TWI582737B - 閘極驅動電路 - Google Patents

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Description

閘極驅動電路
本發明為一種移位暫存器，特別是一種內嵌式觸控面板內的移位暫存器。
移位暫存器(shift register)被廣泛應用於資料驅動電路與閘極驅動電路，用以分別控制各資料線取樣資料信號之時序，以及為各閘極線產生掃描信號。在資料驅動電路中，移位暫存器用以輸出一選取信號至各資料線，使得影像資料可依序被寫入各資料線。另一方面，在閘極驅動電路中，移位暫存器用以產生一掃描信號至各閘極線，用以依序將供應至各資料線之影像信號寫入各畫素。
一般非觸控面版的閘極驅動電路包括了複數個移位暫存器，其中每一個移位暫存器接收來自上一級的移位暫存器的輸出信號作為該移位暫存器的啟動信號。而在觸控面板的閘極電路運作上，因為需要感測觸控面板是否有被觸碰，因此習知的閘極驅動電路以及驅動方法便無法直接適用在觸控面板上。
第1圖為習知閘極電路示意圖。第1圖中的閘極電路包括了複數個移位暫存器SRC1、SRC2至SRCN。除了第一級的移位暫存器SRC1是接收啟動信號STV而被致能外，其餘每一個移位暫存器都是接收前一級移位暫存器的輸出信號而被致能，且下一 級移位暫存器的輸出信號會反致能移位暫存器(也就是使移位暫存器關閉)。但是在觸控面板的驅動機制上，必須保留一段時間作為觸控感測期間，以感測使用者對於觸控面板的觸控。在觸控感測期間，閘極電路必須暫停運作，如此一來，可能造成移位暫存器無法正確地接收上一級移位暫存器的輸出信號而被啟動，或是無法正確地接收下一級移位暫存器的輸出信號而被關閉。
本發明的一實施例提供一種閘極驅動電路，用以驅動一像素陣列，該閘級驅動電路包括複數個移位暫存器，其中該閘極驅動電路的一顯示週期內包括至少一觸控偵測周期，且一第N級移位暫存器與一前一級(例如為第N-1級)移位暫存器之間對應一觸控偵測周期。該第N級移位暫存器包括一上拉控制電路、一上拉輸出電路、一下拉電路以及一觸發電路。該上拉控制電路，用以接收該前一級移位暫存器的輸出信號。該上拉輸出電路，耦接該上拉控制電路，在非觸控偵測周期期間輸出一第一輸出信號為該第N級移位暫存器的輸出信號。該下拉電路，耦接該上拉輸出電路以及該上拉控制電路，接收並根據一次一級(例如為第N+1級)移位暫存器的輸出信號改變該第一輸出信號的邏輯準位。該觸發電路，耦接該該上拉輸出電路以及該上拉控制電路，接收該前一級移位暫存器的輸出信號被致能，且在該觸控偵測周期期間，根據一觸控偵測信號額外輸出一第二輸出信號為該第N級移位暫存器的輸出信號。
本發明的另一實施例為一種閘極驅動電路，用以驅 動一像素陣列，該閘級驅動電路包括複數個移位暫存器，其中該閘極驅動電路的一圖框週期內包括一觸控偵測周期，且一第N級移位暫存器與一前一級移位暫存器之間對應該觸控偵測周期，該第N級移位暫存器接收的一第一時脈訊號的長度大於該觸控偵測週期的長度。
SRC1、SRC2、SRCN、SR5、SR7‧‧‧移位暫存器
51‧‧‧觸發信號產生電路
81‧‧‧上拉控制電路
82‧‧‧上拉輸出電路
83‧‧‧下拉電路
84‧‧‧觸發電路
1301‧‧‧第一閘級驅動電路
1302‧‧‧第二閘級驅動電路
1303‧‧‧像素陣列
OUTN‧‧‧第一輸出信號
OUTNX‧‧‧第二輸出信號
OUT(N-1)或OUT(N+1)‧‧‧前一級移位暫存器的第一輸出信號
OUT(N-1)X或OUT(N+1)X‧‧‧收前一級移位暫存器的第二輸出信號
Vx‧‧‧觸控偵測信號
第1圖為習知知閘極電路示意圖。
第2圖為內嵌式觸控面板與非內嵌式觸控面板的顯示週期示意圖。
第3圖為一非內嵌式觸控面板的閘極電路內的移位暫存器的時脈示意圖。
第4圖為一內嵌式觸控面板的閘極電路內的移位暫存器的時脈示意圖。
第5圖為根據本發明之一內嵌式觸控面板的一實施例的示意圖。
第6圖為根據本發明之內嵌式觸控面板的閘極電路內的移位暫存器的一實施例的時脈示意圖。
第7A圖為根據本發明觸發信號的一實施例的示意圖。
第7B圖為根據本發明觸發信號的另一實施例的示意圖。
第7C圖為根據本發明觸發信號的另一實施例的示意圖。
第8A圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的一實施例的示意圖。
第8B圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。
第9圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。
第10圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。
第11圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。
第12圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。
第13圖為根據本發明之一內嵌式觸控面板的另一實施例的示意圖。
第2圖為內嵌式觸控面板與非內嵌式觸控面板的顯示週期示意圖。以液晶顯示器的掃描頻率(frame rate)1/60秒(畫面更新頻率：60Hz)的圖框(FRAME)週期來看，內嵌式觸控面板必須將一部分時間作為觸控偵測週期，以感測使用者的觸控狀況。因為目前的閘極驅動電路中的複數個移位暫存器的驅動方式是由位於觸控偵測週期前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器的輸出信號觸發觸控偵測週期後一級(例如為第N級)的移位暫存器，且觸 控偵測週期後一級(例如為第N級)的移位暫存器的輸出信號回傳給位於觸控偵測週期前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器，加速觸控偵測週期前一級移位暫存器的輸出信號迅速被下拉至低電壓準位。而在觸控偵測週期時間，閘極驅動電路內的移位暫存器無法正確的被驅動，因此容易造成位於觸控偵測周期前後的移位暫存器的輸出信號的上升時間或下降時間異常，因此需要利用外部的信號與電路來改善這個問題。
