TW201405508A - 顯示裝置及其移位暫存電路 - Google Patents

Abstract

一種移位暫存電路，包含複數級移位暫存單元，其中每一級移位暫存單元具有：上拉單元用以輸出第一驅動電壓；驅動單元輸出第一掃描訊號；電壓調整單元，具有電性耦接於電壓源的輸入端以及輸出第二電壓的輸出端；第一控制單元用以依據第一系統時脈訊號使驅動單元的控制端的電位被下拉至電壓源的第一電壓；第二控制單元用以依據第二系統時脈訊號使驅動單元的控制端的電位被下拉至電壓源的第一電壓；第一下拉單元以及第二下拉單元分別具有第一端電性耦接於驅動單元，第二端電性耦接於電壓調整單元的輸出端，以及控制端電性耦接於第二掃描訊號。

Description

顯示裝置及其移位暫存電路

本發明是有關於一種掃描驅動電路，且特別是有關於一種移位暫存電路及其顯示裝置。

隨著目前市場上對於顯示裝置窄邊框的需求，會希望將顯示裝置(例如是液晶顯示裝置)內部的移位暫存電路的體積/面積縮減，以符合對於顯示裝置厚度越來越薄及邊框越來越窄的訴求。然而，習知的移位暫存電路為了維持電路穩定性，無法減少元件，因此在顯示裝置中仍佔用相當大的體積/面積，而使顯示裝置的厚度及顯示裝置邊框的大小難以降低。

在目前顯示裝置的製程中，利用內建掃描驅動電路(Gate driver On Array，GOA)的技術製作移位暫存電路，藉以符合輕薄短小的設計趨勢。

然而在目前的閘極驅動電路基板處於關閉(off)狀態時，其通常是以0伏特當作開關元件(例如，α-Si TFT或IGZO TFT等)的關閉電壓，但是有時會因為開關元件的特性導致所述的關閉電壓產生飄移而造成漏電流的問題，嚴重時還可能導致所述的移位暫存電路發生輸出失效的問題。

本發明提出一種移位暫存電路及其顯示裝置，可改善開關元件因為關閉電壓產生飄移而造成漏電流的問題，並且更進一步縮小移位暫存電路的電路佈局面積。

因此，本發明的移位暫存電路，包括有：上拉單元、驅動單元、第一控制單元、第一下拉單元、第二控制單元、第二下拉單元與電壓調整單元。所述的上拉單元用以依據第一時脈訊號，第三掃描訊號，以及第二驅動電壓，以輸出第一驅動電壓。所述的驅動單元具有一個接收與第一時脈訊號相位相反的第二時脈訊號的第一端、一個電性耦接於上拉單元的控制端，與一個輸出第一掃描訊號的第二端。所述的第一控制單元電性耦接於驅動單元的控制端與電壓源，用以依據第一系統時脈訊號使驅動單元的控制端的電位被下拉至第一電壓。所述的第一下拉單元具有一個電性耦接於驅動單元的第二端的第一端，一個電性耦接於電壓調整單元的輸出端的第二端，以及一個接收第二掃描訊號的控制端。所述的第二控制單元分別電性耦接於驅動單元的控制端與電壓源，用以依據第二系統時脈訊號使驅動單元的控制端的電位被下拉至第一電壓。所述的第二下拉單元具有一個電性耦接於驅動單元的控制端的第一端，一個電性耦接於電壓調整單元的輸出端的第二端，以及一個接收第二掃描訊號的控制端。所述的電壓調整單元電性耦接於電壓源，用以輸出第二電壓。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照圖1A，圖1A係為本發明實施例之移位暫存電路之示意圖。如圖1A所示，本發明實施例之第N級移位暫存單元100包括有上拉單元10、驅動單元20、第一控制單元30、第一下拉單元33、第二控制單元40、第二下拉單元43與電壓 調整單元50。

上拉單元10用以依據第一時脈訊號HC1，第三掃描訊號G(n-1)，以及第二驅動電壓Q(n-1)，以輸出第一驅動電壓Q(n)。更具體的說，上拉單元10包括有開關元件10a與開關元件10b。所述的開關元件10a與開關元件10b可例如是由N型薄膜電晶體所構成。所述的開關元件10a的第一端接收第一時脈訊號HC1，開關元件10a的控制端接收第N-1級移位暫存單元(圖中未示)的上拉單元輸出的第二驅動電壓Q(n-1)。開關元件10b的第一端接收第N-1級移位暫存單元輸出的第三掃描訊號G(n-1)，開關元件10b的控制端電性耦接於開關元件10a的第二端，開關元件10b的第二端用以輸出第一驅動電壓Q(n)。

