TWI726523B - 驅動電路 - Google Patents

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TWI726523B
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Abstract

一種驅動電路，包含第S級暫存器、第一走線、第(S+A)級暫存器及第二走線。第S級暫存器包含第一穩壓電路，第一穩壓電路透過S級第一開關單元及S級第二開關單元接收第S級控制訊號，使第S級暫存器進行穩壓處理，及輸出第S級掃描訊號。第一走線電性連接於S級第一開關單元。第(S+A)級暫存器中之(S+A)級第三開關單元電性連接於第一走線及(S+A)級第四開關單元，用以接收第S級控制訊號，使第(S+A)級暫存器進行穩壓處理。S和A皆為正整數。第二走線電性連接於S級第二開關單元及(S+A)級第四開關單元。

Description

驅動電路
本揭示內容關於一種驅動電路，特別是根據控制訊號進行穩壓處理，以輸出掃描訊號。
隨著顯示技術的快速發展，顯示面板廣泛地運用於人們的日常生活中，並扮演越來越重要的角色。舉例而言，顯示面板可以運用於電視、電腦、手機…等各種電子裝置中，用以呈現出各種不同資訊。
目前，顯示面板的設計趨勢為輕薄短小。意即，顯示面板上的「邊框」寬度越小越好。因此，「閘極驅動電路(Gate Driver on Array，簡稱GOA)」的技術乃被開發出來。但是，在顯示面板處理的訊號解析度及刷新率越來越高的情況下，顯示面板上能夠用於布局GOA電路的面積也相對下降，而形成一個設計上的挑戰。
本揭示內容之一態樣為一種驅動電路，包含第S級暫存器、第一走線、第(S+A)級暫存器及第二走線。第S級暫存器包含第一穩壓電路。第一穩壓電路包含S級第一開 關單元及S級第二開關單元。S級第一開關單元及S級第二開關單元用以接收第S級控制訊號，使第S級暫存器進行穩壓處理，以輸出第S級掃描訊號。第一走線電性連接於S級第一開關單元的一控制端。第(S+A)級暫存器包含一(S+A)級第一開關單元、(S+A)級第二開關單元、(S+A)級第三開關單元及(S+A)級第四開關單元。(S+A)級第三開關單元電性連接於第一走線及(S+A)級第四開關單元，用以接收第S級控制訊號，使第(S+A)級暫存器進行穩壓處理，S和A皆為正整數。第二走線電性連接於S級第二開關單元及(S+A)級第四開關單元的一控制端。
本揭示內容係透過兩條走線，使暫存器能透過後級的其他暫存器形成訊號路徑，將控制訊號傳遞給對應的開關單元，以導通或關斷對應的切換開關。由於走線位於多級暫存器之間的空隙區域，故驅動電路的佔用面積將得以縮減。
100‧‧‧驅動電路
110‧‧‧穩壓電路
120‧‧‧穩壓電路
T11‧‧‧開關單元
T12‧‧‧開關單元
T13‧‧‧開關單元
T14‧‧‧開關單元
T15‧‧‧開關單元
T16‧‧‧開關單元
T17‧‧‧開關單元
T18‧‧‧開關單元
T21‧‧‧開關單元
T22‧‧‧開關單元
T23‧‧‧開關單元
T24‧‧‧開關單元
T25‧‧‧開關單元
T26‧‧‧開關單元
T27‧‧‧開關單元
T28‧‧‧開關單元
Ta‧‧‧開關電晶體
Tb‧‧‧開關電晶體
Tc‧‧‧開關電晶體
Td‧‧‧開關電晶體
Te‧‧‧開關電晶體
Tf‧‧‧開關電晶體
200‧‧‧驅動電路
210‧‧‧第一穩壓電路
220‧‧‧第二穩壓電路
230‧‧‧第三穩壓電路
240‧‧‧第四穩壓電路
Q(n)‧‧‧控制訊號
Q(n-a)‧‧‧控制訊號
Q(S)‧‧‧控制訊號
Q(S-B)‧‧‧控制訊號
Q(S+A)‧‧‧控制訊號
SR_1‧‧‧第一級暫存器
SR_2‧‧‧第二級暫存器
SR_S‧‧‧暫存器
SR_S+1‧‧‧暫存器
SR_S+A‧‧‧暫存器
SR_S-B:暫存器
SR_N-1:暫存器
SR_N:暫存器
LC1:控制訊號
LC2:控制訊號
L31:第一走線
L32:第二走線
L31:第一走線
L32:第二走線
L33:第三走線
L34:第四走線
L35:第五走線
第1圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的驅動電路的等效電路圖。
第2圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的一驅動電路的佈線示意圖。
