訊號充電。
  4. 如請求項3之移位暫存器，其中該第二充電區包含一輸出電容器。
  5. 如請求項4之移位暫存器，其中該輸出電容器為一寄生電容器。
  6. 如請求項3之移位暫存器，其中該第二充電區包含一第一端子及一第二端子，該第一端子係經由一待由該掃描啟 動訊號及該先前級之該輸出訊號之一充電之第一節點而電連接至該緩衝區，且該第二端子係電連接至該當前級之一輸出端子。
  7. 如請求項1之移位暫存器，其進一步包含一放電區，該放電區將該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一放電。
  8. 如請求項7之移位暫存器，其進一步包含一放電控制區，該放電控制區基於該掃描啟動訊號、該先前級之該輸出訊號及儲存於一第二充電區中之電荷之一控制該放電區。
  9. 如請求項8之移位暫存器，其中當該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一被施加至該放電控制區時，該放電控制區被打開，且當該放電控制區打開時，該放電控制區降低該第一充電區之一電壓。
  10. 如請求項8之移位暫存器，其中該放電控制區包含串聯連接之複數個電晶體。
  11. 如請求項10之移位暫存器，其中該放電控制區之該等電晶體之閘電極係連接至該第二充電區，該放電控制區中之一第一電晶體之一汲電極係電連接至該第一充電區，且該放電控制區中之一最後電晶體之一源電極係電連接至該第一電源電壓。
  12. 如請求項10之移位暫存器，其中該先前級之該輸出訊號被施加至該放電控制區之該等電晶體之閘電極，該放電控制區之一第一電晶體之一汲電極係電連接至該第一充 電區，且該放電控制區之一最後電晶體之一源電極係電連接至該第一電源電壓。
  13. 如請求項1之移位暫存器，其中，當該下一級之該輸出訊號被施加至該充電控制區時，該充電控制區被打開且將該第一充電區充電至一高位準。
  14. 如請求項13之移位暫存器，其中該充電控制區維持該高位準，直至該先前級之該輸出訊號被施加至該緩衝區。
  15. 如請求項13之移位暫存器，其中該充電控制區包括串聯連接之複數個電晶體。
  16. 如請求項15之移位暫存器，其中該充電控制區之該等電晶體之閘電極係連接至該充電控制區中之一第一電晶體之一汲電極且接收該下一級之該輸出訊號，且該充電控制區中之一最後電晶體之一源電極係電連接至該第一充電區。
  17. 如請求項15之移位暫存器，其中由該充電控制區接收之該下一級之該輸出訊號被施加至該充電控制區之該等電晶體之閘電極，該充電控制區之一第一電晶體之一汲電極係電連接至一第二源電壓，且該充電控制區之一最後電晶體之一源電極係電連接至該第一充電區。
  18. 如請求項1之移位暫存器，其中該等級中之每一者進一步包括：一第二充電區，其經由一待由該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一充電之第一節點而電連接至該緩衝區；該第一充電區，其經由一第二節點而電連接至該驅動區及該充電控制區；及該充電控制區，當該第 一節點處於一高位準時，其將該第二節點維持於一低位準。
  19. 如請求項1之移位暫存器，其中該第一充電區係經由一節點而電連接至該驅動區及該充電控制區，且該充電控制區使該節點之一電壓降低了串聯連接之該等電晶體之臨限電壓之和以將該節點之該電壓用於一偏壓訊號。
  20. 如請求項1之移位暫存器，其中當該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一被施加至該緩衝區時，該驅動區基於一第一時脈訊號及一第二時脈訊號之一產生該輸出訊號。
  21. 如請求項20之移位暫存器，其中該等複數個級包含偶數號級及奇數號級，該等偶數號級基於該第二時脈訊號產生該輸出訊號，且該等奇數號級基於該第一時脈訊號產生該輸出訊號。
