TWI338879B - Shift register - Google Patents

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I33SB79 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種移位暫存器，尤指一種可加快反應時間之 移位暫存器。 【先前技術】 液晶顯示器係一種以玻璃基板為製造材料之平面顯示器。為了 節省液晶顯示器之製造成本，將驅動控制電路以薄膜電晶體之形 式製作於液晶顯示器之玻璃基板上係一種未來趨勢，而目前大部 分所採用者為非晶矽製程。 清同時參考第i圖至第3圖，第1圖係習知液晶顯示器1〇〇 的示意圖，第2圖係第1圖液晶顯示器1〇〇之閘極驅動電路12〇 的示意圖，第3圖係第2圖閘極驅動電路丨2〇之移位暫存器的示 意圖。如第一圖所示，液晶顯示器1〇〇包含一顯示陣列11〇，一控 制電路124 ’以及一閘極驅動電路丨2〇。顯示陣列1丨〇係用來顯示 影像。控制電路124用來產生閘極驅動電路12〇運作時所需之訊 號，例如一第一時脈訊號CK ’ 一第二時脈訊號XCK，和一起始 訊號ST。而閘極驅動電路120係用來驅動顯示陣列u卜如第2 圖所示，閘極驅動電路120包含複數級移位暫存器122，每一級移 位暫存器122係以_聯之方式相耦接，並根據第一時脈訊號 和苐一時脈訊號XCK依序產生閘極訊號GOUT來驅動顯示陣列 110 ’而第二時脈訊號XCK之相位係相反於第一時脈訊號ck之 7 I338879 相位，且在每一級移位暫存器122之訊號連接中，第一時脈訊號 CK和第二時脈訊號XCK係輪流互換的，亦即時脈訊號輸入端 CK1和時脈訊號輸入端CK2會與第一時脈訊號CK和第二時脈訊 號XCK交替耦合。每一級移位暫存器122具有一輸出端out、 一輸入端IN以及一反饋端FB，且包含一訊號產生電路31〇，一驅 動電路320, 一重置電路330,以及一控制開關340。如第3圖所 示，訊號產生電路310包含一開關，例如薄膜電晶體丁|：丁7，用於 _ 在開啟時根據第一時脈訊號CK(其亦可為第二時脈訊號XCK)於 移位暫存器122之輸出端OUT產生閘極訊號GOUT(N)。驅動電 路320係根據移位暫存器122之輸入端IN所接收到的輸入訊號來 控制訊號產生電路310。移位暫存器122之輸入端IN所接收到的 輸入訊號係前一級移位暫存器之輸出端所輸出之閘極訊號 G0UT(N-1)或起始訊號(ST)。重置電路330係用來關閉訊號產生電 路310並重置輸出端out所輸出之之閘極訊號g〇UT(N)(亦即將 % 輸出端〇UT之電壓拉低至一特定低電位VSS)。控制開關340係 用來根據反饋端FB所接收到的反饋訊號來重置輸出端〇υτ所輸 出之閘極訊號GOUT(N);其中，反饋端1^所接收到的反饋訊號 係次一級移位暫存器之輸出端所輸出之閘極訊號g〇ut(n+j)。 雖然控制開關340和重置電路33〇皆係用來重置輸出端〇υτ -輪出之閘極訊號gout(n)，但控制開關34〇只於接收到次一級移 ，位暫存器輸出之閘極訊號G0UT(N+l)時才工作，重置電路33〇則 長時間且持續地工作。由於在非晶石夕製程中，薄摸電晶體若長期 8 1338879 ' 讀會造成其效铸低，甚至減少私作壽命，iUt有必要採用 只於-侧環中才工作一次的控制開關34〇，如此才可避 干擾而影響輸出，並延長產品之使用壽命。 為了更明確說明習知移位暫存H⑵之運作細節，請參考第A 圖，並一併參考第3圖。第4圖係第3圖所示移位暫存器122於 運作時之各相關職之時序示意圖。如第4圖所示，在時間们内， • 輸入端IN所接收到的輸入訊號(亦即前一級移位暫存器之輸出端 所輸出之閘極訊號gout(n-i)或起始訊號(ST))被提升至高電位， 目而開啟了驅動電路320之薄膜電晶體TFTi ’並進而開啟訊號產 生電路310之薄膜電晶體TFT7，然而第__時脈訊號ck在時間耵 係為低電位’因此輸出端OUT所輸出之閘極訊號g〇Ut⑼仍為 低電位，另外，輸入訊號G〇UT(N-l)或起始訊號ST㈣啟重 置電路330之薄膜電晶體ΤΡΓ4，使端點n2降為低電位因此重置 _ 電路330亦停止關閉訊號產生電路310之動作；然而端點叫因直 流電壓VDD的持續供應而保持在高電位，因此重置電路33〇依然 重置輸出端OUT所輸出之閘極訊號g〇uT(N)，亦即將輸出端out 輸出之閘極訊號GOUT(N)降為低電位。控制開關34〇因反饋端FB 之反饋訊號GOUT(N+l)係為低電位而不工作。 在時間T2内，輸入端IN所接收到的輸入訊號或 ’起始訊號st被降低至低電位，因而關閉了驅動電路32〇之薄膜電 阳體TFT】，然而訊號產生電路31〇之薄膜電晶體TFT7m然為開 9 1338879 啟狀態’且端點Ni因寄生電容效應於第—時脈訊號ck升為高電 位時被再雄高’而輸_〇11了輸出之_訊號咖聊亦成 為高電位。另外’重置電路33〇因端點N2仍係為低麵第二時脈 訊號XCK在時間T2時為低電位)而健停止_峨產生電路 310之動作且重置電路33〇亦因端點a降為低電位(輸出端⑻丁 輸出之閘極訊號GOUT(N)開啟薄獏電晶體TFT6)而停止重置輸出 端out輸出之閘極訊號G0UT(N)。控制開關34〇仍因反饋端fb • 之反馈訊號GOUT(N+l)為低電位而不工作。 在時間T3内，因反饋端FB之反饋訊號g〇ut(n+i)升為高電