第3圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的另一驅動電路的佈線示意圖。
第4A~4C圖為本揭示內容之部分實施例所繪示的又一驅動電路的佈線示意圖。
以下將以圖式揭露本案之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本案。也就是說，在本揭示內容部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
於本文中，當一元件被稱為「連接」或「耦接」時，可指「電性連接」或「電性耦接」。「連接」或「耦接」亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用「第一」、「第二」、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。
請參閱第1圖所示，係一種驅動電路100的等效電路示意圖。在部份實施例中，驅動電路100應用於顯示面板。驅動電路100包含多個暫存器，用以透過多條掃描線(Gate line)，依序導通顯示面板上的多排畫素電路中的電晶體開關，以驅動畫素電路中的發光單元。第1圖所示為驅動電路100中的第n級暫存器，暫存器依照驅動順序可分為第一級、第二級…第N級。第1圖所示之暫存器包含二個 穩壓電路110、120及多個電晶體開關Ta、Tb、Tc、Td、Te、Tf。其中，當電晶體開關Tb或電晶體開關Te關斷時，驅動電路100將輸出掃描訊號G(n)，以驅動對應的畫素電路。
穩壓電路110、120分別輪流用以控制電晶體開關Tb及電晶體開關Te導通或關斷，以減緩制電晶體開關Tb及電晶體開關Te的應力(stress)效應，改善耐用性(Life time)。如第1圖所示，穩壓電路110中包含多個開關單元T11~T14(如：場效電晶體、薄膜電晶體)。其中穩壓電源VSSQ、VSSG分別用以穩定不同的節點電壓(穩壓電源VSSQ對應於接收接收控制訊號Q(n)之節點、穩壓電源VSSG對應於接收掃描訊號G(n)之節點)，穩壓電源VSSQ小於穩壓電源VSSG。開關單元T11及開關單元T12的控制端用以接收控制訊號Q(n)，開關單元T13及開關單元T14的控制端則用以接收另一控制訊號Q(n-a)。控制訊號Q(n-a)係由前a級的暫存器傳來的控制訊號，使穩壓電路110能提早關斷電晶體開關Tb，避免延遲。在部份實施例中，穩壓電路110、120可為下拉電路(Pull-down)，用以在需要驅動對應之畫素電路時，搭配控制訊號LC1、LC2拉低電晶體開關Ta~Tf控制端的電壓，以關斷電晶體開關Ta~Tf，使得掃描訊號G(n)能傳遞至畫素電路。
舉例而言，若第1圖所示的暫存器為驅動電路中的第三級暫存器，開關單元T11及開關單元T12用以接收用以接收控制訊號Q(3)、開關單元T13及開關單元T14則用以接收用以接收控制訊號Q(1)。據此，當第一級暫存器輸出 掃描訊號時，第三級暫存器能同時接收到控制訊號Q(1)，以提前關斷電晶體開關Tb。同理，穩壓電路120同樣能透過開關單元T15及開關單元T16接收控制訊號Q(n)，且透過開關單元T17及開關單元T18接收另一控制訊號Q(n-a)。
請參閱第2圖所示，為驅動電路100中一個暫存器的佈線圖，對應於第1圖所示之等效電路。如第2圖所示，第1圖中所示之穩壓電路110中開關單元T11~T14的位置係對應穩壓電路120中開關單元T15~T18的位置。開關單元T11、T15透過訊號線La接收控制訊號Q(n)。開關單元T12、T16則透過訊號線Lb接收控制訊號Q(n)。然而，在第2圖所示的佈線圖中，訊號線Lb佔用了過多的面積，而使得顯示面板無法縮減其邊框的面積。此外，訊號線Lb還必須透過兩個穿孔H1、H2，從電路基板的一側面延伸到另一側面，才能順利地連接到開關單元T12、T16，但穿孔H1、H2將會影響到訊號傳輸的穩定性。
第3圖所示為根據本揭示內容的另一種佈線方式。在部份實施例中，驅動電路200包含多級暫存器SR_S、SR_S+A、SR_S-B。S、A、B皆為正整數。第S級暫存器SR_S中開關單元T11、T15的控制端用以接收第S級控制訊號Q(S)。開關單元T11、T15的控制端用以透過第一走線L31將第S級控制訊號Q(S)傳給暫存器SR_S+A，且透過第二走線L32連接回開關單元T12、T16。第S級暫存器SR_S中開關單元T13、T14則用以接收暫存器SR_S-B傳來的第(S-B)級控制訊號Q(S-B)。如此，即可讓走線L31、L32配置於開 關單元之間的空隙，而無須佔用過多的面積。