驅動單元20具有接收第二時脈訊號HC2的第一端21、一個電性耦接於上拉單元10的控制端23，與一個輸出第一掃描訊號G(n)的第二端25。更具體的說，驅動單元20包括有開關元件20a，所述的開關元件20a可例如是由N型薄膜電晶體所構成，所述的開關元件20a的第一端21接收與第一時脈訊號HC1相位相反的第二時脈訊號HC2，開關元件20a的控制端23電性耦接於上拉單元10，於開關元件20a處於導通狀態時，開關元件20a的第二端25輸出第一掃描訊號G(n)。

第一控制單元30分別電性耦接於驅動單元20的控制端23與電壓源VSS，並依據第一系統時脈訊號LC1來將驅動單元20的控制端23的電位下拉至電壓源VSS所提供的第一電壓。第一控制單元30包括有開關元件30a~30f。所述的開關元件30a~30f可例如是由N型薄膜電晶體所構成。所述的開關元件30f的第一端分別電性耦接於驅動單元20的第二端，與儲能單元C的第一端。儲能單元C的第二端電性耦接於第一驅 動電壓Q(n)。開關元件30f的第二端電性耦接於電壓調整單元50的輸出端，以接收電壓調整單元50所輸出的第二電壓。值得注意的是，第二電壓的電位係高於第一電壓的電位。舉例來說，第二電壓的電位可為-6伏特，而第一電壓的電位可為-9伏特。開關元件30f的控制端電性耦接於開關元件30e的控制端。所述的開關元件30e的第一端電性連接上拉單元10的開關元件10b的第二端。開關元件30e的第二端電性耦接於電壓源VSS，以接收第一電壓。開關元件30a的控制端與第一端用以接收第一系統時脈訊號LC1。

如圖1A所示，開關元件30b的第一端電性耦接於開關元件30a的第二端，開關元件30b的控制端用以接收第一驅動電壓Q(n)，而開關元件30b的第二端電性耦接於電壓源VSS，以接收第一電壓。開關元件30c的第一端電性耦接於開關元件30a的第一端，開關元件30c的控制端電性耦接於開關元件30a的第二端，而開關元件30c的第二端電性耦接於開關元件30e的控制端。開關元件30d的第一端電性耦接於開關元件30c的第二端，開關元件30d的控制端電性耦接於第一驅動電壓Q(n)，而開關元件30d的第二端電性耦接於電壓源VSS，以接收第一電壓。

第一下拉單元33具有一電性耦接於驅動單元20的第二端25的第一端，一電性耦接於電壓調整單元50之輸出端的第二端，用以接收第二電壓，以及接收第二掃描訊號G(n+1)的控制端。此第一下拉單元33用以依據第二掃描訊號G(n+1)來將驅動單元20的第二端25的電位下拉至第二電壓。更具體的說，第一下拉單元33包括有開關元件33a，所述的開關元件33a可例如是由N型薄膜電晶體所構成。所述的開關元件33a 的第一端電性耦接於驅動單元20的開關元件20a的第二端，開關元件33a的控制端接收第N+1級移位暫存單元(圖中未示)輸出的第二掃描訊號G(n+1)，而開關元件33a的第二端電性耦接於電壓調整單元50之輸出端，用以接收第二電壓。

第二控制單元40分別電性耦接於驅動單元20的控制端23與電壓源VSS，並依據第二系統時脈訊號LC2來將驅動單元20的控制端23的電位下拉至電壓源VSS所提供的第一電壓。第二控制單元40包括有開關元件40a~40f。所述的開關元件40a~40f可例如是由N型薄膜電晶體所構成。所述的開關元件40f的第一端電性耦接於驅動單元20的第二端，開關元件40f的第二端電性耦接於電壓調整單元50之輸出端，以接收第二電壓，而開關元件40f的控制端電性耦接於開關元件40e的控制端。所述的開關元件40e的第一端電性連接上拉單元10的開關元件10b的第二端，開關元件40e的第二端電性耦接於電壓源VSS，以接收第一電壓。開關元件40a的控制端與第一端用以接收第二系統時脈訊號LC2。

如圖1A所示，開關元件40b的第一端電性耦接於開關元件40a的第二端，開關元件40b的控制端用以接收第一驅動電壓Q(n)，而開關元件40b的第二端電性耦接於電壓源VSS，以接收第一電壓。開關元件40c的第一端電性耦接於開關元件40a的第一端，開關元件40c的控制端電性耦接於開關元件40a的第二端，而開關元件40c的第二端電性耦接於開關元件40e的控制端。開關元件40d的第一端電性耦接於開關元件40c的第二端，開關元件40d的控制端電性耦接於第一驅動電壓Q(n)，而開關元件40d的第二端電性耦接於電壓源VSS，以接收第一電壓。

