移位暫存器及其感測顯示裝置的制造方法
【專利摘要】一種移位暫存器及其感測顯示裝置，該移位暫存電路包括輸出端、第一時脈輸入端、第二時脈輸入端、顯示繼續輸入端、驅動單元、上拉單元電連接至前級或后級移位暫存電路的輸出端，下拉單元、下拉控制單元及再充電單元，包括第一晶體管的第一端連接至顯示繼續輸入端，其第二端連接至第一節點，其柵極端連接至第二節點、第二晶體管的第一端用以接收第二電壓源，第二晶體管的第二端電連接至驅動節點，其柵極端電連接至第一節點，且該第二電壓源的電位高于該第一電壓源、及第一電容電連接于第一節點與第二節點之間，根據第二節點的電位導通第一晶體管，用以儲存電荷于第一電容，且根據第一節點的電位導通第二晶體管，用以上拉驅動節點的電壓。
【專利說明】
移位暫存器及其感測顯示裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種顯示掃描裝置，特別是一種具有感測功能的移位暫存器及其感測顯示裝置。
【背景技術】
[0002]近來，各種液晶顯示器的產品已經相當地普及于行動手持裝置。且由于智能終端裝置的廣泛應用，感測功能整合于智能終端裝置已是現今產品主流需求。
[0003]請參考圖1，現有技術具有感測顯示功能的感測顯示裝置于顯示暫停期間會啟動感測驅動器進行感測驅動，如圖1所示，圖1為現有技術具有感測顯示功能的移位暫存器的波形示意圖，顯示面板具有多條掃描線、顯示驅動器包括多級移位暫存電路，時脈信號CK、掃描信號G(n-l)、G(n)、及驅動電壓Q(n-l)、Q(n)。在每個畫面周期(frame)內，移位暫存電路依據時脈信號輸出掃描信號用以致能顯示面板的對應的掃描線，可例如移位暫存電路可依據時脈信號CK抬升內部驅動節點Q的驅動電壓Q(n-l)已輸出掃描信號G(n-l)，于顯示暫停期間時，移位暫存器被禁能而暫停輸出掃描信號G(n)，且時脈信號CK等外部信號均被禁能使得驅動節點Q的驅動電壓Q(η)此時位于浮接狀態(floating)，導致驅動節點Q的驅動電壓Q(n)隨著時間漏電，時脈信號CK等外部信號被禁能的時間越長、驅動電壓Q(n)的漏電狀況也就越嚴重。當恢復顯示掃描，掃描信號G(n-l)會因為于顯示暫停期間時，移位暫存電路的內部驅動節點因浮接導致漏電，進而造成顯示暫停期間后恢復顯示的掃描信號G(n)無法輸出正確電位，以至于顯示品質下降。此外，由于恢復顯示的掃描信號G(n)顯示的波形失真導致波形的下降緣與其他級的掃描信號的下降緣時間不一致，以產生橫紋效應(muraeffect)。另外，顯示暫停期間由于前后級的移位暫存電路的驅動節點Q也處于浮接的漏電狀態，導致用來下拉輸出端的掃描信號G(n-l)、G(n)的驅動單元的驅動晶體管的柵極端持續受到偏壓作用(stress)使得驅動晶體管的臨界電壓(threshold voltage)漂移。
[0004]因此，如何能避免移位暫存電路的驅動晶體管由于長時間受到偏壓導致元件特性衰退而導致誤輸出實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域極需改進的目標。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種具有感測功能的移位暫存器及其感測顯示裝置。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供了一種移位暫存器，具有多級移位暫存電路，用以輸出多個掃描信號，其中，每一該移位暫存電路包括:
[0007]—輸出端，用以輸出一掃描信號；
[0008]—第一時脈輸入端，用以接收一第一時脈信號；
[0009]一第二時脈輸入端，用以接收一第二時脈信號，該第一時脈信號與該第二時脈信號為反相的周期性脈沖信號；
[0010]一顯示繼續輸入端，用以接收一顯示起始信號，該顯示起始信號為一脈沖信號；
[0011]—驅動單元，連接至一驅動節點、該第一時脈輸入端及該輸出端，以輸出該掃描信號；
[0012]—上拉單元，電連接至一前級移位暫存電路或一后級移位暫存電路的輸出端，用以調整該驅動節點的電位；
[0013]—下拉單元，連接至一第一電壓源、該第二時脈輸入端及該輸出端，以調整該輸出端的電位；
[0014]—下拉控制單元，電連接至該驅動節點、該第一時脈輸入端、該第一電壓源及該輸出端，以控制該驅動節點及該輸出端的電位;以及
[0015]一再充電單元，電連接于該驅動節點、該第二時脈輸入端及該顯示繼續輸入端，該再充電單元包括:
[0016]—第一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第一晶體管的第一端連接至該顯示繼續輸入端，該第一晶體管的第二端連接至一第一節點，該第一晶體管的柵極端連接至一第二節點；
[0017]—第二晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第二晶體管的第一端用以接收一第二電壓源，該第二晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第二晶體管的柵極端電連接至該第一節點，且該第一電壓源與該第二電壓源為直流電壓，該第二電壓源的電位高于該第一電壓源；以及
[0018]—第一電容，該第一電容電連接于該第一節點與該第二節點之間，其中根據該第二節點的電位導通該第一晶體管，用以儲存電荷于該第一電容，且根據該第一節點的電位導通該第二晶體管，用以上拉該驅動節點的電壓。