位而開啟控制開關340之薄膜電晶體TFT9，進而將輸出端㈤T 所輸出之閘極訊號GOUT(N)降為低電位。重置電路33〇因第二時 脈訊號xck升為高電位而開啟薄膜電晶體TFT2，並因此關閉了 訊號產生電路310之薄膜電晶體TFT7,且重置電路33〇亦因端點 馨N3升為高電位而再度重置輸出端㈣所輸出之閘極訊號 GOUT(N) ’亦即將輸出端OUT輸出之閘極訊號(3〇1；丁(冲降為低 電位。 在隨後的時咖，重置電路33G會持續卫作則㈣訊號產生 電路310以及將輸出端〇υτ輸出之閘極訊號G〇u聊降為低電 位，直到輸入端IN之輸入訊號gout，）或起始訊號 ST再度 升為南電位為止。再者’次—級之移位暫存ϋ 122亦會重複以上 之動作’如此即可依序產生閘極訊號GOUT以驅動顯示陣列110。 1338879 然而，每一級移位暫存器122輸出之閘極訊號GOUT不僅用 來驅動顯示陣列110’其也需用來輸出至次—級移位暫存器122之 輸入端IN以及前一級移位暫存器122之反饋端FB，因而加重輪 出端out之負擔，並進而增加每一級移位暫存器122輸出之閘極 訊號GOUT之上升時間(rising time)。另外，除了閘極訊號gout 之上升時間增加，其前一級移位暫存器所接收到之反饋訊號亦會 φ 衰減，故造成前一級移位暫存器122輸出之閘極訊號GOUT之下 降時間(fallingtime)增加。因此，習知之移位暫存器122具有較長 之反應時間。 【發明内容】 器，以解決習知之問題。 因此，本發明之目的在於提出—種可域反斜間之移位暫存 控制該訊號產生電路第二開關。

之輸出端。該鶴電路係祕於該訊號產生電路之第—開關及第 時根據該時脈訊號產生一第二輸出訊號， —開關’用來根據該移位暫存器 疋輸出端’用於在開啟 並傳送至該移位暫存器 之輸入端所接㈣的輸入訊號來 。該重置電路係耦接 於該訊號產生電路，用央 開關以及重置該輸出端所輸號產生電路之第-開關及第二 該移位暫奸之輸_ W 。該控制_係耗接於 A重置該輸出端所輸出之輸出訊號。 【實施方式】 請同時參考第5圖至笫7ISI β 的干立HI ^ ^ ® # 5 _本發微晶顯示器500 ^ 一么固于弟5圖所不液晶顯示器500之閘極驅動電路 丁思圖帛7圖係第6圖閘極驅動電路52〇之移位暫存器的 不意圖。本發明液晶顯示請包含—顯示陣列別，—控制電路 以及閘極驅動電路52〇。顯示陣列51〇係用來顯示影像。 控制電路524用來|生閘極驅動電路52()運作時所需之訊號，例 如一第一時脈訊號CK ’ -第二Bf脈訊號XCK，和一起始訊號ST。 閘極驅動電路520則用來驅動顯示陣列51〇。閘極驅動電路52〇 包含複數級移位暫存器522,每一級移位暫存器522係以串聯之方