為便於說明，在此根據第4A~4C圖所示之佈線圖進行說明。在部份實施例中，驅動電路200包含N個暫存器及多條走線。暫存器SR_1~SR_N係佈設於電路基板上，且沿著第一方向(如：縱向)排列，以分別電性連接至多條掃描線。第4A~4C圖所示為為驅動電路200中沿著縱向依序排列的多個暫存器，且為「A=2」之例子，即暫存器會接收前2級的訊號、且傳送訊號至後2級：第4A圖所示為驅動電路200中最前端的第一級暫存器SR_1、第二級暫存器SR_2。第4B圖所示為第S級暫存器SR_S、第S+1級暫存器SR_S+1、第S+A級暫存器SR_S+A。第4C圖所示為最後兩級暫存器SR_N-1、SR_N。S和A皆為正整數。
舉例而言，第S級暫存器SR_S可為驅動電路200中的第3級暫存器、第(S+A)級暫存器SR_S+A可為驅動電路200中的第5級暫存器。每個暫存器皆包含如第1圖所示之兩個穩壓電路。在部份實施例中，穩壓電路中之各個電晶體的位置係相互對應，在此不另復述。
如第4A圖所示，驅動電路200透過控制線L40，分別提供觸發訊號ST至第一級暫存器SR_1、第二級暫存器SR_2。其中，觸發訊號ST係提供給驅動電路200中的前A級(本實施例A=2)，與控制訊號相關。
請參閱第4B圖所示，第S級暫存器SR_S包含第一穩壓電路210，且透過第一走線L31、第二走線L32傳輸控制訊號。第一穩壓電路210包含S級第一開關單元T11、 S級第二開關單元T12、S級第三開關單元T13及S級第四開關單元T14。該些開關單元T11~T14對應於第1圖所示之等效電路，故在此不另贅述其運作方式。
S級第一開關單元T11及S級第二開關單元T12的控制端(如：電晶體之閘極)用以接收第S級控制訊號，使第S級暫存器SR_S進行穩壓處理。例如：第S級暫存器SR_S根據第S級控制訊號關斷開關單元T11、T12，使驅動電路200得以輸出第S級掃描訊號至畫素電路。
第一走線L31之一端電性連接於S級第一開關單元T11的控制端。第(S+A)級暫存器SR_S+A包含(S+A)級第一開關單元T21、(S+A)級第二開關單元T22、(S+A)級第三開關單元T23及(S+A)級第四開關單元T24。該些開關單元T21~T24對應於第1圖所示之等效電路，故在此不另贅述其運作方式。(S+A)級第三開關單元T23的控制端電性連接於第一走線L31的另一端，以及連接於(S+A)級第四開關單元T24，用以接收第S級控制訊號，使第(S+A)級暫存器SR_S+A進行穩壓處理。意即，當第S級暫存器SR_S輸出第S級掃描訊號時，第S+A級暫存器SR_S+A根據第S級控制訊號，關斷開關單元T23、T24。由於此時第S+A級暫存器SR_S+A尚未接收到第(S+A)級掃描訊號，故第S+A級暫存器SR_S+A並不會透過對應的掃描線，驅動對應的畫素電路。
第二走線L32電性連接於S級第二開關單元T12及(S+A)級第四開關單元T24的控制端。據此，透過「S 級第一開關單元T11、第一走線L31、(S+A)級第三開關單元T23、(S+A)級第四開關單元T24、第二走線L32、S級第二開關單元T12」的連接路徑，S級第二開關單元T12即可接收到第S級控制訊號，而無須另佈設走線，使得驅動電路200的所需面積可更為精簡。
在部份實施例中，第一穩壓電路210還包含S級第三開關單元T13及S級第四開關單元T14。S級第三開關單元T13及S級第四開關單元T14的控制端透過第三走線L33相電性連接，用以接收第(S-B)級控制訊號(即，前B級的控制訊號，B為正整數，例如第2級控制訊號)，使第S級暫存器SR_S進行穩壓處理。如第4A及4B圖所示，S級第三開關單元T13及S級第四開關單元T14係接收第(S-B)級控制訊號(在本實施例中，B與A相同皆為2)，使第S級暫存器SR_S關斷開關單元T13、T14。由於S級第三開關單元T13及S級第四開關單元T14接收第(S-B)級控制訊號時，第S級暫存器SR_S尚未接收到第S級掃描訊號，故此時第S級暫存器SR_S還不會透過對應的掃描線，驅動對應的畫素電路。
在部份實施例中，S級第三開關單元T13及S級第四開關單元T14係位於S級第一開關單元T11及S級第二開關單元T12之間。S級第三開關單元T13與S級第一開關單元T11之間具有縱向間隙，S級第四開關單元T14與S級第二開關單元T12亦具有縱向間隙。