[0019]上述的移位暫存器，其中，還包括:
[0020]一顯示暫停輸入端，用以接收一顯示暫停信號；以及
[0021]—重置單元，電連接于該顯示暫停輸入端、該驅動節點及該第一電壓源之間，根據該顯示暫停信號拉低該驅動節點的電位。
[0022]上述的移位暫存器，其中，還包括:
[0023]—預充電單元，電連接至該二節點，根據一控制信號導通該第一晶體管。
[0024]為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種移位暫存器，具有多級移位暫存電路，用以輸出多個掃描信號，其中，每一該移位暫存電路包括:
[0025]—輸出端，用以輸出一掃描信號；
[0026]—第一時脈輸入端，用以接收一第一時脈信號；
[0027]一第二時脈輸入端，用以接收一第二時脈信號，該第一時脈信號與該第二時脈信號為反相的周期性脈沖信號；
[0028]一顯示繼續輸入端，用以接收一顯示起始信號，其中該顯示起始信號為一脈沖信號，發生于一畫面期間的一顯示暫停期間之后與一顯示掃描期間之前的一準備期間，用以同步該顯示掃描期間，其中該顯示暫停期間、該顯示掃描期間與該準備期間不具有重疊區間；
[0029]—驅動單元，連接至一驅動節點、該第一時脈輸入端及該輸出端，以輸出該掃描信號；
[0030]—上拉單元，電連接至一前級移位暫存電路或一后級移位暫存電路的輸出端，用以調整該驅動節點的電位；
[0031]—下拉單元，連接至一第一電壓源、該第二時脈輸入端及該輸出端，以調整該輸出端的電位；
[0032]—下拉控制單元，電連接至該驅動節點、該第一時脈輸入端、該第一電壓源及該輸出端，以控制該驅動節點及該輸出端的電位;以及
[0033]一再充電單元，電連接于該驅動節點、該第二時脈輸入端及該顯示繼續輸入端，該再充電單元包括:
[0034]—第一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第一晶體管的第一端連接至該顯示繼續輸入端，該第一晶體管的第二端連接至一第一節點，該第一晶體管的柵極端連接至一第二節點；
[0035]—第二晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第二晶體管的第一端用以接收一第二電壓源，該第二晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第二晶體管的柵極端電連接至該第一節點，且該第一電壓源與該第二電壓源為直流電壓，該第二電壓源的電位高于該第一電壓源；以及
[0036]—第一電容，該第一電容電連接于該第一節點與該第二節點之間，其中
[0037]于該顯示暫停期間，該第一時脈輸入端、該第二時脈輸入端及該輸出端被禁能，且于該顯示掃描期間，該第一時脈輸入端、該第二時脈輸入端及該輸出端被致能。
[0038]上述的移位暫存器，其中，還包括:
[0039]一顯示暫停輸入端，用以接收一顯示暫停信號，該顯示暫停信號在該顯示暫停期間被致能；以及
[0040]—重置單元，電連接于該顯示暫停輸入端、該驅動節點及該第一電壓源之間，根據該顯示暫停信號拉低該驅動節點的電位，其中該重置單元包括:
[0041 ] 一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端電連接至該驅動節點，該晶體管的柵極端連接至該顯示暫停輸入端，該晶體管的第二端電連接至該第一電壓源。
[0042]上述的移位暫存器，其中，還包括:
[0043]—預充電單元，電連接至該二節點，用以對該第一晶體管充電。
[0044]上述的移位暫存器，其中，該預充電單元包括:
[0045]—第三晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第三晶體管的第一端用以接收一第一方向信號，該第三晶體管的第二端電連接至該第二節點，該第三晶體管的柵極端電連接至該前級移位暫存的輸出端；以及
[0046]一第四晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第四晶體管的第一端用以接收一第二方向信號，該第四晶體管的第二端電連接至該第二節點，該第四晶體管的柵極端電連接至該后級移位暫存的輸出端，其中該第一方向信號與該第二方向信號互為反相。
[0047]上述的移位暫存器，其中，該預充電單元包括:
[0048]—晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端電連接至該第二節點，該晶體管的第二端連接至該驅動節點，該晶體管的柵極端電連接至該第二時脈輸入端。
[0049]上述的移位暫存器，其中，該驅動單元包括:
[0050]—晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端連接至該第一時脈輸入端，該晶體管的第二端電連接于該輸出端，該晶體管的柵極端電連接于該驅動節點；以及
[0051 ] 一第二電容，電連接于該晶體管的柵極端及該輸出端之間。
[0052]上述的移位暫存器，其中，該上拉單元包括:
[0053]—第三晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第三晶體管的第一端用以接收一第一方向信號，該第三晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第三晶體管的柵極端電連接至該前級移位暫存的輸出端；以及