因為閘極驅動電路的驅動方式是循序式的驅動方式，因此只要知道觸控偵測週期的起始時間t1與結束時間t2，就可以知道受影響的移位暫存器，接著再透過外部輸入信號，或是針對移位暫存器的電路進行修改，以改善內嵌式觸控面板因觸控偵測週期造成閘極驅動電路的可能異常。
第3圖為一非內嵌式觸控面板的閘極電路內的移位暫存器的時脈示意圖。在第3圖中，僅以4個移位暫存器為例說明，這4個移位暫存器是連續串接的，在第3圖中，CLK1、CLK3、CLK5以及CLK7表示的是時脈信號的波形，SR3、SR5以及SR7是各個移位暫存器的上拉控制信號波形。從第3圖中可以看到，移位暫存器SR5的上拉控制信號波形先因為時脈信號CLK3預先充電到第一電壓準位，接著接收時脈信號CLK5時，移位暫存器SR5的上拉控制信號波形上拉到第二電壓準位。接著，當時脈信號CLK5由高電壓準位轉變為低電壓準位時，移位暫存器SR5的上拉控制信號波形先下拉至第一電壓準位。接著當移位暫存器SR5偵測到時脈信號CLK7由高電壓準位轉變為低電壓準位時，移位暫存器SR5的上拉控制信號波形被下拉至第三電壓準位。
第4圖為一內嵌式觸控面板的閘極電路內的移位暫存器的時脈示意圖。在第4圖中，在移位暫存器SR5與SR7之間被安插了觸控偵測週期(TP sensing)。因此在觸控偵測週期期間，時脈信號暫時停止輸出，因此移位暫存器SR5的上拉控制信號缺乏移位暫存器SR7的輸出信號來對移位暫存器SR5的上拉控制信號放電，因此移位暫存器SR5的上拉控制信號的位準降低，進而影響輸出信號(未繪示)的下降時間。同時，移位暫存器SR7在觸控偵測週期期間缺乏移位暫存器SR5的輸出信號來致能移位暫存器SR7，使得移位暫存器SR7的上拉控制信號的位準上升，進而影響輸出信號(未繪示)的上升時間。因此，本案提出了不同的機制去改善對應於觸控偵測週期的移位暫存器，如移位暫存器SR5與SR7，的上升時間或下降時間。
為了解決這個問題，請參考第5圖。第5圖為根據本發明之一內嵌式觸控面板的一實施例的示意圖。在第5圖中，只有用部分元件來說明，並非本實施例之元件僅限於此。在本實施例中，觸控偵測週期是在移位暫存器SR5與SR7之間產生，因此觸發信號產生電路51會輸出一觸發信號到移位暫存器SR5且/或SR7，以改善前述之缺點。在本實施例中，觸發信號產生電路51至少產生一觸發信號至移位暫存器SR5，以改善移位暫存器SR5的輸出信號的下降時間(falling time)。在另一實施例中，觸發信號產生電路51分別產生兩個不同的觸發信號給移位暫存器SR5以及移位暫存器SR7，以改善移位暫存器SR5的輸出信號的下降時間(falling time)以及移位暫存器SR7的輸出信號的上升時間(rising time)。關於觸發信號產生電路51產生的觸發信號，請參考第7A~7C圖， 關於調整後的時脈信號，請參考第6圖。
第6圖為根據本發明之內嵌式觸控面板的閘極電路內的移位暫存器的一實施例的時脈示意圖。請一併參考第4圖與第1圖。如第4圖所示，因為在觸控偵測週期中，所有的時脈信號都維持在低電壓準位(也就是說沒有時脈信號的產生)。因此，本實施例為在觸控偵測週期期間，調整輸入到移位暫存器SR5與SR7的時脈信號。在第6圖中，調整輸入到移位暫存器SR7的時脈信號CLK7，使其在觸控偵測週期間仍維持高電壓準位。如此一來可確保移位暫存器SR5的上拉控制信號可以正確地維持在第一邏輯準位，且移位暫存器SR7的上拉控制信號可以正確地維持在第二邏輯準位(較高的邏輯準位)。
第7A圖為根據本發明觸發信號的一實施例的示意圖。在現有的技術中，在觸控偵測週期期間，時脈信號源是停止輸出時脈信號，因此在第7A圖中可以發現在時脈信號CLKB後，在觸控偵測週期期間是沒有時脈信號被產生，直到觸控偵測週期過後，才產生時脈信號CLKA。在第7A圖中，觸控偵測信號Vx為一外部信號，且觸控偵測信號Vx的邏輯準位為高準位的期間至少涵蓋了整個觸控偵測週期。利用觸控偵測信號Vx當作位於觸控偵測週期的前一級移位暫存器的輸出信號[例如是OUT(n-1)]和位於觸控偵測週期後一級移位暫存器的輸出信號OUTn的觸發訊號的相位，彌補因為在觸控偵測週期時，時脈信號中斷所造成位於觸控偵測週期前一級移位暫存器的下降時間(Falling Time)以及位於觸控偵測週期後一級移位暫存器的上升時間(Rising Time Delay)的影響。
假設一個閘極脈衝訊號(gate pulse)的時間長度為1Tgw，而每一個時脈信號的時間長度為4Tgw，也就是4倍脈沖訊號的時間長度。要注意的是，每一個時脈信號的時間長度可以依需求而給予不同的時間長度，且1 Tgw指的是一條資料線對畫素充電所需的時間。在本實施例中，觸控偵測信號Vx會與前一級的時脈信號CLKB及後一級時脈信號CLKA至少各重疊2Tgw的時間長度。在本實施例中，觸控偵測信號Vx要與時脈信號CLKA時間長度的一半重疊以及時脈信號CLKB時間長度的一半重疊，但可允許誤差0.5ms，也就是重疊的部分的時間長度介於2Tgw+/-0.5ms之間。換言之，在本實施例中，1 Tgw的時間長度為0.5ms。 在本實施例中，觸控偵測信號Vx的時間長度為觸控偵測週期(TTP)+4Tgw，其中TTP為觸控偵測週期的時間長度。換言之，在第7A圖中，位於觸控偵測週期前一級[第(n-1)級]的移位暫存器從第(n-2)級(未繪示)的輸出訊號開始，一直到觸控偵測信號Vx的下降時間為止是被致能的，而位於觸控偵測週期後一級(第n級)的移位暫存器從觸控偵測信號Vx的上升時間開始，一直到時脈信號CLKA的下降時間為止是被致能的。