在前述實施例中，僅說明暫存器中的其中一個 穩壓電路。如第1圖所示，在部份實施例中，驅動電路的每一級暫存器內可包含兩個穩壓電路，以確保元件壽命。意即，第S級暫存器SR_S還包含第二穩壓電路220。第二穩壓電路220包含S級第五開關單元T15、S級第六開關單元T16、S級第七開關單元T17及S級第八開關單元T18。
S級第五開關單元T15的控制端電性連接於第一走線L31。S級第六開關單元T16的控制端電性連接於第二走線L32。S級第七開關單元T17及S級第八開關單元T18的控制端透過第三走線L33相電性連接。如此，第二穩壓電路亦可透過「S級第五開關單元T15、第一走線L31、(S+A)級暫存器SR_S+A、第二走線L32、S級第六開關單元T16」的連接路徑，使S級第六開關單元T16接收到第S級控制訊號。
如前所述，在部份實施例中，第一穩壓電路210與第二穩壓電路220上各電晶體及開關單元的位置係相互對應。意即，S級第五開關單元T15、S級第六開關單元T16、S級第七開關單元T17及S級第八開關單元T18之位置以第三走線L33為中心，對稱於S級第一開關單元T11、S級第二開關單元T12、S級第三開關單元T13及S級第四開關單元T14之位置。
同理，第(S+A)級暫存器SR_S+A亦可包含兩個穩壓電路，即第三穩壓電路230及第四穩壓電路240(其電路結構等同於第1圖所示之等效電路中的穩壓電路110、120)。第三穩壓電路230透過(S+A)級第一開關單元T21及(S+A)級第二開關單元T22接收第(S+A)級控制訊號，以 進行穩壓處理及輸出第(S+A)級掃描訊號。
第四穩壓電路240包含(S+A)級第五開關單元T25、(S+A)級第六開關單元T26、(S+A)級第七開關單元T27及(S+A)級第八開關單元T28。(S+A)級第五開關單元T25及(S+A)級第六開關單元T26用以接收第(S+A)級控制訊號。(S+A)級第七開關單元T27及(S+A)級第八開關單元T28透過第四走線L34相電性連接。由於第(S+A)級暫存器SR_S+A之運作方式與第S級暫存器SR_S相似，故在此不另贅述。
在部份實施例中，第四穩壓電路240之位置與第三穩壓電路230之位置相對應。如第4B圖所示，(S+A)級第五開關單元T25、(S+A)級第六開關單元T26、(S+A)級第七開關單元T27及(S+A)級第八開關單元T28之位置以第四走線L34為中心，對稱於(S+A)級第一開關單元T21、(S+A)級第二開關單元T22、(S+A)級第三開關單元T23及(S+A)級第四開關單元T24之位置。
在部份實施例中，第一走線L31及第二走線L32沿著第一方向(如：縱向)設置，且驅動電路200中的多個暫存器(即，第S級暫存器SR_S、第(S+A)級暫存器SR_S+A)亦沿著第一方向排列。因此，第一走線L31及第二走線L32能設置於驅動電路200中多個切換開關間的縱向空隙位置，使得驅動電路200的佔用面積更小。
如第1圖的等效電路圖所示，驅動電路200包含多個電晶體，用以作為開關單元T11~T18或開關單元T21 ~T28。該些電晶體(開關單元)設置於基板的第一側面(如：正面，可為基板上的第一金屬層)，其控制端(如：閘極)則露出於基板的第二側面(如：背面，可為基板上的第二金屬層)。第一走線L31、第二走線L32、第三走線L33及第四走線L34設置於該基板的第二側面，以電性連接至該些電晶體的控制端。如第3~4C圖所示，繪示走線L31~L34之斷面線代表位於基板的第二側面。
請參閱第4C圖所示，暫存器SR_N-1、SR_N為驅動電路200中最後兩級的暫存器。依照第4B圖所示之佈線方式，暫存器SR_N-1中的開關單元T31、T35可透過走線，將第(N-1)級控制訊號傳遞至後級的暫存器，再透過另一條走線將第(N-1)級控制訊號回傳給開關單元T32、T36。然而，由於暫存器SR_N-1為驅動電路200中倒數第二級的暫存器，因此，在部份實施例中，開關單元T31、T35係透過第五走線L35連接至開關單元T32、T36。如第4C圖所示，第五走線L35呈U字形，其鄰近兩端的部位沿著第一方向(如：縱向)設置，其中段部位則沿著第二方向(如：橫向)設置，使第五走線L35不用佔據過多的佈線面積。第4C圖所示為驅動電路200「A=2」的實施例(請搭配參閱第3圖之架構)，A為正整數，若A調整，則第4A~4C圖中暫存器訊號的跨級數目也會相應調整。