[0054]一第四晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第四晶體管的第一端用以接收一第二方向信號，該第四晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第四晶體管的柵極端電連接至該后級移位暫存的輸出端，其中該第一方向信號與該第二方向信號互為反相且根據致能該第一方向信號或該第二方向信號決定該移位暫存器的掃描方向。
[0055]上述的移位暫存器，其中，該下拉單元包括:
[0056]—晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端電連接至該輸出端，該晶體管的柵極端連接至該第一時脈輸入端，該晶體管的第二端電連接至該第一電壓源。
[0057]上述的移位暫存器，其中，該下拉控制單元包括:
[0058]一第三晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，該第三晶體管的柵極端電連接至該驅動節點，該第三晶體管的第二端電連接至該第一電壓源；
[0059]一第四晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，該第四晶體管的第一端電連接至該驅動節點，該第四晶體管的柵極端電連接至該第三晶體管的第一端，該第四晶體管的第二端電連接至該第一電壓源；
[0060]—第五晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，該第五晶體管的第一端電連接至該輸出端，該第五晶體管的柵極端電連接至該第三晶體管的第一端，該第五晶體管的第二端電連接至該第一電壓源；以及
[0061 ] 一第三電容，具有一第一端及一第二端，該第三電容的第一端連接至該第一時脈輸入端，該第三電容的第二端電連接于該第三晶體管的第一端。
[0062]為了更好地實現上述目的，本發明還提供了一種感測顯示裝置，適用于如上述的移位暫存器，其中，包括:
[0063]一感測驅動器，于該顯示暫停期間，依據一顯示暫停信號輸出多個感測信號；以及
[0064]一顯示驅動器，包括如上述的移位暫存器，于該顯示掃描期間，根據該些時脈信號輸出該些掃描信號。
[0065]本發明的技術效果在于:
[0066]綜上所述，根據本發明的技術方案的各實施例，移位暫存器可以在顯示暫停期間之后與顯示掃描期間之間的準備期間，根據外部控制信號導通預充電單元以通過具有固定電壓的電壓源對移位暫存電路的內部節點進行充電，以確保移位暫存電路的內部節點的電位，避免因內部節點漏電，導致顯示暫停期間后的顯示掃描期間輸出不正確的掃描信號波形，確保顯示暫停期間后掃描信號還能正確輸出電位，以具有良好顯示品質的功效。
[0067]以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
【附圖說明】
[0068]圖1為現有技術的移位暫存器的波形示意圖；
[0069]圖2為本發明的一實施例的感測顯示裝置；
[0070]圖3為本發明的一實施例的移位暫存電路；
[0071 ]圖4為依照本發明的實施例的移位暫存電路的波形示意圖；
[0072]圖5為本發明的另一實施例的移位暫存電路。
[0073]其中，附圖標記
[0074]感測顯示裝置:1000
[0075]移位暫存器:100、200
[0076]驅動單元:110
[0077]上拉單元:120
[0078]下拉單元:130
[0079]下拉控制單元:140
[0080]重置單元:150[0081 ]再充電單元:160
[0082]預充電單元:170、270
[0083]時序控制器:300
[0084]顯示驅動器:400
[0085]感測驅動器:500
[0086]顯示面板:710
[0087]感測面板:720
[0088]掃描信號:G(I)?G(N)、G(n)
[0089]感測驅動信號:S(I)?S(N)
[0090]驅動電壓:Q(I)?Q(n)
[0091]節點:P、A、B
[0092]輸出端:G
[0093]時脈信號:CK、XCK
[0094]顯示起始信號:D_ST
[0095]方向信號:BS1、BS2
[0096]顯示暫停信號:D_PAUSE
[0097]電壓源:VGH、VGL
[0098]驅動節點:Q
[0099]電容:115、145、165
[0100]晶體管:111、121、122、131、141、142、143、151、161、162、171、271、272
【具體實施方式】
[0101]下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述:
[0102]下文舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供的實施例并非用以限制本發明所涵蓋的范圍，而結構操作的描述非用以限制其執行的順序，任何由元件重新組合的結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的范圍。此外，圖式僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。為使便于理解，下述說明中相同元件將以相同的符號標示來說明。
[0103]關于本文中所使用的“第一”、“第二”、……等，并非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。