式相耦接’並根據第一時脈訊號CK和第二時脈訊號XCK依序產 生閘極訊號GOUT以驅動顯示陣列510,而第二時脈訊號XCK之 相位係相反於第一時脈訊號CK之相位，且在每一級移位暫存器 522之訊號連接中，第一時脈訊號CK和第二時脈訊號XCK係輪 流互換，亦即時脈訊號輸入端CK1和時脈訊號輸入端CK2會與第 一時脈訊號CK和第二時脈訊號XCK交替耦合。不同於習知，每 一級移位暫存器522之訊號產生電路71〇包含一第一開關和一第 二開關，例如薄膜電晶體TFT6〇和薄膜電晶體TFT57。如第7圖所 示，訊號產生電路710之薄膜電晶體(第二開關)係用來於開 12 1338879 ’ 啟時根據第—時脈訊號ck(其亦可為第二時脈訊號XCK)於移位 暫存器522之輸出端OUT產生閘極訊號GOUT(N)，而訊號產生 電路71 〇之薄膜電晶體TF丁6〇 (第一開關)係用來於開啟時根據第一 時脈訊號CK(其亦可為第二時脈訊號XCK)於移位暫存器522之反 饋輸出端FBO產生反饋訊號FS(N；)。驅動電路72〇係用來根據移 位暫存器522之輸入端in所接收到的輸入訊號控制訊號產生電路 710之薄膜電晶體tfT6〇和薄膜電晶體TFT57，而移位暫存器522 • 之輸入端1N所接收到的輸入訊號係前一級移位暫存器之輸出端輸 出之閘極訊號GOUT(N-l)或起始訊號(ST)。重置電路730係用來 關閉訊號產生電路710之薄膜電晶體TFT6G和薄膜電晶體TFT57， 以及重置輸出端OUT輸出之之閘極訊號g〇UT(N)(亦即將輸出端 out之電壓拉低至一特定低電位vss>控制開關74〇係用來根據 反饋端FB所接收到的反饋訊號重置輸出端〇υτ輸出之閘極訊號 GOUT(N) ’而反饋端FB所接收到的反饋訊號係次一級移位暫存 鲁 器之反饋輸出端FBO輸出之反饋訊號FS(N+1)。 由於每一級移位暫存器522之控制開關740所接收之反饋訊 號FS係由次一級移位暫存器之訊號產生電路之第—開關所產 生’以代替次一級移位暫存器之輸出端輸出之閘極訊號 GOUT(N+l)，亦即控制開關740可根據次一級移位暫存器之訊號 * 產生電路之第一開關所產生之反饋訊號FS(N+1)重置輸出端〇υγ 輸出之閘極訊號G0UT(N)，因此移位暫存器522之輸出端〇υτ 不需再耦合於前一級移位暫存器之反饋端FB，亦即減輕輸出端 13 1338879 out之負擔’並進而減少每一級移位暫存器522輸出之閘極訊號 GOUT之上升時間’另外，由於訊號產生電路谓之第一開關所 產生之反饋峨FS只單獨提供給其前—級移位暫存器之控制開 關’故前一級移位暫存器所接收到之反饋訊號FS亦不會衰減，進 而減少前一級移位暫存器122輸出之閘極訊號G0U丁之下降時 間。因此，本發明移位暫存器522具有較短之反應時間。 • 5倉參考第8圖，第8圖為本發明移位暫存器522與習知移位 暫存器122輸出之閘極訊號G〇UT之比較圖。如第8圖所示經 SPICE 軟體模擬後’本發明第N級移位暫存器輸出 之閘極訊號GOUT(N)之上升時間較習知第Ν級移位暫存器122輸 出之閘極訊號GOUT(N)之上升時間快了 〇 45微秒，而本發明第 N-1級移位暫存器522輸出之閘極訊號（}〇1；丁0[_1)之下降時間較 習知第N-1級移位暫存器122輸出之閘極訊號（}〇1；丁(义1)之下降 ▲ 時間快了 0.30微秒。 綜合以上所述’本發明移位暫存器522之訊號產生電路71〇 包含-第-開關tft60和-第二開關TFT57，第一開關TFT6〇用來 於移位暫存$ 522之反饋輸出端FB〇產生反饋訊號FS，而第二開 關TFT„用來於移位暫存器522之輸出端〇υτ產生閘極訊號 - GOUT，因此每一級移位暫存器522輸出之閘極訊號〇〇υτ不需 • 再提供給前一級移位暫存器之反饋端FB，而係由第一開關TFT60 於反饋輸出端FBO所產生之反饋訊號所提供。 相車父於習知，本發明移位暫存器522之輸出端OUT不需再耦 合於前一級移位暫存器522之反饋端FB，因此可減輕每一級移位 暫存益522之輸出端out之負擔，進而減少閘極訊號G〇UT之上 升時間(rising time)與下降時間啦出叩time)。因此，本發明移位暫 存器522具有較短之反應時間。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為習知液晶顯示器的示意圖。 第2圖為第1圖液晶顯示器之問極驅動電路的示意圖。 第3圖為第2圖閘極驅動電路之移位暫存器的示意圖。 第4圖為第3圖移位暫存器於運作時之各侧訊號