第7B圖為根據本發明觸發信號的另一實施例的示意圖。在現有的技術中，在觸控偵測週期期間，時脈信號源是停止輸出時脈信號，因此在第7B圖中可以發現在時脈信號CLKB後，在觸控偵測週期期間是沒有時脈信號被產生，直到觸控偵測週期過後，才產生時脈信號CLKA。
在第7B圖中，觸控偵測信號Vx為一外部信號，且觸發偵測信號Vx的邏輯準位為高準位的期間剛好涵蓋了整個觸控 偵測週期。利用觸控偵測信號Vx當作觸控偵測週期的前一級[第(n-1)級]移位暫存器的上拉控制電路和觸控偵測週期的後一級(第n級)移位暫存器的上拉控制電路的觸發訊號的相位，彌補因為在觸控偵測週期時，時脈信號中斷所造成觸控偵測週期的前一級移位暫存器的下降時間(Falling Time)以及觸控偵測週期的後一級移位暫存器的上升時間(Rising Time)的影響。
在本實施例中，當時脈信號CLKB由高邏輯準位轉變為低邏輯準位時，觸控偵測信號Vx被上拉至高邏輯準位，且當偵測到時脈信號CLKA轉變為高邏輯準位時，觸控偵測信號Vx被下拉至低邏輯準位。換言之，在第7B圖中，觸控偵測信號Vx維持在高邏輯準位的時間剛好相等於觸控偵測週期的時間長度。
第7C圖為根據本發明觸發信號的另一實施例的示意圖。第7C圖中的觸控偵測信號Vx包含了在時脈信號CLKB之後的第一觸控偵測信號Vx1以及在時脈信號CLKA之前的第二觸控偵測信號Vx2。在本實施例中，第一觸控偵測信號Vx1與第二觸控偵測信號Vx2的時間長度至少為1 Tgw，其中第一觸控偵測信號Vx1用以將前一級(例如為第N-1級)移位暫存器的上拉控制信號拉高，以減少前一級移位暫存器輸出訊號的下降時間(falling time)，而第二觸控偵測信號Vx2則為反向掃描時使用，於反向掃描時，時脈信號CLKA是提供給觸控感測週期前一級的移位暫存器，時脈信號CLKB是提供給觸控感測週期後一級的移位暫存器，因此第二觸控偵測信號Vx2用以將前一級移位暫存器的上拉控制信號拉高，以減少前一級移位暫存器輸出訊號的下降時間(falling time)。
在本發明的一實施例中，嵌入式觸控面板的閘極驅動電路包括複數個疊加(cascaded)個移位暫存器。其中，當嵌入式觸控面板的觸控偵測週期在第(N-1)級移位暫存器與第N級移位暫存器之間產生時，第N級移位暫存器接收到的時脈信號的時間長度必須大於等於觸控偵測週期的長度，如第6圖所示。在另一個實施例中，除了第N級移位暫存器接收到的高邏輯準位的時脈信號的時間長度必須大於觸控偵測週期的長度外，同時第N-1級移位暫存器接收到高邏輯準位的時脈信號的時間長度也必須大於觸控偵測週期的長度。另外，在另一實施例中，第N級移位暫存器接收到的一第一時脈信號維持在高邏輯準位的時間必須大於觸控偵測週期的長度，而前一級[第(N-1)級]移位暫存器接收到一第二時脈訊號，該第一時脈訊號的邏輯準位上升的時間點早於該第二時脈訊號的邏輯準位下降的時間點。
在一實施例中，嵌入式觸控面板內的時脈產生電路可以直接根據觸控感測信號產生如第6圖中的時脈信號CLK7。
在前述的說明中，有部分是以改變移位暫存器所接收的時脈信號為主，但是在基於前述的概念之下，亦可透過改變移位暫存器的電路達成本發明的目的。本發明提供複數種移位暫存器的實施例，這些實施例的移位暫存器可以應用在內嵌式觸控面板。在觸控偵測週期中，這些移位暫存器可以接收觸控偵測信號VX，並輸出輸出信號給位於觸控偵測週期的前一級(例如為第N-1級)與位於觸控偵測週期的後一級(例如為第N級)的移位暫存器，以改善前一級移位暫存器的下降時間，以及後一級移位暫存器的上升時間。某些實施例中的移位暫存器可以適用於閘極驅動 電路中的所有移位暫存器，而某些實施例中的移位暫存器只可以適用於觸控偵測週期所對應的移位暫存器。
第8A圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的一實施例的示意圖。本實施例中的移位暫存器為對應觸控偵測週期的後一級(例如為第N級)的移位暫存器。以第5圖的實施例來說，第8A圖中的移位暫存器即是第5圖中的移位暫存器SR7。在另一例子中，本實施例中的移位暫存器可以應用在閘級驅動電路內所有的移位暫存器。如果移位暫存器為對應到觸控偵測週期後一級的移位暫存器，則移位暫存器於觸控偵測週期內額外輸出第二輸出信號OUTNX，若以第5圖的實施例來舉例，移位暫存器SR7會輸出第二輸出信號OUT7X給移位暫存器SR5，如果移位暫存器不是對應到觸控偵測週期的前一級或後一級的移位暫存器，則移位暫存器於非觸控偵測週期期間輸出第一輸出信號OUTN，若以第5圖的實施例來舉例，移位暫存器SR7會輸出第一輸出信號OUT7給移位暫存器SR5及移位暫存器SR9。
對於位於觸控偵測週期的後一級(例如為第N級)的移位暫存器來說，其包括上拉控制電路81、上拉輸出電路82、下拉電路83以及觸發電路84。上拉控制電路81接收前一級移位暫存器的第一輸出信號，例如為OUT(N-1)或OUT(N+1)。當閘級驅動電路是正向掃描時，前一級移位暫存器的輸出信號即為OUT(N-1)。當閘級驅動電路是反向掃描時，前一級移位暫存器的輸出信號即為OUT(N+1)。需注意的是，在本實施例中的前一級移位暫存器雖然以N-1或N+1做為說明，但在其他實施方式中，移位暫存器可能是以固定間隔連接，也就是說第N級移位暫存器的前一級可能是 第N-Y級或第N+Y及移位暫存器，Y為整數且小於N，如第5圖的實施例，Y即為2。
