TWI473059B - 移位暫存器電路 - Google Patents

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Description

移位暫存器電路
本發明係關於一種移位暫存器電路，尤指一種可應用於觸控顯示裝置的移位暫存器電路。
液晶顯示裝置具有輕薄短小的優點，已逐漸取代傳統體積龐大之陰極射線管(cathode ray tube,CRT)顯示器，而廣泛地應用在各類型電子產品。隨著電子產品的尺寸的微型化，產品上已無足夠空間容納如鍵盤、滑鼠等傳統輸入裝置，因此結合觸控輸入與顯示功能的觸控顯示裝置(touch display device)目前廣泛被應用於各式產品上。觸控顯示裝置種類繁多，依據其觸控感應原理主要分為電阻式、電容式、超音波式以及紅外線感測式等，其中電容式觸控技術之運作原理係於人體或觸控筆與觸控面板接觸時，根據所感測到的電容變化以得出觸控位置。
在液晶顯示裝置中，為了能夠顯示畫面，通常設置有來驅動掃描線的閘極驅動器(gate driver)和用來驅動資料線的源極驅動器(Source Driver)，其中閘極驅動器主要是由移位暫存器電路(shift register circuit)所構成。為了降低成本並簡化製造流程，有一種作法是將移位暫存器電路利用半導體製 程直接製作在玻璃基板上。如此一來，就可以節省閘極驅動晶片的成本，這也就是所謂的陣列基板行驅動技術(GOA,gate driver on array)。
然而，現行應用陣列基板行驅動技術的移位暫存器電路並無法同時滿足顯示和觸控的需求。因而，迄今為止，熟悉此技藝者無不窮其努力找尋其解決之道，以改善上述之問題。
有鑒於此，本發明提出一種適用於觸控顯示面板的移位暫存器電路，藉以同時滿足顯示和觸控的需求。
本發明提供一種移位暫存器電路，包含一上拉控制電路，用以提供一上拉控制訊號；一第一上拉電路，用以根據該上拉控制訊號和一第二時脈訊號提供一感測驅動訊號；一第二上拉電路，用以根據該第一時脈訊號、該上拉控制訊號和一第二時脈訊號提供一閘極驅動訊號；一第一下拉控制電路，用以輸出一第一下拉控制訊號；一第一下拉電路，用以根據該第一下拉控制訊號下拉該上拉控制訊號、該感測驅動訊號和該閘極驅動訊號；和一主下拉電路，用以下拉該閘極驅動訊號。
基於上述，根據本申請案所揭露的移位暫存器電路，第二上拉電路係根據該第一時脈訊號、該上拉控制訊號和一第二時脈訊號提供一閘極驅動訊號，因此藉由調整時脈 訊號就可以調整所輸出的訊號寬度，不需要增加額外的控制訊號及線路，可以減省面板走線所佔的面積。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
100‧‧‧移位暫存器
200‧‧‧移位暫存器電路
201‧‧‧上拉控制電路
203‧‧‧第一上拉電路
2105‧‧‧第二上拉電路
207‧‧‧第一下拉控制電路
209‧‧‧第一下拉電路
211‧‧‧主下拉電路
213‧‧‧第二下拉控制電路
215‧‧‧第二下拉電路
300‧‧‧移位暫存器電路
301‧‧‧上拉控制電路
HC1~H6‧‧‧時脈訊號
LC1~LC2‧‧‧低頻訊號
G(n)‧‧‧閘極驅動訊號
S(n)‧‧‧感測驅動訊號
Q(n)‧‧‧上拉控制訊號
第1圖係為根據本發明一實施例之移位暫存器之系統方塊示意圖。
第2圖係為根據本發明一實施例之移位暫存器電路之電路圖。
第3圖係為根據本發明一實施例之移位暫存器電路之電路圖。
第4圖，係為本發明所揭露之移位暫存器的驅動波形圖。
第5圖，係為本發明所揭露之移位暫存器的驅動波形圖。