第二下拉單元43具有一電性耦接於驅動單元20的控制端23的第一端，一電性耦接於電壓調整單元50之輸出端的第二端，用以接收第二電壓，以及一個接收第二掃描訊號G(n+1)的控制端。此第二下拉單元43用以依據第二掃描訊號G(n+1)來將驅動單元20的控制端的電位下拉至第二電壓。更具體的說，第二下拉單元43包括有開關元件43a，所述的開關元件43a可例如是由N型薄膜電晶體所構成。所述的開關元件43a的第一端電性耦接於驅動單元20的開關元件20a的控制端，開關元件43a的控制端接收第N+1級移位暫存單元(圖中未示)輸出的第二掃描訊號G(n+1)，而開關元件43a的第二端電性耦接於電壓調整單元50之輸出端，以接收第二電壓。

電壓調整單元50電性耦接於電壓源VSS，以接收第一電壓。電壓調整單元50用以將第一電壓轉換為第二電壓，並將第二電壓輸出至第一下拉單元33與第二下拉單元43。

請參照圖1B，圖1B為本發明實施例之電壓調整單元之電路示意圖。如圖1B所示，移位暫存單元101的電壓調整單元50包括有開關元件T1。所述的開關元件T1具有一個控制端13，一個電性耦接於開關元件T1的控制端13、第一控制單元30與第二控制單元40的第一端11，與一個電性耦接電壓源VSS的第二端15。更具體的說，所述的開關元件T1可例如是N型薄膜電晶體。開關元件T1的第一端11分別電性耦接於開關元件30f的第二端與開關元件40f的第二端；開關元件T1的第二端15用以接收第一電壓，並電性耦接至第一控制單元30與第二控制單元40。

值得一提的是，本發明之移位暫存單元100由於採用了電壓調整單元50來提供所需之第二電壓，因此移位暫存單元100 僅需接收來自移位暫存電路外部之電壓源VSS所提供的第一電壓即可，而不需要另外接收第二電壓。如此一來，便可減少電源線的電路佈線面積。

接下來，請參照圖1C，圖1C為本發明實施例之電壓調整單元之另一電路示意圖。如圖1C所示，移位暫存單元102的電壓調整單元50包括有二極體D1。所述的二極體D1具有一個正極端(圖中未標示)與一個負極端(圖中未標示)。所述二極體D1的負極端電性耦接於電壓源VSS，用以接收第一電壓，而所述二極體D1的正極端用以輸出第二電壓。

接下來，請參照圖2，圖2繪示為本發明實施例之控制時序示意圖，其中水平軸表示為時間，垂直軸表示為電壓。如圖2所示，第一時脈訊號HC1與第二時脈訊號HC2相位相反。當第一系統時脈訊號LC1係為高位準，第一驅動電壓Q(n)係為低位準時，第一控制單元30係輸出一高位準訊號，因而開啟了第一下拉單元33與第二下拉單元43，以透過第二電壓將第一驅動控制電壓Q(n)下拉，因而關閉驅動單元20。當第一驅動電壓Q(n)係為高位準時，第一控制單元30會被拉至第一電壓而呈現低位準，而關閉第一下拉單元33與第二下拉單元43，使第一掃描訊號G(n)不致發生經由下拉單元漏電的情形，確保第一掃描訊號G(n)具有正確的波形。此外，第一系統時脈訊號LC1與第二系統時脈訊號LC2相位相反，當第二系統時脈訊號LC2係為高位準，而第一系統時脈訊號LC1係為低位準時，可交替使用第二控制單元40與第一控制單元30藉以延長所述之開關壽命。

請一併參照圖1A與圖3，圖3係為本發明實施例之顯示裝置的示意圖。如圖3所示，本發明實施例之顯示裝置300包括有顯示單元310、資料驅動單元320、掃描驅動單元330與 時序控制單元340。所述顯示裝置例如為液晶顯示裝置(liquid crystal display)、電漿顯示裝置(plasma display panel,PDP)、電致發光顯示裝置(electroluminescent display)，電泳顯示裝置(electrophorectic display)，場發射顯示裝置(field emission display)...等，但不以此為限，任何需要時序輸出之顯示裝置皆涵蓋於本發明實施例之範圍。

顯示單元310包含複數條掃描線與複數條資料線(圖中未示)用以分別接收由掃描驅動單元330所輸出的複數個掃描訊號，以及由資料驅動單元320所輸出的複數個資料訊號以顯示畫面。資料驅動單元320電性耦接於顯示單元310中的資料線，以提供上述資料訊號至上述資料線。掃描驅動單元330電性耦接於顯示單元310中的掃描線，以提供上述掃描訊號至上述掃描線。

