TWI576738B - 移位暫存器 - Google Patents

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Description

移位暫存器
本發明係關於一種移位暫存器，特別是一種應用於內嵌式觸控面板的移位暫存器。
基於降低製造成本及窄邊框效果的考量，現今面板廠逐漸開始採用陣列上閘極驅動電路(GOA，gate driver on array)技術。GOA技術係利用半導體製程將移位暫存電路直接製作在面板的玻璃基板上，並利用多個串接的移位暫存器依序地輸出多個閘極驅動信號，以驅動面板的像素陣列。
而對於內嵌式（in-cell）觸控面板來說，內嵌式觸控面板在同一塊基板上同時設置有閘極驅動電路以及觸控電路，顯然閘極驅動電路與觸控電路當會造成彼此某種程度上的干擾。由於閘極驅動信號的強度較強，經由結構上的電容耦合效應，閘極驅動信號往往會形成雜訊而干擾觸控偵測訊號。在更糟的情況中，觸控偵測訊號還會被閘極驅動信號所干擾而產生誤判。
而為了避免這樣的情況發生，一般來說會在致能觸控電路時，將移位暫存器中的幾個特定信號拉低至低準位，以避免閘極驅動電路與觸控電路彼此干擾。但於此同時，如何讓閘極驅動電路於觸控電路被致能的此期間過後能快速地重新正常運作，則成為工程師在設計移位暫存器時的一大課題。
本發明在於提供一種移位暫存器，在拉低移位暫存器的多個信號時也能讓移位暫存器中的特定節點維持所欲的電壓，從而讓移位暫存器在觸控電路被致能的此期間過後，能快速地重新正常運作。
本發明所揭露的一種移位暫存器，適於內嵌於一種觸控螢幕。移位暫存器包含移位邏輯電路、第一反相器、第一開關、第二反相器與重置電路。第一反相器耦接移位邏輯電路。第一開關耦接第一反相器。第二反相器耦接第一反相器。重置電路耦接該第二反相器。移位邏輯電路依據時脈信號、輸入信號與箝制信號產生移位信號。第一反相器依據移位信號產生箝制信號。第一開關依據觸控致能信號將箝制信號的電位調整至第一參考電壓。第二反相器用以於被致能時產生對應於箝制信號的輸出信號。重置電路依據觸控致能信號，調整輸出信號的電位至第一參考電壓。。
綜上所述，本發明揭露了一種移位暫存器，藉由適時地對移位暫存器中的至少一個反相器的輸出節點或輸入節點進行充放電，以在拉低移位暫存器的多個輸入信號或輸出信號時也能讓所述的反相器的輸出或輸入節點維持所欲的電壓，從而讓移位暫存器在觸控電路被致能的此期間過後，能快速地重新正常運作
以上之關於本揭露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。
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。
請參照圖1，圖1係為根據本發明一實施例所繪示之閘極驅動電路的功能方塊示意圖。閘極驅動電路1具有移位暫存器10_1~10_4，移位暫存器10_1~10_4依序串接。以移位暫存器10_1、10_2為例來說，移位暫存器10_1係依據時脈信號CK(1)產生閘極驅動信號SR(1)。而移位暫存器10_1、10_2係依據時脈信號CK(2)與閘極驅動信號SR(1)產生閘極驅動信號SR(2)。至於移位暫存器10_3、10_4的相關作動當可從上述內容以此類推，於此不再重複贅述。為求敘述簡明，在圖1中僅繪示有移位暫存器10_1~10_4以進行說明，但在此並不對閘極驅動電路1所能具有的移位暫存器數量加以限制。以下係以移位暫存器10_3進行其結構上的說明，而移位暫存器10_1~10_2、10_4的結構與移位暫存器10_3相仿，故於此不予贅述。