第6圖，係為本發明所揭露之移位暫存器的驅動波形圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明 之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參考第1圖，其係為根據本發明一實施例之移位暫存器之系統方塊示意圖。該移位暫存器包含了多級互相串接的移位暫存器電路SR1~SRn，該些移位暫存器電路SR1~SRn接收複數個時脈訊號HC1、HC2、HC3、HC4、HC5、HC6，複數個低頻訊號LC1、LC2和複數個低電壓位準訊號Gn_Vss、Sn_Vss，並據以輸出閘極驅動訊號G(n)和感測驅動訊號S(n)。
請參考第2圖，其係為根據本發明一實施例之移位暫存器電路200之電路圖。移位暫存器電路200包含一上拉控制電路201，用以提供一上拉控制訊號Q(n)；一第一上拉電路203，用以根據該上拉控制訊號Q(n)和一第二時脈訊號HC2提供一感測驅動訊號S(n)；一第二上拉電路205，用以根據一第一時脈訊號HC1、該上拉控制訊號Q(n)和該第二時脈訊號HC2提供一閘極驅動訊號G(n)；一第一下拉控制電路207，用以輸出一第一下拉控制訊號P(n)；一第一下拉電路209，用以根據該第一下拉控制訊號P(n)下拉該上拉控制訊號Q(n)、該感測驅動訊號S(n)和該閘極驅動訊號G(n)；和一主下拉電路211，用以下拉該閘極驅動訊號G(n)。
上拉控制電路201包含一控制端、一第一端和一第二端，該控制端係用以接收一來自前二級的移位暫存器電路的閘極驅動訊號G(n-2)，該第一端係用以接收一來自前二 級的移位暫存器電路的的感測驅動訊號S(n-2)，該第二端係用以輸出一上拉控制訊號Q(n)。
第一上拉電路203包含一電晶體T2033，該電晶體2033具有一控制端，用以接收該上拉控制訊號Q(n)；一第一端，用以接收一第二時脈訊號HC2；和一第二端，用以根據該上拉控制訊號Q(n)和該第二時脈訊號HC2輸出一感測驅動訊號S(n)。第一上拉電路203包含一電晶體T2031，該電晶體2031具有一控制端，用以接收該上拉控制訊號Q(n)；一第一端，用以接收一第二時脈訊號HC2；和一第二端，用以根據該上拉控制訊號Q(n)和該第二時脈訊號HC2輸出一進位訊號ST(n)。
第二上拉電路205包含第一電晶體T2051和第二電晶體T2053。第一電晶體T2051包含一控制端、一第一端和一第二端；該控制端係用以接收該上拉控制訊號Q(n)，該第二端係用以提供閘極驅動訊號G(n)；一第二電晶體包含一控制端、一第一端和一第二端；該控制端係用以接收該第二時脈訊號HC2；該第一端係用以接收該第一時脈訊號HC1；第二電晶體T2053之該第二端係耦接第一電晶體T2051之該第一端。
第一下拉控制電路207包含一第一電晶體T2071、一第二電晶體T2073、一第三電晶體T2075和一第四電晶體T2077。該第一電晶体T2071具有一第一端、一第二端 和一控制端，該控制端耦接該第一端；該第二電晶體T2073具有一第一端、一第二端和一控制端，該第二電晶體T2073之控制端耦接該第一電晶體T2071之該第二端並用以接收一低頻訊號LC1，且該第二電晶體T2073之第一端耦接該第一電晶體T2071之第一端。該第三電晶體T2075和該第四電晶體T2077分別具有一第一端、一第二端和一控制端，該第三電晶體T2075和該第四電晶體T2077之控制端係用以接收該上拉控制訊號Q(n)，該第三電晶體T2075和該第四電晶體T2077之第二端係用以接收一第一低電壓位準訊號Gn_Vss，該第三電晶體T2075之該第一端耦接該第一電晶體T2071之該第二端，該第四電晶體T2077之該第一端耦接該第二電晶體T2073之該第二端並用以輸出該第一下拉控制訊號P(n)。
第一下拉電路209包含第一電晶體T2091、第二電晶體T2093和第三電晶體T2095。該第一電晶體T2091包含一控制端、一第一端和一第二端，該控制端係用以接收該第一下拉控制訊號P(n)，該第一電晶體T2091之第一端係耦接該上拉控制電路201之該第二端，該第一電晶體T2091之第二端係耦接該第一上拉電路203之該第二端。該第二電晶體T2093包含一控制端、一第一端和一第二端，該控制端係用以接收該第一下拉控制訊號P(n)，該第二電晶體T2093之第一端係耦接該第一上拉電路203之該第二端，該第二電晶體T2093之第二端係耦接一第二低電壓位準訊號Sn_Vss。第三電 晶體T2095包含一控制端、一第一端和一第二端，該控制端係用以接收該第一下拉控制訊號P(n)，該第三電晶體T2095之第一端係耦接該第二上拉電路205之第一電晶體T2051之該第二端並用以下拉該閘極驅動訊號，該第三電晶體T2095之第二端係耦接一第二低電壓位準訊號Sn_Vss。