前述各實施例中的各項元件、運作狀態或技術特徵，係可相互結合，而不以本揭示內容中的文字描述順序或圖式呈現順序為限。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧驅動電路
T11‧‧‧開關單元
T12‧‧‧開關單元
T13‧‧‧開關單元
T14‧‧‧開關單元
T15‧‧‧開關單元
T16‧‧‧開關單元
T17‧‧‧開關單元
T18‧‧‧開關單元
SR_S‧‧‧暫存器
SR_S+A‧‧‧暫存器
SR_S-B‧‧‧暫存器
Q(S)‧‧‧控制訊號
Q(S-B)‧‧‧控制訊號
L31‧‧‧第一走線
L32‧‧‧第二走線

Claims (10)

  1. 一種驅動電路，包含：
    一第S級暫存器，包含一第一穩壓電路，其中該第一穩壓電路包含一S級第一開關單元及一S級第二開關單元，該S級第一開關單元及該S級第二開關單元用以接收一第S級控制訊號，使該第S級暫存器進行穩壓處理，以輸出一第S級掃描訊號；
    一第一走線，電性連接於該S級第一開關單元的一控制端；
    一第(S+A)級暫存器，包含一(S+A)級第一開關單元、一(S+A)級第二開關單元、一(S+A)級第三開關單元及一(S+A)級第四開關單元；其中該(S+A)級第三開關單元電性連接於該第一走線及該(S+A)級第四開關單元，用以接收該第S級控制訊號，使該第(S+A)級暫存器進行穩壓處理，S和A皆為正整數；以及
    一第二走線，電性連接於該S級第二開關單元的一控制端及該(S+A)級第四開關單元的一控制端。
  2. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一穩壓電路還包含一S級第三開關單元及一S級第四開關單元，該S級第三開關單元及該S級第四開關單元透過一第三走線相電性連接，用以接收一第(S-B)級控制訊號，使該第S級暫存器進行穩壓處理。
  3. 如請求項2所述之驅動電路，其中該S級第三開關單元及該S級第四開關單元係位於該S級第一開關單元及該S級第二開關單元之間。
  4. 如請求項3所述之驅動電路，其中該第S級暫存器還包含：
    一第二穩壓電路，包含一S級第五開關單元、一S級第六開關單元、一S級第七開關單元及一S級第八開關單元，其中該S級第五開關單元電性連接於該第一走線，該S級第六開關單元電性連接於該第二走線，該S級第七開關單元及該S級第八開關單元透過該第三走線相電性連接。
  5. 如請求項4所述之驅動電路，其中該S級第五開關單元、該S級第六開關單元、該S級第七開關單元及該S級第八開關單元之位置係以該第三走線為中心，對稱於該S級第一開關單元、該S級第二開關單元、該S級第三開關單元及該S級第四開關單元之位置。
  6. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第(S+A)級暫存器還包含：
    一第三穩壓電路，透過該(S+A)級第一開關單元及該(S+A)級第二開關單元接收該第(S+A)級控制訊號，以進行穩壓處理及輸出一第(S+A)級掃描訊號。
  7. 如請求項6所述之驅動電路，其中該第(S+A)級暫存器還包含：
    一第四穩壓電路，包含一(S+A)級第五開關單元、一(S+A)級第六開關單元、一(S+A)級第七開關單元及一(S+A)級第八開關單元，其中該(S+A)級第五開關單元及該(S+A)級第六開關單元用以接收該第(S+A)級控制訊號，該(S+A)級第七開關單元及該(S+A)級第八開關單元透過一第四走線相電性連接。
  8. 如請求項7所述之驅動電路，其中該(S+A)級第五開關單元、該(S+A)級第六開關單元、該(S+A)級第七開關單元及該(S+A)級第八開關單元之位置係以該第四走線為中心，對稱於該(S+A)級第一開關單元、該(S+A)級第二開關單元、該(S+A)級第三開關單元及該(S+A)級第四開關單元之位置。
  9. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一走線及該第二走線沿著一第一方向設置，該第S級暫存器及該第(S+A)級暫存器沿著該第一方向排列。
  10. 如請求項1所述之驅動電路，其中該S級第一開關單元及該S級第二開關單元設置於一基板的一第一側面，該第一走線及該第二走線則設置於該基板的一第二側面。
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