上拉輸出電路82，耦接該上拉控制電路81，並接收一第一時脈信號(圖上未繪出)。下拉電路83接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)。在非觸控偵測周期期間，下拉電路83與上拉輸出電路82用以輸出一第一輸出信號OUTN作為移位暫存器的輸出信號。同樣地，當閘級驅動電路是正向掃描時，次一級移位暫存器的第一輸出信號即為OUT(N+1)。當閘級驅動電路是反向掃描時，次一級移位暫存器的第一輸出信號即為OUT(N-1)。
對於位於觸控偵測週期的後一級(例如為第N級)的移位暫存器來說，觸發電路84接收前一級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N-1)X或OUT(N+1)X，以及觸控偵測信號Vx。在觸控偵測周期中，觸控偵測信號Vx被上拉到高電壓準位並輸出給觸發電路84，觸發電路84並接收到前一級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N-1)X或OUT(N+1)X，此時第N級移位暫存器輸出第二輸出信號OUTNX。
對於位於觸控偵測週期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器來說，請參考第8B圖，其包括上拉控制電路81、上拉輸出電路82、下拉電路83以及觸發電路84。上拉控制電路81接收相對於第(N-1)級的移位暫存器的前一級移位暫存器的輸出信號，例如為OUT(N-2)或OUTN。當閘級驅動電路是正向掃描時，第N-1級的移位暫存器的上拉控制電路接收的輸出信號即為OUT(N-2)。當閘級驅動電路是反向掃描時，上拉控制電路接收的輸出信號即 為OUTN。
對於位於觸控偵測週期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器來說，上拉輸出電路82接收第二時脈信號CLK2，且耦接上拉控制電路81。
對於位於觸控偵測週期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器來說，下拉電路83接收相對於第N-1級的移位暫存器的次一級移位暫存器的第一輸出信號，例如為OUTN或OUT(N-2)，且下拉電路83與上拉輸出電路82用以輸出移位暫存器的第一輸出信號OUT(N-1)。同樣地，當閘級驅動電路是正向掃描時，次一級移位暫存器的第一輸出信號即為OUTN。當閘級驅動電路是反向掃描時，次一級移位暫存器的第一輸出信號即為OUT(N-2)。
對於位於觸控偵測週期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器來說，觸發電路84接收相對於第N-1級的移位暫存器次一級的移位暫存器的第二輸出信號OUTNX或OUT(N-2)X，以及觸控偵測信號Vx。在觸控偵測周期中，觸控偵測信號Vx被上拉到高電壓準位並輸出給觸發電路84，觸發電路84並接收到後一級移位暫存器的第二輸出信號OUTNX或OUT(N-2)X，此時第N-1級移位暫存器輸出第二輸出信號OUT(N-1)X。
以對應一觸控偵測周期的前一級移位暫存器SR35與次一級移位暫存器SR36為例說明。原先在觸控偵測周期時，移位暫存器SR35無法接收到移位暫存器SR36的輸出信號，使得移位暫存器SR35的下降時間拉長，透過本實施例的觸發電路，在觸控偵測周期仍由移位暫存器SR36產生第二輸出信號OUT36X給移位暫 存器SR35，使得移位暫存器SR35的下降時間得以改善。同樣地，在觸控偵測周期內，移位暫存器SR36仍可接收到移位暫存器SR35輸出的第二輸出信號OUT35X，以改善移位暫存器SR36的上升時間。
本發明中，第5圖中的觸發信號產生電路51可以被應用在第8圖所示的移位暫存器，由觸發信號產生電路51輸出的觸發信號來決定觸發電路84是否被致能。
第9圖到第12圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的四個實施例的示意圖，皆以位於觸控偵測週期次一級(第N級)的移位暫存器來說明。第9圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的一實施例的示意圖。移位暫存器由複數個電晶體與電容所組成，其中第一電晶體T1對應第8圖中的上拉控制電路81，第二電晶體T2與第四電晶體T4對應第8圖中的下拉電路83，第三電晶體T3對應第8圖中的上拉輸出電路82，且第五電晶體T5與第六電晶體T6對應第8圖中的觸發電路84。
第一電晶體T1的輸入端與閘極端耦接，以接收前一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N-1)或OUT(N+1)。第二電晶體T2具有一輸入端耦接第一電晶體T1的輸出端，一閘極端接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一輸出端接地或相對低電位。第三電晶體T3具有一輸入端，用以接收時脈信號CLK，一閘極端，耦接第一電晶體T1的輸出端。第四電晶體T4具有一輸入端，耦接第三電晶體T3的輸出端，一閘極端，接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一輸出端接地或相對低電位。電容C具有一第一端，耦接第一 電晶體T1的輸出端，以及一第二端，耦接第三電晶體T3的輸出端。
第五電晶體T5具有一輸入端，接收觸控偵測信號Vx，一閘極端，耦接第一電晶體T1的輸出端，以及一輸出端以輸出第二輸出信號OUTNX。第六電晶體T6的輸入端與閘極端耦接，以接收前一級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N-1)X或OUT(N+1)X，且第六電晶體T6的輸出端耦接第一電晶體T1的輸出端。