為了讓移位暫存器電路的輸出能夠更穩定，並讓移位暫存器電路中的電晶體不會長時間受到固定偏壓而導致元件特性的劣化，根據本發明之另一實施例，可另外增加一第二下拉控制電路213，用以輸出一第二下拉控制訊號K(n)；以及一第二下拉電路215，用以根據該第二下拉控制訊號K(n)下拉該上拉控制訊號Q(n)、該感測驅動訊號S(n)和該閘極驅動訊號G(n)。第一下拉控制電路207係根據係根據一第一低頻訊號LC1以輸出該第一下拉控制訊號P(n)，該第二下拉控制電路213係根據一第二低頻訊號LC2以輸出該第二下拉控制訊號K(n)，且該第一低頻訊號的相位與該第二低頻訊號的相位係為反相。如此一來則可以使得移位暫存器電路中的電晶體不會在同時工作，進而使得移位暫存器電路的輸出能夠更穩定，並讓移位暫存器電路中的電晶體不會長時間受到固定偏壓而導致元件特性的劣化。由於第二下拉控制電路213和第二下拉電路215的電路與第一下拉控制電路207和第一下拉電路209的架構和運作相似，再此不再贅述。
請參考第3圖，其係為根據本發明一實施例之移 位暫存器電路300之電路圖。第3圖的實施例與第2圖的實施例的主要差異點在於上拉控制電路，為了簡潔，重複的部分不再贅述。在第2圖的實施例中，該上拉控制電路201包含一電晶體T2011，該電晶體T2011的閘極和源/汲極可分別視實際需求用以接收所需要的訊號，例如將電晶體T2011的閘極和源/汲極都用以接收前二級的感測驅動訊號S(n-2)或前二級的進位信號ST(n-2)，或是閘極和源/汲極分別接收前二級的感測驅動訊號S(n-2)或前二級的進位信號ST(n-2)。在第3圖的實施例中，上拉控制電路301包含一電晶體T3011，該電晶體T3011的閘極和源/汲極是採用二極體連接(diode-connectcd)。
請參考第4圖，其係為本發明一實施例之移位暫存器電路的驅動波形圖。第4圖中繪示有第一時脈訊號HC1、第二時脈訊號HC2、第三時脈訊號HC3、第四時脈訊號HC4、第五時脈訊號HC5、第六時脈訊號HC6、感測驅動訊號S(n)、閘極驅動訊號G(n)、第一低頻訊號LC1和第二低頻訊號LC2。其中該第一時脈訊號和該第二時脈訊號具有一相位差，根據第4圖的實施例，該第一時脈訊號和該第二時脈訊號的高位準約50%互相重疊。請一併參考第2圖和第4圖，在第一上拉電路203所接收的第二時脈訊號HC2為高位準且上拉控制訊號Q(n)為高位準時，則第一上拉電路203所輸出的感測驅動訊號S(n)為高位準。在第二上拉電路205所接收的第一時 脈HC1和第二時脈訊號HC2皆為高位準且上拉控制訊號Q(n)為高位準時，則所輸出的閘級驅動訊號G(n)為高位準。根據本發明之一實施例，該第一時脈訊號HC1和該第二時脈訊號HC2的高位準約50%互相重疊，且該感測驅動訊號S(n)的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號G(n)的脈衝寬度的兩倍。
請同時參考第1圖、第2圖和第5圖，根據此實施例，該第一時脈訊號HC1和該第二時脈訊號HC2的高位準約33%互相重疊，且該感測驅動訊號S(n)的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號G(n)的脈衝寬度的三倍。
請同時參考第1圖、第2圖和第6圖，根據此實施例，該第一時脈訊號HC1和該第二時脈訊號HC2的高位準約25%互相重疊，且該感測驅動訊號S(n)的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號G(n)的脈衝寬度的四倍。