  22. 一種包括複數個級之閘驅動電路，該等級中之每一者依次將一輸出訊號施加至閘極線，該等級中之每一者包括：一緩衝區，其接收一掃描啟動訊號及一先前級之一輸出訊號之一；一驅動區，當該緩衝區接收該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一時，其產生一當前級之輸出訊號；一第一充電區，其包含一電連接至該驅動區之第一端子及一電連接至一第一電源電壓之第二端子；一充電控制區，其將一下一級之輸出訊號施加至該第一充電區； 一第二充電區，當該先前級之該輸出訊號被施加至該緩衝區時，該第二充電區將該先前級之該輸出訊號充電；一放電區，其使該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一放電；及一放電控制區，其基於該掃描啟動訊號、該先前級之該輸出訊號及儲存於該第二充電區中之電荷之一控制該放電區。
  23. 如請求項22之閘驅動電路，其中該放電控制區包含串聯連接之複數個電晶體，該等電晶體之閘電極係連接至該第二充電區，該放電控制區中之一第一電晶體之一汲電極係電連接至該第一充電區，且該放電控制區中之一最後電晶體之一源電極係電連接至該第一電源電壓。
  24. 如請求項22之閘驅動電路，其中該放電控制區包含串聯連接之複數個電晶體，該先前級之該輸出訊號被施加至該等電晶體之閘電極，該放電控制區中之一第一電晶體之一汲電極係電連接至該第一充電區，且該放電控制區中之一最後電晶體之一源電極係電連接至該第一電源電壓。
  25. 如請求項22之閘驅動電路，其中該充電控制區包含串聯連接之複數個電晶體，該等電晶體之閘電極係電連接至該充電控制區中之一第一電晶體之一汲電極且接收該下一級之該輸出訊號，且該充電控制區中之一最後電晶體之一源電極係電連接至該 第一充電區。
  26. 如請求項22之閘驅動電路，其中該放電控制區包含串聯連接之複數個電晶體，該先前級之該輸出訊號被施加至該等電晶體之該等閘電極，該放電控制區中之一第一電晶體之一汲電極係電連接至一第二源電壓，且該放電控制區中之一最後電晶體之一源電極係電連接至該第一充電區。
  27. 一種顯示面板，其包括：一形成於一基板上之單元陣列電路，該單元陣列電路包含複數條資料線及複數條閘極線；及一形成於該基板上之閘驅動電路，該閘驅動電路包括複數個級，該等級中之每一者依次將一輸出訊號施加至該等閘極線，該等級中之每一者包括：一緩衝區，其接收一掃描啟動訊號及一先前級之一輸出訊號之一；一驅動區，當該緩衝區接收該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一時，其產生一當前級之輸出訊號；一第一充電區，其包含一電連接至該驅動區之第一端子及一電連接至一第一電源電壓之第二端子；一充電控制區，其將一下一級之輸出訊號施加至該第一充電區；一第二充電區，當該先前級之該輸出訊號被施加至該緩衝區時，該第二充電區將該先前級之該輸出訊號充 電；一放電區，其使該掃描啟動訊號及該先前級之該輸出訊號之一放電；及一放電控制區，其基於該掃描啟動訊號、該先前級之該輸出訊號及儲存於該第二充電區中之電荷之一控制該放電區。
  28. 如請求項27之顯示面板，其中該單元陣列電路包括：一電連接至該等資料線之一及該等閘線之一之開關裝置；及一液晶電容器，其包含一電連接至該開關裝置之像素電極及一施加了一DC電壓之共同電極。
  29. 一種最小化一第一電晶體及一第二電晶體之漸變失效之方法，該第一電晶體位於一移位暫存器之一單元級的一放電區及該第二電晶體位於一驅動區中，該方法包括：將該第一及該第二電晶體之閘電極連接至一節點；提供一具有互相串聯連接之複數個子電晶體之充電控制區；將該充電控制區中之該等複數個子電晶體中之一最後子電晶體之一源電極連接至該節點；提供一具有互相串聯連接之複數個子電晶體之放電控制區；及將該放電控制區中之該等複數個子電晶體中之一第一子電晶體之一汲電極連接至該節點。
  30. 如請求項29之方法，其進一步包括：電連接該節點與一 第一電源電壓之間的一充電區。
  31. 如請求項29之方法，其進一步包括：使來自該充電控制區之一輸出訊號降低該充電控制區中之該等子電晶體之臨限電壓之和的量且將一經降低之輸出訊號施加至該節點。
  32. 如請求項29之方法，其進一步包括：將一掃描啟動訊號及一先前級之一輸出訊號之一施加至該放電控制區，打開該放電控制區中之該等子電晶體，及使該節點之一電壓降低至一第一電源電壓。
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