位移暂存装置的制作方法

本发明涉及一种位移暂存装置，尤其涉及一种具有不同操作频率的选择性的位移暂存装置。

背景技术：

近年来，随着半导体科技蓬勃发展，携带型电子产品及平面显示器产品也随之兴起。而在众多平面显示器的类型当中，液晶显示器(liquidcrystaldisplay,lcd)基于其低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等优点，随即已成为各显示器产品的主流。也亦因如此，无不驱使着各家厂商针对液晶显示器的开发技术要朝向更微型化及低制作成本发展。

并为了要将液晶显示器的制作成本压低，已有部份厂商提出直接在玻璃基板上利用薄膜晶体管(thinfilmtransistor,tft)制作成多级位移暂存器(shiftregister)，藉以来取代现有所惯用的栅极驱动芯片(gatedrivingchip)，以降低液晶显示器的制作成本。

同时，为了迎合电子装置轻薄及高操控灵敏度的需求，内嵌式触控面板(in-celltouchpanel)已成为触控应用的重点产品，并且在现今栅极驱动阵列(gateonarray，goa)与内嵌式触控技术越来越成熟的情况下，将其运用在显示器面板上，不仅可以缩小边框、节省栅极驱动电路(goa)、外挂式的触控及触控电路，还可以达到整合触控与显示驱动器的解决方案。

在使用内嵌式触控的面板时，一般会从多个感应信号的操作频率中，选择其中之一来进行设计。而在设计上通常会优先考量具有较佳触控灵敏度的操作频率，然而，此操作频率缺点在于进行长时间信赖性(高温动作或高温高湿动作)的操作时，元件容易失效，并且在习知的栅极驱动阵列(goa)电路的设计上，无法同时具有不同操作频率的选择性。

技术实现要素：

本发明提供一种位移暂存装置，用以设置栅极驱动阵列(goa)电路，使电路具有不同操作频率的选择性。

本发明的位移暂存装置，包括多个位移暂存单元，且多个位移暂存单元相互串连耦接，其中第n级的位移暂存单元包括电压设定电路、至少二控制信号产生器、至少二备援控制信号产生器以及输出级电路。电压设定电路接收起始扫描信号以及第n+1级输出信号，依据起始扫描信号以及第n+1级输出信号提供第一电压或第二电压至驱动端，其中起始扫描信号为第n-1级输出信号；至少二控制信号产生器，耦接至第一控制端以及第二控制端，至少二控制信号产生器分别接收至少二偏压电压，并分别依据至少二偏压电压以产生第一控制端上的第一控制电压以及第二控制端上的第二控制电压；至少二备援控制信号产生器，耦接至第一控制端以及第二控制端，至少二备援控制信号产生器分别接收至少二备援偏压电压，并依据至少二备援偏压电压以分别产生第一控制电压以及第二控制电压；以及输出级电路，耦接至驱动端、第一控制端以及第二控制端，依据驱动端上的电压、第一控制电压以及第二控制电压以产生输出信号，其中n为正整数。

基于上述，本发明的位移暂存装置通过额外增加的至少两组备援控制信号产生器，使栅极驱动阵列(goa)电路除了能以原先的至少两组控制信号产生器，使电路操作在具有较佳触控灵敏度的操作频率之外，也能以额外增加的至少两组备援控制信号产生器，使电路得以操作在其他不同的操作频率，具有不同操作频率的选择性。此外，本发明另可通过加大备援控制信号产生器中的晶体管的宽长比，来增加电路在长时间操作时的信赖性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出本发明实施例的位移暂存装置的示意图。

图2示出本发明一实施例的位移暂存单元的示意图。

图3a示出本发明另一实施例的位移暂存单元的示意图。

图3b示出本发明图3a实施例的位移暂存单元的操作模式的波形示意图。

图3c示出本发明图3a实施例的位移暂存单元的另一操作模式的波形示意图。

附图标记说明

100：位移暂存装置；

110、120、130、200、300：位移暂存单元；

210、310：电压设定电路；

220、320：输出级电路；

231、232、331、332：控制信号产生器；

241、242、341、342：备援控制信号产生器；

c1：电容；

ck：时脉信号；

g(n)：输出信号；

g(n+1)：第n+1级输出信号；

g(n-1)：第n-1级输出信号；

p1：第一控制端；

p2：第二控制端；

q：驱动端；

stv：起始扫描信号；

t31、t32、t33、t34、t35、t36、t37、t38、t39、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8：晶体管；

