TWI578297B - 移位暫存器 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種移位暫存器,特別是一種用於觸控面板的移位暫存器。
在內嵌式(in-cell)觸控面板中,內嵌式觸控面板在同一塊基板上設置有閘極驅動電路以及觸控電路,且閘極驅動信號線與觸控信號線彼此的距離可能會很小,因此閘極驅動信號與觸控信號會彼此干擾。由於閘極驅動信號的強度較強,經由電容耦合效應,閘極驅動信號往往會造成雜訊而干擾觸控信號,而降低了觸控操作的訊噪比(signal to noise ratio, SNR)。
在一種作法中,為了避免觸控信號被閘極驅動信號所干擾,一般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同時運作而彼此干擾。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,則成為必須克服的難關。
本發明揭露了一種移位暫存器,所述的移位暫存器具有開關模組、上拉模組、下拉模組、箝制模組與補償模組。上拉模組耦接開關模組。下拉模組耦接上拉模組。箝制模組耦接上拉模組。補償模組耦接上拉模組。開關模組依據啟動信號拉升控制信號的電壓準位。上拉模組依據控制信號將輸出信號的電壓準位調整為第一時脈信號的電位。下拉模組依據控制信號、下拉信號與第二時脈信號將輸出信號的電壓準位調整至參考電壓。箝制模組依據至少一箝制信號將控制信號的電壓準位與輸出信號的電壓準位調整至參考電壓。補償模組具有一儲存節點。補償模組依據第二時脈信號選擇性地將控制信號的電壓準位儲存至儲存節點。補償模組依據觸控停能信號與儲存節點的電壓準位調整控制信號的電壓準位。
綜合以上所述,本發明提供了一種移位暫存器,所述的移位暫存器在進行觸控偵測的期間,將控制信號的電壓準位暫存至補償模組的儲存節點,並在觸控偵測的期間結束後,依據觸控停能信號與儲存節點的電壓準位再調整控制信號的電壓準位,以使控制信號的電壓準位回到觸控偵測期間前的電壓準位。藉此,得以在觸控偵測間結束之後,再以具有相仿電壓準位的控制信號控制移位暫存器內的相關元件輸出正確的輸出信號。
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移位暫存器的電路示意圖。移位暫存器1具有開關模組11、上拉模組13、下拉模組15、箝制模組17與補償模組19。上拉模組13耦接開關模組11。下拉模組15耦接上拉模組13。箝制模組17耦接上拉模組13。補償模組19耦接上拉模組13。移位暫存器1例如是以非晶矽(Amorphous Silicon, A-Si)製程、多晶矽(Poly-Silicon)製程或低溫矽基板(low-temperature silicon substrate)製程製成,在此並不加以限制。在此實施例中,閘極驅動電路1係採用一傳二的結構,而並不以此為限。而在後續的實施例中,皆舉以N型摻雜的薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)為例進行說明。然各薄膜電晶體經考量與相關控制信號配合後,也可置換為P型的薄膜電晶體,而不以所舉之例為限制。
開關模組11用以依據啟動信號ST(n-1)拉升控制信號Q(n)的電壓準位。在此實施例中,當啟動信號ST(n-1)的電壓準位為高準位時,開關模組11依據啟動信號ST(n-1)將控制信號Q(n)的電壓準位拉升至前一級的輸出信號G(n-1)的電壓準位。
上拉模組13依據控制信號Q(n)將輸出信號G(n)的電壓準位調整為第一時脈信號HC1的電位。在此實施例中,當控制信號Q(n)的電壓準位為高準位時,開關模組11依據控制信號Q(n)將輸出信號G(n)的電壓準位調整為第一時脈信號HC1的電壓準位。
在此實施例中,上拉模組13包括電容C1與上拉電晶體T21。上拉電晶體T21的一端用以接收第一時脈信號HC1。上拉電晶體T21的另一端耦接至輸出信號G(n)。上拉電晶體T21的控制端用以接收控制信號Q(n)。電容C1的兩端分別用以接收控制信號Q(n)與輸出信號G(n)。於實務上,上拉模組13更可具有上拉電晶體T22。上拉電晶體T22的一端用以接收第一時脈信號HC1。上拉電晶體T22的另一端耦接至下拉信號ST(n)。上拉電晶體T22的控制端耦接至電容C1,且上拉電晶體T22的控制端用以接收控制信號Q(n)。