[0104]另外，關于本文中所使用的“耦接”或“連接”，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
[0105]請參考圖2，其為依照本發明的一實施例的感測顯示裝置。感測顯示裝置1000包括顯示驅動器400，顯示驅動器400輸出掃描信號G(I)?G(N)，用以驅動顯示面板710的掃描線(未繪示)，感測驅動器500輸出感測驅動信號S(I)?S(N)用以驅動感測面板720的感測線(未繪示)，其中N為正整數，但非限制掃描信號G(I)?G(N)與感測驅動信號S(I)?S(N)的數目必須相等，掃描信號G(I)?G(N)與感測驅動信號S(I)?S(N)的數目亦可以不相等。感測顯示裝置1000中的感測面板720可以是電容式感測面板、光感測面板(Photo-sensor
panel)、電阻式感測面板、近接式感測面板(approximately sensing panel)......等等不以此為限，然本詳細說明的一實施例僅以電容式感測面板為例。顯示面板710及感測面板720可為整合式感測顯示面板(In-Cell sensing display Panel)，但不以整合式感測顯示面板為限，亦可為顯示面板710與感測面板720的組合。顯示驅動器400用以依序輸出掃描信號G(I)?G(N)至顯示面板710，顯示驅動器可以是貼合于基板上的驅動晶片(未繪示)，亦可以是整合基板上的移位暫存器(Gate on Array，G0A)，不以此為限。
[0106]時序控制器300可以輸出信號如時脈信號CK及顯示暫停信號D_PAUSE用以控制感測驅動器500及顯示驅動器400的作動，其中顯示暫停信號D_PAUSE可以是受到感測而致能的信號、暫停顯示輸出的信號、啟動感測掃描的信號、或任一外部信號，且顯示暫停信號D_PAUSE亦可以是由感測驅動器500間接或直接提供給顯示驅動器400。
[0107]請先參考圖4，圖4為依照本發明的一實施例的移位暫存電路的波形示意圖。于一個畫面周期(frame)內可以包括一個或多個顯示暫停期間，如時段T2;顯示掃描期間，如時段Tl、時段T4;及介于顯示暫停期間及顯示掃描期間的準備期間，如時段T2。于顯示暫停期間，顯示暫停信號D_PAUSE可輸入至移位暫存電路100，此時不執行顯示掃描功能;于準備期間，顯示起始信號0_31~可輸入至移位暫存電路100，用以同步顯示掃描期間；于顯示掃描期間，移位暫存電路100根據時脈信號CK/XCK依序輸出掃描信號以執行顯示掃描功能。
[0108]請參考圖3，圖3為依照本發明的一實施例的移位暫存器的其中一級移位暫存電路100。第η級移位暫存電路100具有輸出端G、第一時脈輸入端、第二時脈輸入端、顯示繼續輸入端、驅動單元110、上拉單元120、下拉單元130、下拉控制單元140、及再充電單元160。驅動單元110包括晶體管111，上拉單元120包括晶體管121，下拉單元130包括晶體管131，下拉控制單元140包括晶體管141、晶體管142、及晶體管143，再充電單元160包括晶體管161及晶體管162，本文所述的晶體管具有第一端、第二端、及柵極端，以下不再重復贅述。
[0109]于本發明的一實施例，移位暫存電路100還可包括重置單元150及預充電單元170，重置單元150包括晶體管151，預充電單元170包括晶體管171。
[0110]請參考圖3，驅動單元110連接至第一時脈輸入端及輸出端G，根據時脈信號CK以輸出掃描信號G(n)。驅動單元110的晶體管111的第一端用以接收時脈信號CK，晶體管111的柵極端電連接至驅動節點Q，晶體管111的第二端電連接至輸出端G用以依據時脈信號CK輸出掃描信號G(n)。驅動單元110還可包括電容115電連接于晶體管111的第二端及晶體管111的柵極端之間，用以維持晶體管111的電壓，防止漏電。
[0111]本發明的的一實施例，移位暫存電路100可具有雙向掃描的功能，如圖3所示，上拉單元120可包括晶體管121與晶體管122，晶體管121的第一端用以接收方向信號BSl;晶體管122的第一端用以接收方向信號BS2;晶體管121的第二端與晶體管122的第二端電連接至驅動節點Q，晶體管121的柵極端用以接收前級掃描信號可例如是掃描信號G(n-l)，而晶體管121的柵極端用以接收后級掃描信號可例如是掃描信號G(n+1)。當顯示驅動器400執行順向掃描(up to down scanning)時，會由晶體管121根據掃描信號G(n-l)導通晶體管121用以接收方向信號BSl以對驅動節點Q充電；當顯示驅動器400執行反向掃描(down to upscanning,reverse scanning)時，會由晶體管122根據掃描信號G(n+1)導通晶體管122用以接收方向信號BS2以對驅動節點Q充電，所述的方向信號BSl及方向信號BS2可以是相位互補的周期信號(per1dic signal)，方向信號BSl及方向信號BS2也可以是電位相反的定電壓源。
[0112]于本發明的另一實施例，上拉單元120為根據前級掃描信號G(n-l)或后級掃描信號G(n+1)以輸出驅動電壓Q(n)至驅動節點Q。上拉單元120可具有多種實施方式，以單向掃描的移位暫存電路為例，上拉單元120的晶體管121的第一端電連接至晶體管121的柵極端用以接收前級掃描信號可例如是G(n-l)，晶體管121的第二端電連接至驅動節點Q;單向掃描的移位暫存電路100還有另一種實施例為上拉單元120的晶體管121的第一端可耦接至定電壓源VGH，其中定電壓源VGH可以是具有高電位的定電壓源，晶體管121的柵極端用以接收前級掃描信號可例如是掃描信號G(n-l)，晶體管121的第二端電連接至驅動節點Q。