請接著參照圖2，圖2係為根據本發明一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。移位暫存器10_3適於內嵌於一種觸控螢幕。移位暫存器10_3包含移位邏輯電路102、第一反相器104、第一開關106、第二反相器108與重置電路110。第一反相器104電性連接移位邏輯電路102。第一開關106電性連接第一反相器104。第二反相器108電性耦接至第一反相器104。重置電路110電性連接至第二反相器108。在此實施例中，重置電路110係為電晶體T21。而第一反相器104包含上拉開關T11與下拉開關T12。事實上，圖2所繪示之移位暫存器10_3僅為舉例示範，各模組或單元並不僅侷限於圖2所繪示的實施態樣，凡於類似時序中具有相仿功能者，皆屬本案之範疇。
移位邏輯電路102依據時脈信號CK(3)、輸入信號與箝制信號K(3)產生移位信號G(3)。在此實施例中，輸入信號係為閘極驅動信號SR(2)，但並不以此為限。第一反相器104依據移位信號G(3)產生箝制信號K(3)。第一開關106依據觸控致能信號TP_EN將箝制信號K(3)的電位調整至第一參考電壓XDONB。第二反相器108用以於被致能時產生對應於箝制信號K(3)的輸出信號。重置電路110依據觸控致能信號TP_EN，調整閘極驅動信號SR(3)的電位至第一參考電壓XDONB。
更詳細地來說，當閘極驅動電路1正常運作時，閘極驅動信號SR(1)~SR(4)的電壓準位會依序被拉高至高電位。以移位暫存器10_2、10_3來說，移位暫存器10_2係先將閘極驅動信號SR(2)的電壓準位拉高至一暫態電位，電晶體T1、T2因而導通，控制信號Q(3)的電壓準位因而被拉高，然後電晶體T8因為電位升高後的控制信號Q(3)而導通。
接著，閘極驅動信號SR(2)被拉低至低電位，電晶體T1、T2不導通。此時，時脈信號CK(3)轉變為高電位，電晶體T8還是維持導通狀態。移位信號G(3)經由電晶體T8的導通路徑與電晶體T9的短路路徑而隨著時脈信號CK(3)被拉高至高電位。由於電路接線方式，電晶體T9亦可被當作電容使用，因此當移位信號G(3)隨著時脈信號CK(3)被拉高時，由於電晶體T9的電容耦合效應，控制信號Q(3)被連帶地推得更高，而使移位信號G(3)再被拉高至如圖3所示的電位。然後，移位信號G(3)係經由第一反相器104反相成箝制信號K(3)，箝制信號K(3)再被第二反相器108反相成閘極驅動信號SR(3)並輸出。而當時脈信號CK(3)由高電位被拉低為低電位時，閘極驅動信號SR(3)亦連帶地被拉低為低電位。其中，第一開關106受控於觸控致能信號TP_EN而導通的導通阻抗小於上拉開關T11受控於移位信號G(3)而導通的導通阻抗。
而如圖2所示，移位暫存器10_3還具有致能開關112。致能開關112電性連接至第二反相器108，且依據閘極驅動信號SR(2)選擇性地致能第二反相器108。在此實施例中，致能開關112為P型金屬氧化物半導體場效電晶體，其控制端接收閘極驅動信號SR(2)。當閘極驅動信號SR(2)為低電壓準位時，致能開關112被導通而致能第二反相器108。
當內嵌式觸控面板的觸控電路欲進行觸控掃描時，時脈信號CK(3)、第一參考電壓XDONB與第二參考電壓VGH都被拉低至低電位，以使閘極驅動電路1暫停一段時間，觸控電路則在此段時間中進行觸控掃描。請一併參照第3圖以說明移位暫存器10_3在觸控顯示面板進行觸控掃描時的作動方式，圖3係為根據本發明圖2所繪示之移位暫存器的時序示意圖。
如圖3所示，在時間點t1之前，閘極驅動電路1正常地運作，因此控制信號Q(2)被拉高至高電位，且移位信號G(2)連帶地因為控制信號Q(2)而被拉高至高電位，且此時控制信號Q(3)被拉高至暫態電位。而由於在時間點t1時，觸控電路開始進行觸控偵測，時脈信號CK(3)被拉低至低電位，且觸控致能信號TP_EN被拉高至高電位。此時，由於時脈信號CK(3)為低電位，移位信號G(3)無法經由電晶體T8、T9被時脈信號CK(3)連帶地拉高，因此控制信號Q(3)無法藉由前述的電容耦合效應被調整至高電位，從而無法令移位信號G(3)被調整至高電位。