下拉模組15依據控制信號Q(n)、下拉信號ST(n)與第二時脈信號HC4將輸出信號G(n)的電壓準位調整至參考電壓VSS。在此實施例中,當第二時脈信號HC4為高電壓準位時,輸出信號G(n)的電壓準位被調整至參考電壓VSS。在此實施例中,參考電壓VSS例如為一相對低的電壓準位,然在此並不限定其實質大小。
箝制模組17依據箝制信號P(n)或箝制信號ST(n+2)將控制信號Q(n)的電壓準位與輸出信號G(n)的電壓準位調整至參考電壓VSS。在此實施例中,當箝制信號P(n)與箝制信號ST(n+2)為高電壓準位時,控制信號Q(n)的電壓準位與輸出信號G(n)的電壓準位對應地被調整至參考電壓VSS。
補償模組19具有儲存節點NS。後續係以電壓準位Q’(n)簡要表示儲存節點NS的電壓準位。補償模組19依據第二時脈信號HC4選擇性地將控制信號Q(n)的電壓準位儲存至儲存節點NS。補償模組19依據觸控停能信號TP_off與儲存節點NS的電壓準位調整控制信號Q(n)的電壓準位。更詳細地來說,補償模組19具有暫存電路192與電容C2。電容C2的第一端耦接儲存節點NS。暫存電路192耦接電容C2的兩端,且暫存電路192依據第二時脈信號HC4將電容C2的第一端的端電壓調整為控制信號Q(n)的電壓準位。在此實施例中,當第二時脈信號HC4為高電壓準位時,暫存電路192依據第二時脈信號HC4將電容C2的第一端的端電壓調整為控制信號Q(n)的電壓準位。從另一個角度來說,暫存電路192依據第二時脈信號HC4將控制信號Q(n)的電壓準位暫存至儲存節點NS。
暫存電路192具有第一電晶體T73、第二電晶體T74與第三電晶體T75。就作動上而言,第一電晶體T73依據第二時脈信號的電位調整儲存節點NS的電壓準位至控制信號Q(n)的電壓準位。第二電晶體T74依據觸控停能信號TP_OFF調整控制信號Q(n)的電壓準位至儲存節點NS的電壓準位。第三電晶體T75依據儲存節點NS的電壓準位與觸控停能信號TP_OFF的電壓準位調整電容C2的第二端的電壓準位K(n)。
暫存電路192具有多種不同的實施態樣,請容後一一舉例說明。在圖1所示的實施例中,第一電晶體T73的第一端耦接開關模組11中的電晶體T11的一端,且第一電晶體T73的第一端耦接上拉模組13中的電晶體T22的控制端與電晶體T24的控制端。第一電晶體T73的第二端耦接儲存節點NS。第一電晶體T73的控制端用以接收第二時脈信號HC4。第二電晶體T74的第一端耦接儲存節點NS。第二電晶體T74的第二端用以接收控制信號Q(n)。第二電晶體T74的控制端用以接收觸控停能信號TP_OFF。第三電晶體T75的第一端耦接電容C2,第三電晶體T75的第二端用以接收觸控停能信號TP_OFF,第三電晶體T75的控制端耦接儲存節點NS。其中,上拉模組13中的電容C1的電容值為補償模組19中的電容C2的電容值的兩倍。
在一實施例中,第一電晶體T73的尺寸相當於圖1中的電晶體T54,第二電晶體T74的尺寸相當於圖1中的電晶體T22,第三電晶體T75的尺寸相當於圖1中的電晶體T52。藉此,得以妥善地協調各電晶體的充放電能力,以使各對應節點被充放至所欲的電壓準位。
除了上述元件之外,如圖1所示,移位暫存器1更可具有輔助下拉模組18。輔助下拉模組18依據觸控致能信號TP_EN 調整輸出信號G(n)的電壓準位至參考電壓VSS的電壓準位。且輔助下拉模組18依據觸控致能信號TP_EN調整控制信號Q(n)的電壓準位至參考電壓VSS的電壓準位。
輔助下拉模組18可具有多種的實施態樣。在圖1所示的實施例中,輔助下拉模組18具有第四電晶體T71與第五電晶體T72。第四電晶體T71的一端用以接收輸出信號G(n)。第四電晶體T71的另一端用以接收參考電壓VSS。第四電晶體T71的控制端用以接收觸控致能信號TP_EN。第五電晶體T72的一端用以接收控制信號Q(n)。第五電晶體T72的另一端用以接收參考電壓VSS。第五電晶體T72的控制端用以接收觸控致能信號TP_EN。