[0113]下拉單元130為根據反于時脈信號CK的時脈信號XCK以下拉輸出端G的掃描信號G(η)。下拉單元130的晶體管131的第一端電連接至輸出端G，晶體管131的柵極端用以接收時脈信號XCK，晶體管131的第二端電連接至定電壓源VGL，其中定電壓源VGL可以是具有低電位的定電壓源，時脈信號CK與時脈信號XCK互為反相(complement)的周期信號。
[0114]下拉控制單元140為根據驅動電壓Q(n)以決定是否下拉驅動節點Q及輸出端G的電位。下拉控制單元140中晶體管141的第一端電連接至電容145用以接收時脈信號CK，晶體管141的柵極端電連接至驅動節點Q，晶體管141的第二端電連接至定電壓源VGL;電容145可將接收到的時脈信號CK的電位存在電容145使得節點P的電壓被耦合至高電位，并根據驅動節點Q的電位決定是否下拉節點P的電位，當驅動節點Q位于高電位，晶體管141會被導通以下拉節點P的電位，當驅動節點Q位于低電位，晶體管141為截止狀態而晶體管142及晶體管143被導通用以下拉驅動節點Q及輸出端G的電位，并減少漏電流;晶體管142的第一端電連接至驅動節點Q，晶體管142的柵極端電連接至晶體管141的第一端，晶體管142的第二端電連接至定電壓源VGL;及晶體管143的第一端電連接至輸出端G，晶體管143的柵極端電連接至晶體管141的第一端，晶體管143的第二端電連接至定電壓源VGL。
[0115]然而，驅動單元110、上拉單元120、下拉單元130及下拉控制單元140除了上述連接方式外，顯示裝置領域的顯示掃描器的移位暫存器還包括有多種實施方式，本說明書僅舉出一種實施方式為例，然而若有晶體管的連接方式結合本發明所提出的驅動波形可以達成上述單元功能的電路均可涵蓋本發明的保護范圍，并不以此為限。
[0116]重置單元150的晶體管151的第一端電連接至驅動節點Q，晶體管151的柵極端用以接收顯示暫停信號D_PAUSE，晶體管151的第二端電連接至定電壓源VGL。重置單元150主要功能為根據顯示暫停信號D_PAUSE的觸發而導通晶體管151以拉低驅動節點Q的電位進而重置移位暫存電路100。于顯示暫停期間，提供顯示暫停信號D_PAUSE至移位暫存電路100，以使顯示驅動器400重置部分或全部的移位暫存電路100并暫停輸出掃描信號G(I)?G(N)。
[0117]再充電單元160包括晶體管161、晶體管162、及電容165，晶體管161的第一端用以接收顯示起始信號D_ST，晶體管161的第二端為節點A，晶體管161的柵極端為節點B，電容165電連接于晶體管161的柵極端及晶體管161的第二端之間，亦即電容165電連接于節點A與節點B之間；晶體管162的第一端電連接至定電壓源VGH;晶體管162的柵極端電連接至節點A;晶體管162的第二端電連接至驅動節點Q;顯示起始信號D_ST可以為脈沖信號，于顯示暫停期間結束后的準備期間，顯示暫停信號D_PAUSE被禁能，且顯示起始信號D_ST被觸發并提供至移位暫存電路100，然而，此時時序控制器300還未恢復提供時脈信號CK與時脈信號XCK至顯示驅動器400，此時致能顯示起始信號0_31'可通過再充電單元160先對驅動節點Q充電以抬升驅動節點Q的電位。因再充電單元160于準備期間先對驅動節點Q充電，于準備期間后的顯示掃描期間驅動單元110可輸出正確的掃描信號波形，達到顯示品質不失真的功效。且再充電單元160通過定電壓源VGH直接對驅動節點Q充電，確保驅動節點Q達到所需的電位，提高顯示品質，同時可避免晶體管162長時間受到偏壓效應。
[0118]預充電單元170電連接于節點B，可預先對節點B充電，并將電荷儲存于電容165內。于本發明的一實施例中，預充電單元170可以為具有三端點的元件，第一端電連接至晶體管161的柵極端、亦即節點B;第二端連接至驅動節點Q，第三端用以接收時脈信號XCK。預充電單元170可以包括一個晶體管171或是由多個晶體管171串接所組成。晶體管171的第一端電連接至節點B;晶體管171的第二端連接至驅動節點Q以維持節點B的電位;晶體管171的柵極端用以接收時脈信號XCK根據時脈信號XCK預先對節點B進行充電。通過預充電單元170電連接于節點B及驅動節點Q之間，可預先對節點B充電，并將電荷儲存于電容165內。
[0119]請先參考圖5，圖5為本發明的另一實施例的移位暫存電路200。移位暫存電路200與移位暫存電路100構造及作動大致相似，值得一提的是，移位暫存電路200的預充電單元270可包括晶體管271及晶體管272，晶體管271的第一端，用以接收方向信號BSl;晶體管272的第一端，用以接收方向信號BS2;晶體管271的第二端與晶體管272的第二端電連接至節點B;晶體管271的柵極端用以接收前級掃描信號可例如是掃描信號G(n-l);而晶體管272的柵極端用以接收后級掃描信號可例如是掃描信號G(n+1)。晶體管271與晶體管272可選擇性地根據掃描信號G(n-l)或掃描信號G(n+1)以對節點B充電；所述的方向信號BSl及方向信號BS2可以如上拉單元120使用的方向信號。通過使用掃描信號對節點B預先充電，使得再充電單元160不會持續受到偏壓影響，延長晶體管161的壽命。