如圖3所示，掃描驅動單元330包括有複數級移位暫存單元，如移位暫存單元100、移位暫存單元110...至移位暫存單元190所示。所述的移位暫存單元110...至移位暫存單元190可具有相同或類似於移位暫存單元100的架構。所述的第N級移位暫存單元100的輸出端分別電性耦接於顯示單元310與第N+1級的移位暫存單元110。所述的第N+1級移位暫存單元110的輸出端分別電性耦接於顯示單元310與第N+2級的移位暫存單元，以此類推串接至移位暫存單元190。

如上所述，移位暫存單元100、移位暫存單元110與移位暫存單元190分別透過電壓源VSS接收第一電壓，並且透過電壓調整單元50取得所需的第二電壓。如圖3所示，時序控制單元340分別電性耦接於資料驅動單元320與掃描驅動單元330，以控制資料驅動單元320與掃描驅動單元330。

綜上所述，本發明的移位暫存單元及其顯示裝置，透過本發明實施例揭露之電路設計使得驅動單元的開關元件於輸出下拉期間能維持關閉的狀態，藉以改善驅動單元的開關元件因為關閉電壓產生飄移而造成漏電流的問題。另外，本發明的移位暫存單元還透過電壓調整單元進一步縮小移位暫存電路的電路佈局面積。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧上拉單元

11‧‧‧第一端

13‧‧‧控制端

15‧‧‧第二端

100‧‧‧移位暫存單元

101‧‧‧移位暫存單元

102‧‧‧移位暫存單元

110‧‧‧移位暫存單元

190‧‧‧移位暫存單元

20‧‧‧驅動單元

21‧‧‧第一端

23‧‧‧控制端

25‧‧‧第二端

30‧‧‧第一控制單元

300‧‧‧顯示裝置

310‧‧‧顯示單元

320‧‧‧資料驅動單元

330‧‧‧掃描驅動單元

340‧‧‧時序控制單元

33a‧‧‧第一下拉單元

40‧‧‧第二控制單元

43a‧‧‧第二下拉單元

50‧‧‧電壓調整單元

C1‧‧‧儲能單元

D1‧‧‧二極體

G(n)‧‧‧第一掃描訊號

G(n+1)‧‧‧第二掃描訊號

G(n-1)‧‧‧第三掃描訊號

HC1‧‧‧第一時脈訊號

HC2‧‧‧第二時脈訊號

LC1‧‧‧第一系統時脈訊號

LC2‧‧‧第二系統時脈訊號

T1‧‧‧開關元件

10a‧‧‧開關元件

10b‧‧‧開關元件

20a‧‧‧開關元件

33a‧‧‧開關元件

43a‧‧‧開關元件

30a~30f‧‧‧開關元件

40a~40f‧‧‧開關元件

Q(n)‧‧‧第一驅動電壓

Q(n-1)‧‧‧第二驅動電壓

VSS‧‧‧電壓源

圖1A繪示為本發明實施例之移位暫存電路之示意圖。

圖1B繪示為本發明實施例之電壓調整單元之電路示意圖。

圖1C繪示為本發明實施例之電壓調整單元之另一電路示意圖。

圖2繪示為本發明實施例之控制時序示意圖。

圖3繪示為本發明實施例之顯示裝置的示意圖。

10‧‧‧上拉單元

100‧‧‧移位暫存單元

20‧‧‧驅動單元

21‧‧‧第一端

23‧‧‧控制端

25‧‧‧第二端

30‧‧‧第一控制單元

33‧‧‧第一下拉單元

40‧‧‧第二控制單元

43‧‧‧第二下拉單元

50‧‧‧電壓調整單元

G(n)‧‧‧第一掃描訊號

G(n+1)‧‧‧第二掃描訊號

G(n-1)‧‧‧第三掃描訊號

HC1‧‧‧第一時脈訊號

HC2‧‧‧第二時脈訊號

LC1‧‧‧第一系統時脈訊號

LC2‧‧‧第二系統時脈訊號

10a‧‧‧開關元件

10b‧‧‧開關元件

20a‧‧‧開關元件

33a‧‧‧開關元件

43a‧‧‧開關元件

30a~30f‧‧‧開關元件

40a~40f‧‧‧開關元件

Q(n)‧‧‧第一驅動電壓

Q(n-1)‧‧‧第二驅動電壓

VSS‧‧‧電壓源

Claims (10)