第四電晶體T71用以依據觸控致能信號TP_EN調整輸出信號G(n)至第二參考電壓VSS。第五電晶體T72用以依據觸控致能信號TP_EN調整控制信號Q(n)至第二參考電壓VSS。在此實施例中,當觸控致能信號TP_EN為高電壓準位時,第四電晶體T71與第五電晶體T72被導通而分別將輸出信號G(n)與控制信號Q(n)的電壓準位調整至參考電壓VSS的電壓準位。需注意的是,輔助下拉模組18為一選擇性的設計,移位暫存器1並不一定要具有輔助下拉模組18。
請接著參照圖2以說明圖1所示之實施例的控制時序,圖2係為根據圖1所繪示之移位暫存器的時序示意圖。在圖2中標示有時間點t1~t8,並繪示有各時脈信號HC1~HC4、觸控致能信號TP_EN、觸控停能信號TP_OFF、控制信號Q(n)、電壓準位Q’(n)與電壓準位K(n)的相對時序。其中,時脈信號HC1為前述的第一時脈信號,時脈信號HC4為前述的第二時脈信號,且移位暫存器1實際上可更關聯於更多的時脈信號,而不僅以所舉的時脈信號HC1至時脈信號HC4為限制。於一實施例的一操作週期中,第二時脈信號HC4的時序先於第一時脈信號HC1的時序。所述的操作週期例如是以時間點t2作為起點,以就是以第二時脈信號HC4被拉高的其中一個時間點作為起點。
觸控致能信號TP_EN用以指示系統是否正進行觸控偵測。在此實施例中,當系統正進行觸控偵測時,觸控致能信號TP_EN為高電壓準位。於另一實施例子中,當系統正進行觸控偵測時,觸控致能信號TP_EN為低電壓準位。觸控停能信號TP_OFF用以指示系統是否停止觸控偵測。在此實施例中,當系統停止觸控偵測後的一段預設區間中,觸控致能信號TP_EN為高電壓準位。在另一實施例中,當系統停止觸控偵測後的一段預設區間中,觸控致能信號TP_EN為低電壓準位。在此並不限制所述的預設區間的長度。上述僅為舉例示範,然各信號實際上的實施態樣並不以所舉之例為限。
自時間點t1始,時脈信號HC1以至時脈信號HC4係依序被調高,而使移位暫存器1及其前後級的移位暫存器開始作動。
於時間點t2,時脈信號HC4與控制信號Q(n)被拉至高電壓準位。此時,第一電晶體T73導通,儲存節點NS的電壓準位Q’(n)被對應地拉至高電壓準位。
於時間點t3,觸控致能信號TP_EN被拉至高電壓準位,時脈信號HC4被拉至低電壓準位。此時,控制信號Q(n)被輔助下拉模組18拉至低電壓準位,而儲存節點NS的電壓準位Q’(n)則是維持高電壓準位。
於時間點t4,觸控致能信號TP_EN被拉至低電壓準位,觸控停能信號TP_OFF被拉至高電壓準位。此時,電壓準位K(n)經由第三電晶體T75被拉至高電壓準位。經由電容耦合效應,儲存節點NS的電壓準位Q’(n)被從原先的高電壓準位再被推得更高。由於觸控停能信號TP_OFF被拉至高電壓準位,第二電晶體T74被導通,控制信號Q(n)依據儲存節點NS的電壓準位Q’(n)而被拉至高電壓準位。另一方面,在時間點t3至時間點t4之間,由於觸控致能信號TP_EN為高電壓準位,時脈信號HC1至時脈信號HC4維持低電壓準位,而使移位暫存器1暫時停能。
於時間點t5,時脈信號HC1被拉至高電壓準位,經由電容C1的電容耦合效應而將控制信號Q(n)自原本的高電壓準位推得更高,以使移位暫存器1穩定輸出具有高電壓準位的輸出信號G(n)。
於時間點t6,觸控停能信號TP_OFF被拉至低電壓準位,使得電壓準位K(n)被拉至低電壓準位。此時,儲存節點NS的電壓準位Q’(n)被拉回原本的高電壓準位。
於時間點t7,時脈信號HC3被拉至高電壓準位。此時,對應於時脈信號HC3,箝制信號ST(n+2)被對應地拉高,而將控制信號Q(n)拉至低電壓準位。
於時間點t8,時脈信號HC4被拉至高電壓準位。此時,儲存節點NS則經由下拉模組15所提供的電流路徑放電,而將儲存節點NS的電壓準位Q’(n)拉至低電壓準位。
請再參照圖3,圖3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。如圖3所示,移位暫存器2具有與圖1所示的移位暫存器1相仿的電路結構。與圖1所示的移位暫存器1不同的是,圖3所示的移位暫存器2的補償模組29的第一電晶體T73耦接至開關模組21中電晶體T11的另一端。從另一個角度來說,儲存節點NS的電壓準位Q’(n)係經由第一電晶體T73而直接被前一級的輸出信號G(n-1)選擇性地拉高。