[0120]圖4為依照本發明的實施例圖3的移位暫存電路100的波形示意圖。如圖4所示，時脈信號CK與時脈信號XCK為反相且互補的周期信號，所述的周期信號為于一個畫面周期內反復具有高電位及低電位的波形。時段Tl為顯示掃描期間，此時掃描信號G(I)至掃描信號G(η-1)依序輸出至感測顯示裝置1000以執行顯示掃描;時段T2為顯示暫停期間，感測顯示裝置1000暫停顯示掃描的功能，并提供顯示暫停信號D_PAUSE給顯示驅動器400，顯示暫停信號D_PAUSE可以由時序控制器300提供或是根據感測驅動器500執行感測掃描功能與否而提供。于顯示暫停期間，除了顯示暫停信號D_PAUSE，其余提供至顯示驅動器400外部信號例如是時脈信號CK/XCK被禁能以使顯示驅動器400暫停輸出掃描信號G(n)。鄰接于時段T2后的時段T3為準備期間，此時尚未恢復顯示掃描功能，可由時序控制器300或其他外部裝置提供顯示起始信號D_ST至顯示驅動器400以同步顯示掃描期間，同時可對移位暫存電路100的驅動節點Q充電將驅動節點Q的電位抬升。鄰接于時段T3后的時段T4為顯示掃描期間，此時掃描信號G(n)?G(N)依序輸出至感測顯示裝置1000以執行顯示掃描執行顯示掃描功能。
[0121]以下將搭配圖3及圖4一起說明移位暫存電路100的作動方式。請參考圖4，于時段Tl中，反相于時脈信號CK的時脈信號XCK為致能狀態，因此第η-1級移位暫存電路100的驅動單元110輸出掃描信號G(η-1)，掃描信號G(n-l)被輸出至第n-1條掃描線。同時，第η級移位暫存電路100的上拉單元110根據掃描信號G(n-l)以抬升驅動節點Q的驅動電壓Q(n)，下拉控制單元140的晶體管141被導通以使存在電容145的電荷通過晶體管141而被釋放，此時晶體管141的第一端的節點P的狀態為低電位，而晶體管142及晶體管143為截止狀態；由于時脈信號XCK為致能狀態，因此下拉單元130的晶體管131被導通用以釋放輸出端G的電荷以下拉掃描信號G(n)的電壓至低電位。驅動單元110的晶體管111因電連接至驅動節點Q因此被導通以使輸出端G的電荷也可通過晶體管111從而被釋放。預充電單元170此時被導通因此節點B的電位與驅動節點Q的電位相同，因此晶體管161被導通以使節點A的電位被下拉至低電位。于時段Tl中，第η級移位暫存電路100的主要功能為釋放輸出端G的電荷同時對驅動節點Q進行充電，并且對節點B進行充電。
[0122]時段Τ2為顯示暫停期間，時序控制器300禁能輸出控制顯示驅動器400的信號例如時脈信號CK/XCK、同時致能顯示暫停信號D_PAUSE至顯示驅動器400。此時顯示驅動器400因外部信號被禁能因此暫停輸出掃描信號G(n)?G(N)，原本時脈信號CK被禁能使得驅動節點Q的電位位于浮接狀態，但重置單元150的晶體管151被顯示暫停信號D_PAUSE導通因此將驅動節點Q的電位拉低;預充電單元170為截止狀態因此不會將節點B的電壓泄至驅動節點Q，同時仍拉低節點A的電位;驅動單元110的晶體管111在時段T2為截止狀態不會輸出掃描信號G(n)ο
[0123]時段T3為鄰接于顯示暫停期間之后、恢復顯示掃描之前的準備期間(preparingper1d)，禁能顯示暫停信號D_PAUSE，但時序控制器300尚未恢復提供控制信號等例如是時脈信號CK與方向信號BSl?BS2等至移位暫存電路100，同時，顯示起始信號0_51~被提供至移位暫存電路100，由于儲存于電容165的電荷導通晶體管161因此通過顯示起始信號0_51~抬升節點A的電位至高電位，同時晶體管162被導通而對驅動節點Q充電；而晶體管111此時被導通但由于時脈信號CK位于低電位狀態因此輸出端G的電位被下拉至低電位。于時段T3中，移位暫存電路100的主要功能為對驅動節點Q執行充電功能。于時段T3中，對第η級移位暫存電路100驅動節點Q重新充電。
[0124]于時段Τ4中，重新致能時脈信號CK及方向信號BSl，以恢復顯示掃描。時脈信號CK及方向信號BSl為致能狀態，驅動單元110的晶體管111被驅動節點Q的高電位導通以使時脈信號CK通過晶體管111，因此晶體管111的第二端連接至輸出端G會開始輸出掃描信號G(n);由于晶體管141電連接至驅動節點Q因此晶體管141被導通以使節點P的狀態持續維持低電位，晶體管142及晶體管143為截止狀態。此時，第η級移位暫存電路100的主要功能為輸出掃描信號G(n) ο
[0125]所述晶體管可分別為同型晶體管或者晶體管，可例如是N型晶體管(例如:N型薄膜晶體管或N型金屬氧化物半導體場效晶體管)，而每一晶體管的柵極端為N型晶體管的柵極。借此，可使用較少的光罩，以制造本發明實施例的移位暫存器，而簡化移位暫存器的工藝。然本發明并不以此為限，只要是具有三端點的晶體管或者不同類型晶體管但搭配本發明所提出的波形可達到本發明功效的電路均涵蓋于本發明保護范圍內。
[0126]本發明還揭露應用本發明移位暫存電路100使用的顯示裝置，可以是例如圖2所示的感測顯示裝置1000，當時序控制器300提供顯示暫停信號D_PAUSE至顯示驅動器400及感測驅動器500時，顯示驅動器400內的移位暫存電路100暫停輸出掃描信號。其中顯示暫停信號D_PAUSE被致能的時間可以兩個連續的掃描信號之間的的顯示暫停期間、有感測事件(sensing event)發生的期間、或當顯示驅動器400受到指令而停止輸出掃描信號的期間、或是感測掃描期間。顯示起始信號0_51~被致能的時間可以是在感測掃描期間結束后恢復顯示掃描期間之前的時段。通常而言，顯示起始信號0_51~可以是脈沖信號(pulse signal)，而顯示暫停信號D_PAUSE可以是在一段感測掃描期間或顯示暫停期間均維持致能狀態的信號。只要是當顯示驅動器400受到指令而停止輸出掃描信號至顯示面板710時，均可以應用本發明揭露的移位暫存電路100。其中，顯示暫停信號D_PAUSE及顯示起始信號0_51~可以是由時序控制器300提供，亦可以是由感測驅動器500提供，但不以此為限，本領域技術人員可以清楚理解只要輸入至移位暫存電路100的信號同時使得其他外部控制信號禁能就可以達成本發明。