ta、tb、tc：时间区间；

vgl：栅极低电压；

v1：第一偏压电压；

v2：第二偏压电压；

v11：第一备援偏压电压；

v22：第二备援偏压电压；

vbwd：第二电压；

vfwd：第一电压；

vh：高电压电平；

vl：低电压电平；

vp1：第一控制电压；

vp2：第二控制电压；

vq：驱动端的电压。

具体实施方式

请参照图1，图1示出本发明实施例的位移暂存装置的示意图。位移暂存装置100包括多个位移暂存单元110、120、130，为了简化说明，本实施例仅示出第n-1级～第n+1级的位移暂存单元120、110、130，其中n为正整数。以第n级的位移暂存单元110为例，位移暂存单元110接收第n-1级输出信号g(n-1)、时脉信号ck、第一电压vfwd、第二电压vbwd、第n+1级输出信号g(n+1)以及栅极低电压vgl，以产生输出信号g(n)。其中，位移暂存单元110依据第一电压vfwd，来产生与时脉信号ck相同电压电平的输出信号g(n)。并依据第二电压vbwd，以将输出信号g(n)的电压拉低至栅极低电压vgl。此外，输出信号g(n)被提供至第n-1级的位移暂存单元120作为输入信号，以及被提供至第n+1级的位移暂存单元130作为输入信号。

关于位移暂存单元的实施方式，可参照图2，其中，图2示出本发明一实施例的位移暂存单元的示意图。在图2实施例中，位移暂存单元200包括电压设定电路210、输出级电路220、控制信号产生器231及232以及备援控制信号产生器241及242。电压设定电路210耦接至驱动端q、第一控制端p1以及第二控制端p2，并接收栅极低电压vgl、第一电压vfwd、第二电压vbwd、第n+1级输出信号g(n+1)以及第n-1级输出信号g(n-1)。输出级电路220则耦接至驱动端q、第一控制端p1以及第二控制端p2，并接收栅极低电压vgl以及时脉信号ck，输出级电路220并用以产生输出信号g(n)。控制信号产生器231及232与备援控制信号产生器241及242耦接至第一控制端p1、第二控制端p2，共同接收栅极低电压vgl，并分别接收偏压电压v1、v2以及备援偏压电压v11、v22。其中，控制信号产生器231及232与备援控制信号产生器241及242分时被启动，并用以产生第一控制端p1以及第二控制端p2上的第一控制电压vp1及第二控制电压vp2。

承接上述，电压设定电路210接收起始扫描信号stv以及第n+1级输出信号g(n+1)，依据起始扫描信号stv以提供第一电压vfwd至驱动端q，并依据作为关闭信号的第n+1级输出信号g(n+1)提供第二电压vbwd至驱动端q。其中，在本实施例中，起始扫描信号stv为第n-1级输出信号g(n-1)，并且当电路动作时，第一偏压电压v1、第二偏压电压v2、第一备援偏压电压v11以及第二备援偏压电压v22中，至多其中之一为致能电压电平，以分时启动控制信号产生器231及232与备援控制信号产生器241及242。其中，在本发明实施例中，致能电压电平为相对高的电压电平，以第一偏压电压v1被设定为致能电压电平为范例，第一偏压电压v1的电压电平可高于第二偏压电压v2、第一备援偏压电压v11以及第二备援偏压电压v22的电压电平。

关于本发明实施例的位移暂存单元的详细动作，当第一偏压电压v1为致能电压电平时，第一控制信号产生器231会依据第一偏压电压v1，将第一控制电压vp1拉低至栅极低电压vgl，并依据第一偏压电压v1拉高第二控制电压vp2的电压电平。而当第二偏压电压v2为致能电压电平时，第二控制信号产生器232依据第二偏压电压v2，拉高第一控制电压vp1的电压电平。并依据第二偏压电压v2，将第二控制电压vp2拉低至所述栅极低电压vgl。

另一方面，当第一备援偏压电压v11为致能电压电平时，第一备援控制信号产生器241依据第一备援偏压电压v11，将第一控制电压vp1拉低至栅极低电压vgl，并依据第一备援偏压电压v11来拉高第二控制电压vp2的电压电平。而当第二备援偏压电压v22为致能电压电平时，第二备援控制信号产生器242会依据第二备援偏压电压v22，拉高第一控制电压vp1的电压电平，并依据第二备援偏压电压v22，将第二控制电压vp2拉低至栅极低电压vgl。