而對於位於觸控偵測週期前一級(例如為第(N-1)級)的移位暫存器而言，其電晶體間的連接方式與位於觸控偵測週期次一級(例如為第N級)的移位暫存器相似，不同之處在於，於正向掃描時，位於觸控偵測周期的次一級(例如為第N級)的移位暫存器的第六電晶體T6的輸入端，係接收前一級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N-1)X，而位於觸控偵測周期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器的第六電晶體T6的輸入端，係接收次一級(例如為第N級)移位暫存器的第二輸出信號OUTNX。
在一般情況下(也就是顯示週期期間)，觸控偵測信號Vx是低電壓準位，此時移位暫存器透過第一輸出信號OUTN對前一級移位暫存器以及次一級移位暫存器的電壓準位進行上拉或下拉的動作，此時的第一輸出信號OUTN的電壓準位由時脈信號CLK決定。在觸控偵測週期期間，移位暫存器透過第二輸出信號OUTNX對前一級移位暫存器以及次一級移位暫存器的輸出信號的電壓準位進行上拉或下拉的動作，此時的第二輸出信號OUTNX的電壓準位由觸控偵測信號Vx決定。
在本實施例中，第5圖中的觸發信號產生電路51可以 被應用在第9圖所示的移位暫存器，由觸發信號產生電路51輸出的觸發信號來決定移位暫存器的第二輸出信號OUTNX的電壓準位。
第10圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。移位暫存器由複數個電晶體與電容所組成，其中第一電晶體T1對應第8圖中的上拉控制電路81，第二電晶體T2與第四電晶體T4對應第8圖中的下拉電路83，第三電晶體T3對應第8圖中的上拉輸出電路82，第五電晶體T5對應到第8圖中的觸發電路84。
第一電晶體T1的輸入端與閘極端耦接，以於觸控偵測週期期間接收前一級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N-1)X或OUT(N+1)X。第二電晶體T2具有一輸入端耦接第一電晶體T1的輸出端，一閘極端接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一輸出端接地或相對低電位。第三電晶體T3具有一輸入端，用以接收時脈信號CLK，一閘極端，耦接第一電晶體T1的輸出端。第四電晶體T4具有一輸入端，耦接第三電晶體T3的輸出端，一閘極端，接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一輸出端接地或相對低電位。電容C具有一第一端，耦接第一電晶體T1的輸出端，以及一第二端，耦接第三電晶體T3的輸出端。第五電晶體T5具有一輸入端，接收觸控偵測信號Vx，一閘極端，耦接第一電晶體T1的輸出端，以及一輸出端輸出移位暫存器的第二輸出信號OUTNX。
在一般情況下(也就是顯示週期期間)，觸控偵測信號Vx是低電壓準位，此時移位暫存器透過第一輸出信號OUTN對前 一級移位暫存器以及次一級移位暫存器的輸出信號的電壓準位進行上拉或下拉的動作，此時的輸出信號OUTN的電壓準位由時脈信號CLK決定。在觸控偵測週期期間，觸控偵測週期次一級(第N級)移位暫存器透過第二輸出信號OUTNX對前一級(第N-1級)移位暫存器的輸出信號的電壓準位進行下拉的動作，觸控偵測週期前一級(第N-1級)移位暫存器透過第二輸出信號OUT(N-1)X對次一級(第N級)移位暫存器的輸出信號的電壓準位進行上拉的動作，此時的輸出信號OUTNX或OUT(N-1)X的電壓準位由觸控偵測信號Vx決定。
在本實施例中，第5圖中的觸發信號產生電路51可以被應用在第10圖所示的移位暫存器，由觸發信號產生電路51輸出的觸發信號來決定移位暫存器的輸出信號OUTNX的電壓準位。
在此實施例中，對於位於觸控偵測週期前一級(例如為第(N-1)級)的移位暫存器而言，其電晶體間的連接方式與位於觸控偵測週期次一級(例如為第N級)的移位暫存器相似，不同之處在於，於正向掃描時，位於觸控偵測周期的次一級(例如為第N級)的移位暫存器的第一電晶體T1的輸入端，係接收前一級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N-1)X，而位於觸控偵測周期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器的第一電晶體T1的輸入端，係接收次一級(例如為第N級)移位暫存器的第二輸出信號OUTNX。
第11圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。移位暫存器由複數個電晶體與電容所組成，其中第一電晶體T1對應第8圖中的上拉控制電路81，第二電晶體T2與第四電晶體T4對應第8圖中的下拉電路83，第三電 晶體T3對應第8圖中的上拉輸出電路82，第五電晶體T5、第六電晶體T6以及第七電晶體T7對應到第8圖中的觸發電路84。