[0127]本發明還揭露可應用本發明移位暫存電路100使用的整合式的行動裝置，可以例如是感測顯示裝置、光感測顯示裝置、指紋辨識顯示裝置……等等。只要是當顯示驅動器400受到指令而停止輸出掃描信號至顯示面板710時，均可以應用本發明揭露的移位暫存電路100以避免顯示驅動器400輸出不正確的波形，提升顯示品質。但不以此為限，只要是包括兩種以上驅動器的整合式驅動裝置均可套用本發明的一實施例所揭露的移位暫存器，就可以避免驅動器輸出不正確的波形。
[0128]綜上所述，本發明所提出一種移位暫存電路其揭露一種通過再充電單元，以使當移位暫存電路暫停作動后，再次對內部節點進行充電的驅動電路及方法，且再充電單元通過具有固定位準的電壓源對驅動節點Q充電，可確保驅動節點Q達到所需的電位，防止移位暫存電路內部節點漏電而產生的不正確顯示亦可確保移位暫存電路輸出正確的波形。
[0129]當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種移位暫存器，具有多級移位暫存電路，用以輸出多個掃描信號，其特征在于，每一該移位暫存電路包括: 一輸出端，用以輸出一掃描信號； 一第一時脈輸入端，用以接收一第一時脈信號； 一第二時脈輸入端，用以接收一第二時脈信號，該第一時脈信號與該第二時脈信號為反相的周期性脈沖信號； 一顯示繼續輸入端，用以接收一顯示起始信號，該顯示起始信號為一脈沖信號； 一驅動單元，連接至一驅動節點、該第一時脈輸入端及該輸出端，以輸出該掃描信號；一上拉單元，電連接至一前級移位暫存電路或一后級移位暫存電路的輸出端，用以調整該驅動節點的電位； 一下拉單元，連接至一第一電壓源、該第二時脈輸入端及該輸出端，以調整該輸出端的電位； 一下拉控制單元，電連接至該驅動節點、該第一時脈輸入端、該第一電壓源及該輸出端，以控制該驅動節點及該輸出端的電位;以及 一再充電單元，電連接于該驅動節點、該第二時脈輸入端及該顯示繼續輸入端，該再充電單元包括: 一第一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第一晶體管的第一端連接至該顯示繼續輸入端，該第一晶體管的第二端連接至一第一節點，該第一晶體管的柵極端連接至一第二節點； 一第二晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第二晶體管的第一端用以接收一第二電壓源，該第二晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第二晶體管的柵極端電連接至該第一節點，且該第一電壓源與該第二電壓源為直流電壓，該第二電壓源的電位高于該第一電壓源；以及 一第一電容，該第一電容電連接于該第一節點與該第二節點之間，其中根據該第二節點的電位導通該第一晶體管，用以儲存電荷于該第一電容，且根據該第一節點的電位導通該第二晶體管，用以上拉該驅動節點的電壓。2.如權利要求1所述的移位暫存器，其特征在于，還包括: 一顯示暫停輸入端，用以接收一顯示暫停信號；以及 一重置單元，電連接于該顯示暫停輸入端、該驅動節點及該第一電壓源之間，根據該顯示暫停信號拉低該驅動節點的電位。3.如權利要求1所述的移位暫存器，其特征在于，還包括: 一預充電單元，電連接至該二節點，根據一控制信號導通該第一晶體管。4.一種移位暫存器，具有多級移位暫存電路，用以輸出多個掃描信號，其特征在于，每一該移位暫存電路包括: 一輸出端，用以輸出一掃描信號； 一第一時脈輸入端，用以接收一第一時脈信號； 一第二時脈輸入端，用以接收一第二時脈信號，該第一時脈信號與該第二時脈信號為反相的周期性脈沖信號； 一顯示繼續輸入端，用以接收一顯示起始信號，其中該顯示起始信號為一脈沖信號，發生于一畫面期間的一顯示暫停期間之后與一顯示掃描期間之前的一準備期間，用以同步該顯示掃描期間，其中該顯示暫停期間、該顯示掃描期間與該準備期間不具有重疊區間； 一驅動單元，連接至一驅動節點、該第一時脈輸入端及該輸出端，以輸出該掃描信號；一上拉單元，電連接至一前級移位暫存電路或一后級移位暫存電路的輸出端，用以調整該驅動節點的電位； 一下拉單元，連接至一第一電壓源、該第二時脈輸入端及該輸出端，以調整該輸出端的電位； 一下拉控制單元，電連接至該驅動節點、該第一時脈輸入端、該第一電壓源及該輸出端，以控制該驅動節點及該輸出端的電位;以及 一再充電單元，電連接于該驅動節點、該第二時脈輸入端及該顯示繼續輸入端，該再充電單元包括: 一第一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第一晶體管的第一端連接至該顯示繼續輸入端，該第一晶體管的第二端連接至一第一節點，該第一晶體管的柵極端連接至一第二節點； 一第二晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第二晶體管的第一端用以接收一第二電壓源，該第二晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第二晶體管的柵極端電連接至該第一節點，且該第一電壓源與該第二電壓源為直流電壓，該第二電壓源的電位高于該第一電壓源；以及 一第一電容，該第一電容電連接于該第一節點與該第二節點之間，其中于該顯示暫停期間，該第一時脈輸入端、該第二時脈輸入端及該輸出端被禁能，且于該顯示掃描期間，該第一時脈輸入端、該第二時脈輸入端及該輸出端被致能。