输出级电路220则会依据驱动端q上的电压vq、第一控制电压vp1以及第二控制电压vp2来产生输出信号g(n)。当驱动端q上的电压vq为致能电压电平时，产生与时脉信号ck相同电压电平的输出信号g(n)。当第一控制电压vp1或第二控制电压vp2为致能电压电平时，则拉低输出信号g(n)的电压电平至栅极低电压vgl。

附带一提，图2中所示出的控制信号产生器231、232以及备援控制信号产生器241、242的数量均为两个。然在本发明其他实施例中，控制信号产生器以及备援控制信号产生器的数量可以多于两个，并没有固定的限制。

请参照图3a，图3a示出本发明另一实施例的位移暂存单元的示意图。在本实施例的位移暂存单元300中，电压设定电路310包括晶体管t31～t36。晶体管t31的第一端接收第一电压vfwd，控制端接收起始扫描信号stv(即第n-1级输出信号g(n-1))以及第二端耦接至驱动端q。晶体管t32的第一端接收第二电压vbwd，控制端接收第n+1级输出信号g(n+1)以及第二端耦接至驱动端q。晶体管t33的第一端耦接至第一控制端p1、控制端耦接至驱动端q以及第二端耦接至栅极低电压vgl。晶体管t34的第一端耦接至第二控制端p2、控制端耦接至驱动端q以及第二端耦接至栅极低电压vgl。晶体管t35的第一端耦接至驱动端q、控制端耦接至第一控制端p1以及第二端耦接至栅极低电压vgl。晶体管t36的第一端耦接至驱动端q、其控制端耦接至第二控制端p2以及第二端耦接至栅极低电压vgl。

控制信号产生器331包括晶体管t1及t2，晶体管t1的第一端耦接至第一控制端p1、控制端接收第一偏压电压v1，第二端耦接至栅极低电压vgl。晶体管t2的第一端及控制端均接收第一偏压电压v1，第二端则耦接至第二控制端p2，其中，晶体管t2耦接成二极管(diodeconnection)的型态，并作为一个二极管使用。控制信号产生器332包括晶体管t5及t6，晶体管t5的第一端及控制端均接收第二偏压电压v2，第二端耦接至第一控制端p1。晶体管t6的第一端耦接至第二控制端p2、控制端接收第二偏压电压v2，第二端则耦接至栅极低电压vgl，其中，晶体管t5耦接成二极管的型态，并作为一个二极管使用。

备援控制信号产生器341包括晶体管t3及t4，晶体管t3的第一端耦接至第一控制端p1、其控制端接收第一备援偏压电压v11，第二端耦接至所述栅极低电压vgl。晶体管t4的第一端及控制端均接收第一备援偏压电压v11，第二端则耦接至第二控制端p2，其中，晶体管t4耦接成二极管(diodeconnection)的型态，并作为一个二极管使用。备援控制信号产生器342包括晶体管t7及t8，晶体管t7的第一端及控制端均接收第二备援偏压电压v22，第二端则耦接至第一控制端p1。晶体管t8的第一端耦接至第二控制端p2、其控制端接收第二备援偏压电压v22，第二端耦接至所述栅极低电压vgl，其中，晶体管t7耦接成二极管的型态，并作为一个二极管使用。

值得一提的是，本实施例通过加大备援控制信号产生器341及342中晶体管的电流通道的宽长比，使其大于控制信号产生器331及332中晶体管的电流通道的宽长比(例如是整数倍)，以提升长时间操作(例如是高温动作或高温高湿动作)的信赖度(因相对大的宽长比具有相对小的电阻，可相对降低晶体管的工作温度)，此外，加大宽长比的方式可为加大电流通道的宽度或是缩短电流通道的长度，在此不多加以限制。因此，在本实施例中，晶体管t3的宽长比会大于晶体管t1的宽长比(例如晶体管t3与晶体管t1的宽长比为2：1)。晶体管t4的宽长比会大于晶体管t2的宽长比(例如晶体管t4与晶体管t2的宽长比为2：1)。而晶体管t7的宽长比会大于晶体管t5的宽长比(例如晶体管t7与晶体管t5的宽长比为2：1)。晶体管t8的宽长比大于晶体管t6的宽长比(例如晶体管t8与晶体管t6的宽长比为2：1)。

输出级电路320包括晶体管t37、晶体管t38、晶体管t39以及电容c1。晶体管t37的第一端接收时脉信号ck、控制端耦接至所述驱动端q以及第二端接收输出信号g(n)。晶体管t38的第一端接收输出信号g(n)、控制端接收第一控制电压vp1以及其第二端耦接至栅极低电压vgl。晶体管t39的第一端接收输出信号g(n)、控制端接收第二控制电压vp2以及第二端耦接至栅极低电压vgl。电容c1的第一端耦接至晶体管t37的控制端，其第二端则耦接至晶体管t37的第二端。