第一電晶體T1的輸入端與閘極端耦接，以接收前一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N-1)或OUT(N+1)。第二電晶體T2具有一輸入端耦接第一電晶體T1的輸出端，一閘極端接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一輸出端接地或相對低電位。第三電晶體T3具有一輸入端，用以接收時脈信號CLK，一閘極端，耦接第一電晶體T1的輸出端。第四電晶體T4具有一輸入端，耦接第三電晶體T3的輸出端，一閘極端，接收次一級移位暫存器的輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一輸出端接地或相對低電位。電容C具有一第一端，耦接第一電晶體T1的輸出端，以及一第二端，耦接第三電晶體T3的輸出端。第五電晶體T5具有一輸入端，接收觸控偵測信號Vx，一閘極端，耦接第一電晶體T1的輸出端，以及一輸出端用以輸出移位暫存器的第二輸出信號OUTNX。第六電晶體T6具有一輸入端耦接第六電晶體T6的閘極，用以接收第(N-Y)級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N-Y)X，以及一輸出端，耦接第一電晶體T1的輸出端。第七電晶體T7具有一輸入端耦接第七電晶體T7的閘極，用以接收第(N+Y)級移位暫存器的第二輸出信號OUT(N+Y)X，以及一輸出端，耦接第一電晶體T1的輸出端。在本實施例中，在一時間點上，第六電晶體T6與第七電晶體T7只有一個會被導通。
在一般情況下(也就是顯示週期期間)，觸控偵測信號Vx是低電壓準位，此時移位暫存器透過第一輸出信號OUTN對前一級移位暫存器以及次一級移位暫存器的輸出信號的電壓準位進 行上拉或下拉的動作，此時的第一輸出信號OUTN的電壓準位由時脈信號CLK決定。在觸控偵測週期期間，移位暫存器透過第二輸出信號OUTNX對前一級移位暫存器以及次一級移位暫存器的輸出信號的電壓準位進行上拉或下拉的動作，此時的第二輸出信號OUTNX的電壓準位由觸控偵測信號Vx決定。
在本實施例中，第5圖中的觸發信號產生電路51可以被應用在第11圖所示的移位暫存器，由觸發信號產生電路51輸出的觸發信號來決定移位暫存器的輸出信號OUTNX的電壓準位。
在此實施例中，對於位於觸控偵測週期前一級(例如為第(N-1)級)的移位暫存器而言，其電晶體間的連接方式與位於觸控偵測週期次一級(例如為第N級)的移位暫存器相似，不同之處在於，於正向掃描時，位於觸控偵測周期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器的第六電晶體T6的輸入端，係接收相對於該第N-1級移位暫存器的前一級移位暫存器的第二輸出信號，也就是第(N-2Y)級移位暫存器的觸發電路所輸出的第二輸出信號OUT(N-2Y)X，而位於觸控偵測周期的前一級(例如為第N-1級)的移位暫存器的第七電晶體T7的輸入端，係接收次一級(例如為第N級)移位暫存器的第二輸出信號OUTNX。
需補充說明的是，在本實施例中，觸控偵測週期可以是隨機的插入於兩顯示週期之間，舉例而言，以往在一個觸控偵測週期前的移位暫存器數量會等於觸控偵測週期後的移位暫存器數量，例如每驅動36級移位暫存器後會進行觸控偵測，之後再驅動36級移位暫存器後再進行觸控偵測，因此觸控偵測週期會介於第36級移位暫存器到第37級移位暫存器之間，以及第72級移位 暫存器到第73及移位暫存器之間，還有第108級移位暫存器到第109級移位暫存器之間，依此類推。本實施例由於有第六電晶體T6及第七電晶體T7，因此可不侷限於固定隔下才有觸控感測功能。
第12圖為根據本發明之閘級驅動電路內的一移位暫存器的另一實施例的示意圖。移位暫存器由複數個電晶體與電容所組成，其中第一電晶體T1對應第8圖中的上拉控制電路81，第二電晶體T2與第四電晶體T4對應第8圖中的下拉電路83，第三電晶體T3對應第8圖中的上拉輸出電路82，第二電容C2對應到第8圖中的觸發電路84。
第一電晶體T1的輸入端與閘極端耦接，以接收前一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N-1)或OUT(N+1)。第二電晶體T2具有一輸入端耦接第一電晶體T1的輸出端，一閘極端接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)，以及一輸出端接地或相對低電位。第三電晶體T3具有一輸入端，用以接收時脈信號CLK，一閘極端，耦接第一電晶體T1的輸出端。第四電晶體T4具有一輸入端，耦接第三電晶體T3的輸出端，一閘極端，接收次一級移位暫存器的第一輸出信號OUT(N+1)或OUT(N-1)以及一輸出端接地或相對低電位。第一電容C1具有一第一端，耦接第一電晶體T1的輸出端，以及一第二端，耦接第三電晶體T3的輸出端。第二電容C2具有一第一端，接收觸控偵測信號Vx，以及一第二端，耦接第三電晶體T3的閘極。
在本實施例中，利用電容耦合效應，使得觸控偵測信號Vx在從低電壓準位轉變為高電壓準位時，提供一瞬間向上的 脈衝信號給第一輸出信號OUTN，以產生類似第7C圖中第一觸發信號Vx1的效果，以改善前一級移位暫存器的下降時間。
在本實施例中，第5圖中的觸發信號產生電路51可以被應用在第12圖所示的移位暫存器，且觸發信號產生電路51產生的觸發信號Vx或是第一觸發信號Vx1被施加至第二電容C2，以改善前一級移位暫存器的下降時間。
在本發明的一種實施方式中，第12圖的電路亦可使用於非觸控面板中，對非觸控面板的第N級移位暫存器來說，此時觸發電路84耦接上拉輸出電路82以及上拉控制電路81，上拉輸出電路82接收第一時脈訊號CLK1，觸發電路則是接收遲於該第一時脈訊號CLK1的一第三時脈訊號CLK3(未繪示)。
在本發明的一種實施方式中，內嵌式觸控顯示裝置具有一閘極電路以驅動一像素陣列，其中閘極電路由複數個移位暫存器所組成，且每一移位暫存器的詳細電路如第9~12圖所示。
在本發明的另一種實施方式中，非內嵌式觸控顯示裝置具有一閘極電路以驅動一像素陣列，其中閘極電路由複數個移位暫存器所組成，且每一移位暫存器的詳細電路如第9、11~12圖所示。
在本發明的一種實施方式中，內嵌式觸控顯示裝置具有一閘極電路以驅動一像素陣列，其中閘極電路由複數個移位暫存器所組成，且閘極電路內的第N-1級與第N級移位暫存器對應到一觸控偵測周期。因此第N-1級與第N級移位暫存器可以如第9~12圖所示的移位暫存器所實現。