5.如權利要求4所述的移位暫存器，其特征在于，還包括: 一顯示暫停輸入端，用以接收一顯示暫停信號，該顯示暫停信號在該顯示暫停期間被致能；以及 一重置單元，電連接于該顯示暫停輸入端、該驅動節點及該第一電壓源之間，根據該顯示暫停信號拉低該驅動節點的電位，其中該重置單元包括: 一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端電連接至該驅動節點，該晶體管的柵極端連接至該顯示暫停輸入端，該晶體管的第二端電連接至該第一電壓源。6.如權利要求4所述的移位暫存器，其特征在于，還包括: 一預充電單元，電連接至該二節點，用以對該第一晶體管充電。7.如權利要求6所述的移位暫存器，其特征在于，該預充電單元包括: 一第三晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第三晶體管的第一端用以接收一第一方向信號，該第三晶體管的第二端電連接至該第二節點，該第三晶體管的柵極端電連接至該前級移位暫存的輸出端；以及 一第四晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第四晶體管的第一端用以接收一第二方向信號，該第四晶體管的第二端電連接至該第二節點，該第四晶體管的柵極端電連接至該后級移位暫存的輸出端，其中該第一方向信號與該第二方向信號互為反相。8.如權利要求6所述的移位暫存器，其特征在于，該預充電單元包括: 一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端電連接至該第二節點，該晶體管的第二端連接至該驅動節點，該晶體管的柵極端電連接至該第二時脈輸入端。9.如權利要求4所述的移位暫存器，其特征在于，該驅動單元包括: 一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端連接至該第一時脈輸入端，該晶體管的第二端電連接于該輸出端，該晶體管的柵極端電連接于該驅動節點；以及 一第二電容，電連接于該晶體管的柵極端及該輸出端之間。10.如權利要求4所述的移位暫存器，其特征在于，該上拉單元包括: 一第三晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第三晶體管的第一端用以接收一第一方向信號，該第三晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第三晶體管的柵極端電連接至該前級移位暫存的輸出端；以及 一第四晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該第四晶體管的第一端用以接收一第二方向信號，該第四晶體管的第二端電連接至該驅動節點，該第四晶體管的柵極端電連接至該后級移位暫存的輸出端，其中該第一方向信號與該第二方向信號互為反相且根據致能該第一方向信號或該第二方向信號決定該移位暫存器的掃描方向。11.如權利要求4所述的移位暫存器，其特征在于，該下拉單元包括: 一晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，其中該晶體管的第一端電連接至該輸出端，該晶體管的柵極端連接至該第一時脈輸入端，該晶體管的第二端電連接至該第一電壓源。12.如權利要求4所述的移位暫存器，其特征在于，該下拉控制單元包括: 一第三晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，該第三晶體管的柵極端電連接至該驅動節點，該第三晶體管的第二端電連接至該第一電壓源； 一第四晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，該第四晶體管的第一端電連接至該驅動節點，該第四晶體管的柵極端電連接至該第三晶體管的第一端，該第四晶體管的第二端電連接至該第一電壓源； 一第五晶體管，具有一第一端、一第二端、及一柵極端，該第五晶體管的第一端電連接至該輸出端，該第五晶體管的柵極端電連接至該第三晶體管的第一端，該第五晶體管的第二端電連接至該第一電壓源；以及 一第三電容，具有一第一端及一第二端，該第三電容的第一端連接至該第一時脈輸入端，該第三電容的第二端電連接于該第三晶體管的第一端。13.一種感測顯示裝置，適用于如權利要求4所述的移位暫存器，其特征在于，包括: 一感測驅動器，于該顯示暫停期間，依據一顯示暫停信號輸出多個感測信號；以及 一顯示驅動器，包括如權利要求4所述的移位暫存器，于該顯示掃描期間，根據該些時脈信號輸出該些掃描信號。
【文檔編號】G09G3/36GK105845092SQ201610321848
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】陳奕冏, 蔡孟杰
【申請人】友達光電股份有限公司