此時，第一開關106因為高電位的觸控致能信號TP_EN而導通，箝制信號K(3)被拉低至低電位而不至於經由電晶體T3導通電晶體T5、T6、T7。而且重置電路110也依據高電位的觸控致能信號TP_EN將閘極觸控信號SR(3)的電位調整至第一參考電壓XDONB。是故，藉由上述之作動，在時間點t1至時間點t2之間，閘極驅動信號SR(3)以及其他的移位暫存器產生的閘極驅動信號被調整至低電位，而不會干擾到觸控電路進行觸控偵測。
除了如圖2所述的實施態樣之外，移位暫存器10_3還可具有下述的幾種實施態樣。
請參照圖4，圖4係為根據本發明另一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。在圖4所對應的實施例中，重置電路110’係為一多工器。重置電路110’的第一輸入端電性連接至第二參考電壓VGH。重置電路110’的第二輸入端電性連接至第一反相器104的輸出端。重置電路110’的選擇信號端用以接收觸控致能信號TP_EN。重置電路110’的輸出端電性連接第二反相器108的輸入端。重置電路110’係依據觸控致能信號TP_EN的電位高低而選擇性地輸出第二參考電位VGH或第一反相器104輸出的箝制信號。在一實施例中，當觸控致能信號TP_EN為高準位時，重置電路110’依據第二參考電壓VGH輸出閘極驅動信號，而當觸控致能信號TP_EN為低準位時，重置電路110’依據第一反相器104輸出的箝制信號K(3)來輸出閘極驅動信號。亦即，在另一實施例中，重置電路110’係依據反相的觸控致能信號TP_EN的電位高低而選擇性地輸出第二參考電壓VGH或第一反相器104輸出的箝制信號。
請參照圖5，圖5係為根據本發明更一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。在圖5所對應的實施例中，移位暫存器10_3更具有第三反相器114與第四反相器116。第三反相器114電性連接於第二反相器108的輸出端。第四反相器116電性連接於第三反相器114的輸出端。此外。
在圖5所對應的實施例中，移位暫存器10_3更可包含第三開關118。第三開關118例如為電晶體T22。第三開關118的第一端電性連接於第三反相器114的輸出端，第三開關118的第二端電性連接於第二參考電壓VGH，第三開關118依據第三開關118的控制端的觸控致能反相信號~TP_EN，選擇性的於第三開關118的第一端與第三開關118的第二端之間建立電流路徑。其中，第三開關118的電晶體T22例如為P型金屬氧化物半導體場效電晶體（metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET,）或N型金屬氧化物半導體場效電晶體。而隨著電晶體T22的類型不同，電晶體T22係依據觸控致能信號TP_EN或觸控致能反相信號~TP_EN而導通。此係為所屬技術領域具有通常知識者經詳閱本說明書後可自由設計，在此並不加以限制。
請參照圖6，圖6係為根據本發明再一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。相較於圖5，如圖6所示，事實上移位暫存器10_3也可不具有電晶體T21。
綜合以上所述，本發明揭露了一種移位暫存器，藉由一開關電路適時地對移位暫存器中的至少一個反相器的輸出節點或輸入節點進行充放電，以在為了不干擾內嵌式觸控面板進行觸控掃描而拉低移位暫存器的多個輸入信號或輸出信號時，也能讓所述的至少一個反相器的輸出或輸入節點維持所欲的電壓。藉此，除了讓移位暫存器在內嵌式觸控面板進行觸控掃描的期間內不會發生誤動作之外，還得以讓移位暫存器在內嵌式觸控面板結束觸控掃描後，能快速地重新正常運作。
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。
1‧‧‧閘極驅動電路
10_1~10_4‧‧‧移位暫存器
102‧‧‧移位邏輯電路
104‧‧‧第一反相器
106‧‧‧第一開關
108‧‧‧第二反相器
110、110’‧‧‧重置電路
112‧‧‧致能開關
114‧‧‧第三反相器
116‧‧‧第四反相器
118‧‧‧第三開關
CK(1)~CK(4)‧‧‧時脈信號