在本發明的一種實施方式中，內嵌式觸控顯示裝置 具有一閘極電路以驅動一像素陣列，其中閘極電路由複數個閘極驅動單元所組成，其中每一閘極驅動單元的輸出信號會傳送給下一級的閘極驅動單元，以啟動下一級的閘極驅動單元。且每一級閘極驅動單元的輸出信號會傳送給上一級的閘極驅動單元，以下拉上一級的閘極驅動單元的輸出信號。閘極驅動單元包括一移位暫存器以及一觸發電路，其中移位暫存器的一實施方式可由第8A圖或第8B圖中的上拉控制電路81、上拉輸出電路82以及下拉電路83所組成。而觸發電路的一實施方式為第8A圖或第8B圖中的觸發電路84。在如第2圖所示的顯示周期期間，閘極驅動單元的輸出信號由移位暫存器所決定，而在如第2圖所示的觸控偵測週期期間，觸發電路接收一觸控偵測信號，使得閘極驅動單元的輸出信號由觸發電路所決定。在本說明書中，第9、11、12圖中的電路亦可做為閘極驅動單元的實施方式。
第13圖為根據本發明之一內嵌式觸控面板的另一實施例的示意圖。在第13圖中，只有用部分元件來說明，並非本實施例之元件僅限於此。在第13圖中，內嵌式觸控面板包括一第一閘級驅動電路1301以及一第二閘級驅動電路1302以驅動一像素陣列1303。第一閘級驅動電路1301中包含了複數個奇數編號的移位暫存器，第二閘級驅動電路1302中包含了複數個偶數編號的移位暫存器。
在第13圖中，假設在前一級移位暫存器SR9與次一級移位暫存器SR11之間被安插了觸控偵測週期(TP sensing)，則可依前述的方式對移位暫存器SR9與SR11的輸出信號或接收的時脈信號進行調整，以達成本發明的目的。同樣的，第二閘級驅動電 路1302中的移位暫存器SR8、SR10且/或SR12也需以前述的方式對移位暫存器的輸出信號或接收的時脈信號進行調整，以達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
81‧‧‧上拉控制電路
82‧‧‧上拉輸出電路
83‧‧‧下拉電路
84‧‧‧觸發電路
OUTN‧‧‧第一輸出信號
OUTNX‧‧‧第二輸出信號
OUT(N-1)或OUT(N+1)‧‧‧前一級移位暫存器的第一輸出信號
OUT(N-1)X或OUT(N+1)X‧‧‧收前一級移位暫存器的第二輸出信號
Vx‧‧‧觸控偵測信號

Claims (18)

  1. 一種閘極驅動電路，用以驅動一像素陣列，該閘級驅動電路包括複數個移位暫存器，其中該閘極驅動電路的一圖框(FRAME)週期內包括一觸控偵測周期，且一第N級移位暫存器與一前一級移位暫存器之間對應該觸控偵測周期，該第N級移位暫存器包括：一上拉控制電路，用以接收該前一級移位暫存器的輸出信號；一上拉輸出電路，耦接該上拉控制電路，接收一第一時脈信號，在非觸控偵測周期期間輸出一第一輸出信號為該第N級移位暫存器的輸出信號；一下拉電路，耦接該上拉輸出電路以及該上拉控制電路，接收一次一級移位暫存器的輸出信號；以及一觸發電路，耦接該上拉輸出電路以及該上拉控制電路，接收一觸控偵測信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動電路，其中該上拉控制電路為一第一電晶體，該下拉電路由一第二電晶體與一第四電晶體組成，該上拉輸出電路為一第三電晶體，該第N級移位暫存器的電路連接方式如下：該第一電晶體具有一輸入端，耦接該第一電晶體的一閘極端，以接收該前一級移位暫存器的輸出信號； 該第二電晶體具有一輸入端耦接該第一電晶體的一輸出端，一閘極端接收該次一級移位暫存器的輸出信號，以及一輸出端接地或相對低電位；該第三電晶體具有一輸入端，用以接收該第一時脈信號，一閘極端，耦接該第一電晶體的該輸出端，以及一輸出端以輸出該第一輸出信號；該第四電晶體具有一輸入端，耦接該第三電晶體的該輸出端，一閘極端，接收該次一級移位暫存器的輸出信號，以及一輸出端接地或相對低電位；以及一第一電容具有一第一端，耦接該第一電晶體的該輸出端，以及一第二端，耦接該第三電晶體的該輸出端。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的閘極驅動電路，該觸發電路由一第五電晶體與一第六電晶體所形成，其中：該第五電晶體，具有一輸入端以接收該觸控偵測信號，一閘極端，耦接該第一電晶體的該輸出端，以及一輸出端以輸出一第二輸出信號；以及該第六電晶體具有一輸入端與該第六電晶體的一閘極端耦接，以及一輸出端耦接第一電晶體的輸出端，其中該第六電晶體係接收該前一級移位暫存器的一觸發電路的一第二輸出信號。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的閘極驅動電路，其中該觸發電路為一第五電晶體，具有一輸入端以接收該觸控偵測信 號，一閘極端，耦接該第一電晶體的該輸出端，以及一輸出端以輸出一第二輸出信號。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的閘極驅動電路，其中該觸發電路由一第五電晶體、一第六電晶體以及一第七電晶體所形成，其中：該第五電晶體，具有一輸入端，接收該觸控偵測信號，一閘極端，耦接第一電晶體的該輸出端，以及一輸出端以輸出一第二輸出信號；該第六電晶體，具有一輸入端耦接該第六電晶體的一閘極，用以接收一第(N-Y)級移位暫存器的一觸發電路輸出的一第二輸出信號，以及一輸出端，耦接第一電晶體的該輸出端，Y為整數且小於N；以及該第七電晶體，具有一輸入端耦接該第七電晶體的一閘極，用以接收一第(N+Y)級移位暫存器的一觸發電路輸出的一第二輸出信號，以及一輸出端，耦接第一電晶體的該輸出端，其中在該觸控偵測周期內，該第六電晶體與該第七電晶體只有一個會被導通。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的閘極驅動電路，其中該觸發電路由一第二電容所形成，該第二電容具有一第一端，接收該觸控偵測信號，以及一第二端，耦接該第一電晶體的該輸出端。