請參照圖4,圖4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。如圖4所示,移位暫存器3具有與圖1所示的移位暫存器1相仿的電路結構。與圖1所示的移位暫存器1不同的是,圖4所示的移位暫存器3的補償模組39的第一電晶體T73耦接至開關模組31中電晶體T11的控制端。從另一個角度來說,儲存節點NS的電壓準位Q’(n)係經由第一電晶體T73而直接被啟動信號ST(n-1)選擇性地拉高。
請參照圖5,圖5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。如圖5所示,移位暫存器4具有與圖1所示的移位暫存器1相仿的電路結構。與圖1所示的移位暫存器1不同的是,移位暫存器4的補償模組49的電容C2的第一端耦接儲存節點NS與第一電晶體T73,而補償模組49的電容C2的第二端耦接第二電晶體T74與第三電晶體T75。
請參照圖6,圖6係為根據本發明又一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。如圖6所示,移位暫存器5具有與圖5所示的移位暫存器4相仿的電路結構。與圖5所示的移位暫存器4不同的是,移位暫存器5的補償模組59的第二電晶體T74的控制端是耦接儲存節點NS與第三電晶體T75的控制端。
在圖3以至圖6所示的相關實施例中,各移位暫存器同樣可適用於如圖2所示的控制時序當中。相關細節當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推知,於此不再重複贅述。
綜合以上所述,本發明提供了一種移位暫存器,所述的移位暫存器在進行觸控偵測的期間,將控制信號的電壓準位暫存至補償模組的儲存節點,並在觸控偵測的期間結束後,依據觸控停能信號與儲存節點的電壓準位再調整控制信號的電壓準位,以使控制信號的電壓準位回到觸控偵測期間前的電壓準位。藉此,得以在觸控偵測間結束之後,再以具有相仿電壓準位的控制信號控制移位暫存器內的相關元件輸出正確的輸出信號。
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。
1~5‧‧‧移位暫存器
11~51‧‧‧開關模組
13~53‧‧‧上拉模組
15~55‧‧‧下拉模組
17~57‧‧‧箝制模組
18~58‧‧‧輔助下拉模組
19~59‧‧‧補償模組
192~592‧‧‧暫存電路
C1、C2‧‧‧電容
G(n-1)、G(n)‧‧‧輸出信號
HC1~HC4‧‧‧時脈信號
K(n)‧‧‧電壓準位
NS‧‧‧儲存節點
P(n)‧‧‧箝制信號
Q(n)‧‧‧控制信號
Q’(n)‧‧‧電壓準位
T11~T75‧‧‧電晶體
TP_EN‧‧‧觸控致能信號
TP_OFF‧‧‧觸控停能信號
t1~t8‧‧‧時間點
ST(n-1)‧‧‧啟動信號
ST(n)‧‧‧下拉信號
ST(n+2)‧‧‧箝制信號
VSS‧‧‧參考電壓
圖1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2係為根據圖1所繪示之移位暫存器的時序示意圖。 圖3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4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5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。 圖6係為根據本發明又一實施例所繪示之移位暫存器的電路示意圖。
1‧‧‧移位暫存器
11‧‧‧開關模組
13‧‧‧上拉模組
15‧‧‧下拉模組
17‧‧‧箝制模組
18‧‧‧輔助下拉模組
19‧‧‧補償模組
192‧‧‧暫存電路
C1、C2‧‧‧電容
G(n-1)、G(n)‧‧‧輸出信號
HC1~HC4‧‧‧時脈信號
K(n)‧‧‧電壓準位