意圖。 W 第5圖為本發明液晶顯示器的示意圖。 第6圖為第5圖液晶顯示器之_驅動電路的示意圖。 第7圖為第6圖閘極驅動電路之移位暫存器的示: 訊 號之比較圖 第8圖為本發明雜暫存轉f知移位暫存器如。 【主要元件符號說明】 1338879 100 ， 500 液晶顯示器 110 ， 510 顯示陣列 120 ， 520 閘極驅動電路 122 ， 522 移位暫存器 310 ， 710 訊號產生電路 320 ， 720 驅動電路 330 ， 730 重置電路 340 ， 740 控制開關 αα，CK2 時脈訊號輸入端 IN 輸入端 OUT 輸出端 FB 反饋端 FBO 反饋輸出端 FS 反饋訊號 vss 特定低電位 VDD 直流電壓 CK 第一時脈訊號 XCK 第二時脈訊號 ST 起始訊號 GOUT 閘極訊號 N!，N2，N3， 端點 TFT 薄膜電晶體 Nil ’ Ni2 ’ Ni3 124 ， 524 控制電路

Claims (1)

1338879 • 十、申請專利範圍： 1. -種移位暫存器，具有—輸人端及—輪出端，包含： 一訊號產生電路，包含： 一第一開關，用來於開啟時根據1夺脈訊號產生一第一輸 出訊號；及 一第二開關，耦接於該移位暫存器之輸出端，用來於開啟 時根據该時脈訊號產生一第二輸出訊號，並傳送至該 • 移位暫存器之輸出端； -驅動電路’ _於該訊號產生電路之第—開關及第二開關， 絲_郷㈣存H之輸人稿接㈣的輸人訊號控制 該訊號產生電路之第一開關及第二開關； -重置電路，触於該訊號產生電路，用來關_訊號產生電 路之第-開關及第二開關以及重置該輸出端輸出之輸出訊 號；及 ° • _控制開關，耗接於該移位暫存器之輸出端，用來重置該輸出 知輸出之輸出訊號。 2. 如請求項1所述之移位暫存器’其中該訊號產生電路之第—開 關絲接於-前級移位暫存器之反饋端，用來於開啟時根據^ 時脈魏產生輸出錢至該前級移位暫存器之控制開關。 • 3·如請求項1所述之移位暫存器，其中該控綱關另輕接於一後 級移位暫存器之訊號產生電路。 17 如請求項1所叙餘暫存器， 係為薄膜電晶體。 其中該第一開關及該第二開關 —種薄膜電晶體液晶顯示器，包含： —顯示陣列，以及 閘極驅動電路’用來產生複數個閘極訊號來驅動該顯示陣 列，該問極驅動電路包含複數級移位暫存器並以串聯之 接’每—級移位暫存器各具有—輸人端及一輸出 端，每—級移位暫存器包含： 一訊號產生電路，包含： 第開If，用來於開啟時根據—時脈訊號產生一第 —輸出訊號；及 一第二開關，耦接於該移位暫存器之輸出端，用來於 開啟時根據該時脈訊號產生一第二輸出訊號，並傳 送至該移位暫存器之輸出端； 一驅動電路，祕於該峨產生f路之第-關及第二開 關，用來根據該移位暫存器之輸入端所接收到的輸 入訊號控制該訊號產生電路之第一開關及第二開 關； 重置電路，耦接於該訊號產生電路，用來關閉該訊號產 生電路之第一開關及第二開關以及重置該輸出端輸 出之輸出訊號；及 1338879 之輸出端，用來重置該 -控制開關，耦接於該移位暫存器 輸出端輸出之輸出訊號。 6 ’其中軸綱路之第-開 ，用細啟時根據該 .° ;生輪出峨前級移位暫存n之控制開關。 籲如明求項5所述之液晶顯示器，其中該控制開關另搞接於一後 級移位暫存器之訊號產生電路。 如π求項5所述之液晶顯示器，其另包含一控制電路，柄接於 該閘極驅動電路，用來產生該時脈訊號，以及於該閘極驅動電 路之第-級移位暫存器之輸入端產生一起始訊號。 9.如請求項5所述之液晶顯示器，其中該第一開關及該第二開關 係為薄膜電晶體。 十一、圖式：