G(2)、G(3)‧‧‧移位信號
K(3)‧‧‧箝制信號
Q(2)、Q(3)‧‧‧控制信號
TP_EN‧‧‧觸控致能信號
~TP_EN‧‧‧觸控致能反相信號
T1~T21‧‧‧電晶體
T11‧‧‧上拉開關
T12‧‧‧下拉開關
t1、t2‧‧‧時間點
SR(1)~SR(4)‧‧‧閘極驅動信號
VGH‧‧‧第二參考電壓
XDONB‧‧‧第一參考電壓
圖1係為根據本發明一實施例所繪示之閘極驅動電路的功能方塊示意圖。 圖2係為根據本發明一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。 圖3係為根據本發明圖2所繪示之移位暫存器的時序示意圖。 圖4係為根據本發明另一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。
圖5係為根據本發明更一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。
圖6係為根據本發明再一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。
102‧‧‧移位邏輯電路
104‧‧‧第一反相器
106‧‧‧第一開關
108‧‧‧第二反相器
110‧‧‧重置電路
112‧‧‧致能開關
CK(3)‧‧‧時脈信號
G(3)‧‧‧移位信號
K(3)‧‧‧箝制信號
Q(3)‧‧‧控制信號
SR(2)、SR(3)‧‧‧閘極驅動信號
TP_EN‧‧‧觸控致能信號
T1~T21‧‧‧電晶體
VGH‧‧‧第一參考電壓
XDONB‧‧‧第二參考電壓

Claims (7)

  1. 一種移位暫存器，適於內嵌於一種觸控螢幕，所述移位暫存器包含：一移位邏輯電路，依據一時脈信號、一輸入信號與一箝制信號，產生一移位信號；一第一反相器，電性連接該移位邏輯電路，依據該移位信號產生該箝制信號；一第一開關，電性連接該第一反相器，依據一觸控致能信號將該箝制信號的電位調整至一第一參考電壓；一第二反相器，電性耦接至該第一反相器，用以於被致能時產生對應於該箝制信號的一輸出信號；以及一重置電路，電性連接至該第二反相器，依據該觸控致能信號，調整該輸出信號的電位該第一參考電壓。
  2. 如第1項所述的移位暫存器，其中該重置電路係一第二開關，該第二開關具有一第一端、一第二端與一控制端，該第二開關的該第一端電性連接於該第二反相器的輸出端，該第二開關的該第二端電性連接於該第一參考電壓，該第二開關依據該第二開關的該控制端的該觸控致能信號，選擇性的於該第二開關的該第一端與該第二開關的該第二端之間建立電流路徑。
  3. 如第1項所述的移位暫存器，其中該重置電路係一多工器，該多工器包含：一第一輸入端，電性連接至一第二參考電壓；一第二輸入端，電性連接至該第一反相器的輸出端；一選擇信號端，用以接收該觸控致能信號；以及一輸出端，電性連接該第二反相器的輸入端。
  4. 如第1項或第2項所述的移位暫存器，更包含：一第三反相器，電性連接於該第二反相器的輸出端；以及一第四反相器，電性連接於該第三反相器的輸出端。
  5. 如第4項所述的移位暫存器，更包含一第三開關，該第三開關具有一第一端、一第二端與一控制端，該第三開關的該第一端電性連接於該第三反相器的輸出端，該第三開關的該第二端電性連接於一第二參考電壓，該第三開關依據該第三開關的該控制端的一觸控致能反相信號，選擇性的於該第三開關的該第一端與該第三開關的該第二端之間建立電流路徑。
  6. 如第1項至第3項其中之一所述的移位暫存器，其中該第一反相器包含一上拉開關與一下拉開關，且該第一開關受控於該觸控致能信號而導通的導通阻抗小於該上拉開關受控於該觸控致能信號而導通的導通阻抗。
  7. 如第1項至第3項其中之一所述的移位暫存器，更包含一致能開關，電性連接至該第二反相器，依據該輸入信號選擇性地致能該第二反相器。
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