根據本申請案所揭露的移位暫存器電路，只要適度地調整第一時脈訊號HC1和第二時脈訊號之間的關係，即可靈活調整感測驅動訊號S(n)和閘極驅動訊號G(n)之間的脈衝寬度比例關係。除了實施例中所舉出的二倍、三倍和四倍之外，任意倍的波寬輸出都是可以被達成的，因此在搭配不同的應用時會更有彈性；而且藉由調整時脈訊號就可以調整波寬輸出，不需要增加額外的控制訊號及線路，可以減省面板走線所佔的面積。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
201‧‧‧上拉控制電路
203‧‧‧第一上拉電路
205‧‧‧第二上拉電路
207‧‧‧第一下拉控制電路
209‧‧‧第一下拉電路
211‧‧‧主下拉電路
213‧‧‧第二下拉控制電路
215‧‧‧第二下拉電路

Claims (10)

  1. 一種移位暫存器，包含：一上拉控制電路，用以提供一上拉控制訊號；一第一上拉電路，用以根據該上拉控制訊號和一第二時脈訊號提供一感測驅動訊號；一第二上拉電路，用以根據一第一時脈訊號、該上拉控制訊號和該第二時脈訊號提供一閘極驅動訊號；一第一下拉控制電路，用以輸出一第一下拉控制訊號；一第一下拉電路，用以根據該第一下拉控制訊號下拉該上拉控制訊號、該感測驅動訊號和該閘極驅動訊號；以及一主下拉電路，用以下拉該閘極驅動訊號。
  2. 如請求項1所述之移位暫存器電路，另包括：一第二下拉控制電路，用以輸出一第二下拉控制訊號；以及一第二下拉電路，用以根據該第二下拉控制訊號下拉該上拉控制訊號、該感測驅動訊號和該閘極驅動訊號。
  3. 如請求項2所述之移位暫存器電路，其中該第一下拉控制電路係根據一第一低頻訊號以輸出該第一下拉控制訊號，該第二下拉控制電路係根據一第二低頻訊號以輸出該 第二下拉控制訊號，且該第一低頻訊號的相位與該第二低頻訊號的相位係為反相。
  4. 如請求項1所述之移位暫存器電路，其中該第一時脈訊號和該第二時脈訊號具有一相位差。
  5. 如請求項1所述之移位暫存器電路，其中該第一時脈訊號和該第二時脈訊號的高位準約50%互相重疊，且該感測驅動訊號的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號的脈衝寬度的兩倍。
  6. 如請求項1所述之移位暫存器電路，其中該第一時脈訊號和該第二時脈訊號的高位準約33%互相重疊，且該感測驅動訊號的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號的脈衝寬度的三倍。
  7. 如請求項1所述之移位暫存器電路，其中該第一時脈訊號和該第二時脈訊號的高位準約25%互相重疊，且該感測驅動訊號的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號的脈衝寬度的四倍。
  8. 如請求項1所述之移位暫存器電路，其中該第二上拉電路包含：一第一電晶體，包含：一控制端，用以接收該上拉控制訊號；一第一端；及一第二端，用以提供一閘極驅動訊號；以及 一第二電晶體，包含：一控制端，用以接收該第二時脈訊號；一第一端，用以接收該第一時脈訊號；及一第二端，電性連接該第一電晶體之該第一端。
  9. 如請求項8所述之移位暫存器電路，其中該第一時脈訊號和該第二時脈訊號的高位準約50%互相重疊，且該感測驅動訊號的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號的脈衝寬度的兩倍。
  10. 如請求項8所述之移位暫存器電路，其中該第一時脈訊號和該第二時脈訊號的高位準約33%互相重疊，且該感測驅動訊號的脈衝寬度約為該閘極驅動訊號的脈衝寬度的三倍。
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