1. 一種移位暫存電路，包含複數級移位暫存單元，其中每一該些移位暫存單元包含：一上拉單元，用以依據一第一時脈訊號，一第三掃描訊號，以及一第二驅動電壓，輸出一第一驅動電壓；一驅動單元，具有一第一端用以接收與該第一時脈訊號相位相反的一第二時脈訊號、一控制端電性耦接於該上拉單元，與一第二端用以輸出一第一掃描訊號；一電壓調整單元，具有一電性耦接於一電壓源的輸入端以及一輸出一第二電壓的輸出端；一第一控制單元，電性耦接於該驅動單元的控制端與該電壓源，用以依據一第一系統時脈訊號，使該驅動單元的控制端的電位被下拉至該電壓源的一第一電壓；一第一下拉單元，具有一第一端電性耦接於該驅動單元的第二端，一第二端電性耦接於該電壓調整單元的輸出端，以及一控制端用以接收一第二掃描訊號；一第二控制單元，電性耦接於該驅動單元的控制端與該電壓源，用以依據一第二系統時脈訊號，使該驅動單元的控制端的電位被下拉至該第一電壓；以及一第二下拉單元，具有一第一端電性耦接於該驅動單元的控制端，一第二端電性耦接於該電壓調整單元的輸出端，以及一控制端用以接收該第二掃描訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之移位暫存電路，其中該第一掃描訊號係為第N級掃描訊號，該第二掃描訊號係為第N+1 級掃描訊號，且該第三掃描訊號係為第N-1級掃描訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之移位暫存電路，其中該電壓調整單元係為一開關元件，具有一第一端電性耦接於該電壓源，一第二端用以輸出該第二電壓，一控制端電性耦接於該開關元件的該第二端。
4. 如申請專利範圍第2項所述之移位暫存電路，其中該電壓調整單元係為一二極體，具有一正極端與一負極端，該二極體的負極端電性耦接於該電壓源，該二極體的正極端用以輸出該第二電壓。
5. 如申請專利範圍第3或4項所述之移位暫存電路，其中該第二電壓的電位高於該第一電壓的電位。
6. 一種顯示裝置，包括有：一顯示單元，用以分別接收複數個掃描訊號與複數個資料訊號，以顯示畫面；一資料驅動單元，電性耦接於該顯示單元，該資料驅動單元用以提供該些資料訊號至該顯示單元中之複數條資料線；一掃描驅動單元，電性耦接於該顯示單元，該掃描驅動單元用以提供該些掃描訊號至該顯示單元中之複數條掃描線；一時序控制單元，分別電性耦接於該資料驅動單元與該掃描驅動單元，用以控制該資料驅動單元與該掃描驅動單元；其中該掃描驅動單元包括有複數級移位暫存單元，每一該些移位暫存單元包括有： 一上拉單元，用以依據一第一時脈訊號，一第三掃描訊號，以及一第二驅動電壓，輸出一第一驅動電壓；一驅動單元，具有一第一端用以接收與該第一時脈訊號相位相反的一第二時脈訊號、一電性耦接於該上拉單元之控制端，與一輸出一第一掃描訊號之第二端；一電壓調整單元，一電性耦接於一電壓源的輸入端以及一輸出端用以輸出一第二電壓；一第一控制單元，電性耦接於該驅動單元的控制端與該電壓源，用以依據一第一系統時脈訊號，使該驅動單元的控制端的電位被下拉至該電壓源的一第一電壓；一第一下拉單元，具有一電性耦接於該驅動單元的第二端的第一端，一電性耦接於該電壓調整單元的輸出端的第二端，以及一接收一第二掃描訊號的控制端；一第二控制單元，電性耦接於該驅動單元的控制端與該電壓源，用以依據一第二系統時脈訊號，使該驅動單元的控制端的電位被下拉至該第一電壓；及一第二下拉單元，具有一電性耦接於該驅動單元的控制端的第一端，一電性耦接於該電壓調整單元的輸出端的第二端，以及一接收該第二掃描訊號的控制端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中第N條掃描線電性連接至該第一掃描訊號，第N+1條掃描線電性連接至該第二掃描訊號，且第N-1條掃描線電性連接至該第三掃描訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該電壓調 整單元係為一開關元件，具有一電性耦接於該電壓源的第一端，一輸出該第二電壓的第二端，一電性耦接於該開關元件的第二端的控制端。
9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該電壓調整單元係為一二極體，具有一正極端與一負極端，該二極體的負極端電性耦接該電壓源，該二極體的正極端用以輸出該第二電壓。
10. 如申請專利範圍第8或9項所述之顯示裝置，其中該第二電壓的電位高於該第一電壓的電位。