关于详细电路动作，请同时参照图3a及图3b，图3a示出本发明另一实施例的位移暂存单元的示意图。图3b则示出本发明图3a实施例的位移暂存单元的操作模式的波形示意图。在本实施例中，当位移暂存单元300操作在图3b的操作模式时，第一偏压电压v1、第二偏压电压v2、第一备援偏压电压v11以及第二备援偏压电压v22中，仅第一偏压电压v1为第一电压电平(例如是高电压电平vh)，以分时启动控制信号产生器331及332与备援控制信号产生器341及342。

详细来说，位移暂存单元300中的晶体管t31在第一时间区间ta，会依据为第一电压电平(高电压电平vh)的起始扫描信号stv而导通，并提供为第一电压电平(高电压电平vh)的第一电压vfwd至驱动端q。而晶体管t33及t34依据为第一电压电平(高电压电平vh)的驱动端q的电压vq而导通，并依据栅极低电压vgl拉低第一控制电压vp1及第二控制电压vp2至第二电压电平(例如是低电压电平vl)。而输出级电路320中的晶体管t37则依据驱动端q上的电压vq(高电压电平vh)而导通，并依据等于第二电压电平(低电压电平vl)的时脉信号ck来产生输出信号g(n)，其中第一电压电平大于第二电压电平。

接着，在第一时间区间ta后的第二时间区间tb，时脉信号ck由低电压电平vl转态为高电压电平vh，并通过被导通的晶体管t37对输出信号g(n)进行充电动作，使输出信号g(n)的电压转态为高电压电平vh。在此同时，通过电容c1对驱动端q的电压vq所产生的靴带效应，使驱动端q的电压vq拉高至第三电压电平(例如是大于高电压电平vh)。如此一来，可更为完整的输出其输出信号g(n)，而此时第一控制电压vp1及第二控制电压vp2仍维持等于第二电压电平(低电压电平vl)，其中第三电压电平大于第一电压电平。

在第二时间区间tb后的第三时间区间tc，晶体管t32依据转态为第一电压电平(高电压电平vh)的第n+1级输出信号g(n+1)而导通，并提供为第二电压电平(低电压电平vl)的第二电压vbwd至驱动端q。于此同时，晶体管t33及晶体管t34会依据为第二电压电平(低电压电平vl)的驱动端q的电压vq而关闭。晶体管t1则依据为第一电压电平(高电压电平vh)的第一偏压电压v1而导通，并将第一控制电压vp1拉低至栅极低电压vgl。此外，第一偏压电压v1通过被耦接成二极管(diodeconnection)型态的晶体管t2拉高第二控制电压vp2的电压电平。晶体管t36及晶体管t39则依据转态为第一电压电平(高电压电平vh)的第二控制电压vp2而导通，并将驱动端q的电压vq及输出信号g(n)的电压皆拉低至栅极低电压vgl，以避免驱动端q及输出信号g(n)在电路非工作期间呈现浮接(floating)状态。其中，所谓的浮接状态表示对应的端点(或信号)未被施加有效的电压所产生的状态。

请同时参照图3a及图3c，图3a示出本发明另一实施例的位移暂存单元的示意图。图3c示出本发明图3a实施例的位移暂存单元的另一操作模式的波形示意图。与图3b操作模式不同的地方在于，本操作模式中的位移暂存单元300的操作频率，可通过本实施例的备援控制信号产生器341及342，使电路在进行长时间的操作时，具有较高的信赖度。并且当此模式的电路动作时，第一偏压电压v1、第二偏压电压v2、第一备援偏压电压v11以及第二备援偏压电压v22中，仅第一备援偏压电压v11为第一电压电平(例如是高电压电平vh)，以分时启动控制信号产生器331及332与备援控制信号产生器341及342。

关于详细电路的动作区间，与图3b的位移暂存单元300的操作模式相类似，在此不多赘述。

综上所述，本发明提供一种位移暂存装置，用以设置栅极驱动阵列(goa)电路，使电路除了能以原先的至少两组控制信号产生器，将电路操作在具有较佳触控灵敏度的操作频率之外，也能通过额外增加的至少两组备援控制信号产生器，将电路操作在不同的操作频率，让电路具有不同操作频率的选择性。此外，本发明另可通过加大备援控制信号产生器中的晶体管通道的宽长比，来增加电路在长时间操作时的信赖性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。