NS‧‧‧儲存節點
P(n)‧‧‧箝制信號
Q(n)‧‧‧控制信號
Q’(n)‧‧‧電壓準位
T11~T75‧‧‧電晶體
TP_EN‧‧‧觸控致能信號
TP_OFF‧‧‧觸控停能信號
ST(n-1)‧‧‧啟動信號
ST(n)‧‧‧下拉信號
ST(n+2)‧‧‧箝制信號
VSS‧‧‧參考電壓
Claims (10)
- 一種移位暫存器,包括:一開關模組,依據一啟動信號拉升一控制信號的電壓準位;一上拉模組,耦接該開關模組,依據該控制信號將一輸出信號的電壓準位調整為一第一時脈信號的電位;一下拉模組,耦接該上拉模組,依據該控制信號、一下拉信號與一第二時脈信號將該輸出信號的電壓準位調整至一參考電壓;一箝制模組,耦接該上拉模組,依據至少一箝制信號將該控制信號的電壓準位與該輸出信號的電壓準位調整至該參考電壓;以及一補償模組,耦接該上拉模組,具有一儲存節點,該補償模組依據該第二時脈信號選擇性地將該控制信號的電壓準位儲存至該儲存節點,且該補償模組依據一觸控停能信號與該儲存節點的電壓準位調整該控制信號的電壓準位。
- 如請求項1所述之移位暫存器,該補償模組更包含:一第一電容,具有第一端與第二端,該第一電容的第一端耦接該儲存節點;以及一暫存電路,耦接該第一電容的第一端與第二端,且該暫存電路依據該第二時脈信號將該第一電容的第一端的端電壓調整為該控制信號的電壓準位。
- 如請求項2所述之移位暫存器,其中該暫存電路更包含:一第一電晶體,依據該第二時脈信號的電位調整該儲存節點的電壓準位至該控制信號的電壓準位;一第二電晶體,依據該觸控停能信號調整該控制信號的電壓準位至該儲存節點的電壓準位;以及一第三電晶體,依據該儲存節點的電壓準位與該觸控停能信號的電壓準位調整該第一電容的第二端的電壓準位。
- 如請求項3所述之移位暫存器,其中該第一電晶體的控制端用以接收該第二時脈信號,該第一電晶體的一端耦接該開關模組,該第一電晶體的另一端耦接該儲存節點,該第二電晶體的一端耦接該儲存節點,該第二電晶體的另一端耦接至該控制信號,該第二電晶體的控制端用以接收該觸控停能信號,該第三電晶體的一端耦接該第一電容的第二端,該第三電晶體的另一端用以接收該觸控停能信號,該第三電晶體的控制端耦接該儲存節點。
- 如請求項3所述之移位暫存器,其中該第一電晶體的控制端用以接收該第二時脈信號,該第一電晶體的一端耦接該開關模組,該第一電晶體的另一端耦接該儲存節點,該第二電晶體的一端耦接該第一電容的第二端,該第二電晶體的另一端耦接至該控制信號,該第二電晶體的控制端用以接收該觸控停能信號,該第三電晶體的一端耦接該第一電容的第二端,該第三電晶體的另一端用以接收該觸控停能信號,該第三電晶體的控制端耦接該儲存節點。
- 如請求項3所述之移位暫存器,其中該第一電晶體的控制端用以接收該第二時脈信號,該第一電晶體的一端耦接該開關模組,該第一電晶體的另一端耦接該儲存節點,該第二電晶體的一端耦接該第一電容的第二端,該第二電晶體的另一端耦接至該控制信號,該第二電晶體的控制端耦接該儲存節點,該第三電晶體的一端耦接該第一電容的第二端,該第三電晶體的另一端用以接收該觸控停能信號,該第三電晶體的控制端耦接該儲存節點。
- 如請求項3所述之移位暫存器,更包括一輔助下拉模組,該輔助下拉模組依據一觸控致能信號的電壓準位調整該輸出信號至該參考電壓,且該輔助下拉模組依據該觸控致能信號的電壓準位調整該控制信號至該參考電壓。
- 如請求項7所述之移位暫存器,其中該輔助下拉模組更包含:一第四電晶體,依據該觸控致能信號調整該輸出信號至一第二參考電壓;以及一第五電晶體,依據該觸控致能信號調整該控制信號至該第二參考電壓。
- 如請求項1所述之移位暫存器,其中該上拉模組包括一第二電容與一上拉電晶體,該上拉電晶體的一端用以接收該第一時脈信號,該上拉電晶體的另一端耦接至該輸出信號,該上拉電晶體的控制端用以接收該控制信號,該第二電容的兩端分別用以接收該控制信號與該輸出信號,該第二電容的電容值為該第一電容的電容值的兩倍。
- 如請求項1所述之移位暫存器,其中於一操作週期中,該第二時脈信號的時序先於該第一時脈信號的時序。
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