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的閘極驅動電路，其中，該前一級移位暫存器包括： 一上拉控制電路，用以接收該第N級移位暫存器的該第二輸出信號；一上拉輸出電路，耦接該上拉控制電路，並在非觸控偵測周期期間輸出一第一輸出信號；一下拉電路，耦接該上拉輸出電路以及該上拉控制電路，接收該第N級移位暫存器的該第一輸出信號；以及一觸發電路，耦接該上拉輸出電路及該上拉控制電路，並接收該觸控偵測信號，且輸出一第二輸出信號為該前一級移位暫存器的輸出信號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動電路，其中該前一級移位暫存器包括：一上拉控制電路，用以接收一前二級移位暫存器的輸出信號；一上拉輸出電路，耦接該上拉控制電路，接收一第二時脈信號，在非觸控偵測周期期間輸出一第一輸出信號為該前一級移位暫存器的輸出信號；一下拉電路，耦接該上拉輸出電路以及該上拉控制電路，接收該第N級移位暫存器的輸出信號；以及一觸發電路，耦接該上拉輸出電路以及該上拉控制電路，接收該觸控偵測信號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的閘極驅動電路，其中該上拉控制電路為一第一電晶體，該下拉電路由一第二電晶體與一 第四電晶體組成，該上拉輸出電路為一第三電晶體，該前一級移位暫存器的電路連接方式如下：該第一電晶體具有一輸入端，耦接該第一電晶體的一閘極端，以接收該前二級移位暫存器的輸出信號；該第二電晶體具有一輸入端，耦接該第一電晶體的一輸出端，一閘極端接收該第N級移位暫存器的輸出信號，以及一輸出端接地或相對低電位；該第三電晶體具有一輸入端，用以接收該第二時脈信號，一閘極端，耦接該第一電晶體的該輸出端，以及一輸出端以輸出該第一輸出信號；該第四電晶體具有一輸入端，耦接該第三電晶體的該輸出端，一閘極端，接收該第N級移位暫存器的輸出信號，以及一輸出端接地或相對低電位；一第一電容具有一第一端，耦接該第一電晶體的該輸出端，以及一第二端，耦接該第三電晶體的該輸出端。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的閘極驅動電路，該觸發電路由一第五電晶體與一第六電晶體所形成，該第五電晶體具有一輸入端，接收該觸控偵測信號，一閘極端，耦接該第一電晶體的該輸出端，以及一輸出端以輸出一第二輸出信號；該第六電晶體具有一輸入端與該第六電晶體的一閘極端耦接，以及一輸出端耦接第一電晶體的輸出端，其中該第六電晶 體係接收該第N級移位暫存器的一觸發電路所輸出的一第二輸出信號。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的閘極驅動電路，其中該觸發電路由一第五電晶體、一第六電晶體以及一第七電晶體所形成，該第五電晶體具有一輸入端，接收該觸控偵測信號，一閘極端，耦接第一電晶體的該輸出端，以及一輸出端以輸出一第二輸出信號；該第六電晶體，具有一輸入端耦接該第六電晶體的一閘極，用以接收一第(N-2Y)級移位暫存器的一觸發電路所輸出的一第二輸出信號，以及一輸出端，耦接第一電晶體的該輸出端，Y為整數且小於N；該第七電晶體，具有一輸入端耦接該第七電晶體的一閘極，用以接收該第N級移位暫存器的一觸發電路所輸出的一第二輸出信號，以及一輸出端，耦接第一電晶體的該輸出端，其中在一時間點上，該第六電晶體與該第七電晶體只有一個會被導通。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的閘極驅動電路，其中該觸發電路由一第二電容所形成，該第二電容具有一第一端，接收該觸控偵測信號，以及一第二端，耦接該第一電晶體的該輸出端。
  13. 如申請專利範圍第6項所述的閘極驅動電路，該觸控偵測信號維持在高邏輯準位的時間大於等於1Tgw，且小於等於 該觸控偵測週期的長度，其中Tgw為一個脈衝訊號的時間長度。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動電路，該觸控偵測信號維持在高邏輯準位的時間大於等於該觸控偵測週期的長度。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的閘極驅動電路，其中該第一時脈信號在一第一區間維持在高邏輯準位，該觸控偵測信號在一第二區間維持在高邏輯準位，該第二區間與該第一區間重疊的時間小於2Tgw+0.5毫秒(ms)，Tgw為一個脈衝訊號的時間長度，且該第一區間的時間長度約為4Tgw。
  16. 如申請專利範圍第8項所述的閘極驅動電路，其中該第二時脈信號在一第一區間維持在高邏輯準位，該觸控偵測信號在一第二區間維持在高邏輯準位，該第二區間與該第一區間重疊的時間大於零且小於2Tgw+0.5毫秒(ms)，Tgw為一個脈衝訊號的時間長度，且該第一區間的時間長度約為4Tgw。
  17. 一種閘極驅動電路，用以驅動一像素陣列，該閘級驅動電路包括複數個移位暫存器，其中該閘極驅動電路的一圖框週期內包括一觸控偵測周期，且一第N級移位暫存器與一前一級移位暫存器之間對應該觸控偵測周期，該第N級移位暫存器接收的一第一時脈訊號的長度大於該觸控偵測週期的長度。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的閘極驅動電路，該前一級移位暫存器接收一第二時脈訊號，該第一時脈訊號的邏輯準位上升的時間點早於該第二時脈訊號的邏輯準位下降的時間點。
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