使用水平偏移寄存器产生重复输出信号以显示影像的系统的制作方法

专利名称：使用水平偏移寄存器产生重复输出信号以显示影像的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示影像，特别是涉及通过使用水平偏移寄存器产生重复输 出信号以显示影像的系统。
背景技术：
通常而言，液晶显示器(liquid crystal display, LCD)使用电性区域 (electric field)以控制液晶材料的光传输特性。因此，LCD包含一液晶显 示面板以及驱动电路，其中液晶显示面板包含排列成矩阵图案的液晶显示单 元 (liquid crystal cell)。栅极线以及数据线位于液晶显示器中且彼此交叉，且液晶单元位于栅极 线和数据线的交叉处。而且，液晶显示面板包含像素电极以及共同电极，以提供电性区域给每一液晶单元。每一像素电极通过一开关元件的源极或漏极 以连接至相对应的数据线，此开关元件可为薄膜晶体管等(thin film transistor, TFT)。每一薄膜晶体管的栅极端连接至相对应的栅极线。驱动电路包含一栅极驱动器以及一数据驱动器。栅极驱动器通过连续的 提供扫描信号至栅极线以连续驱动液晶显示面板上的液晶单元。当扫描信号 被提供至栅极线时，数据驱动器提供一视频信号至相关的数据线上。通过在 LCD面板中的每一液晶单元的像素电极和共同电极间施加电性区域，使得影 像得以被显示。而且，此电性区域根据被输入的影像信号而被施加。一般而言，偏移寄存器最常被用以产生扫描信号。美国专利6157228的 专利披露了包含一偏移寄存器的数据线驱动电路。此专利中的偏移寄存器和 传统的偏移寄存器比较起来使用了较少的反相器，因此拥有较少的延迟时间 以及较佳的LCD显示质量。然而，此专利中的偏移寄存器使用CMOS结构， 而CMOS的制造程序往往需要比较多的光罩，因此其生产率较低。发明内容本发明的实施例提供了 一种显示影像的系统。此较佳实施例包含一动态偏移寄存器，此动态偏移寄存器具有一第一开关电路、 一电平调整电路、一 第二开关电路、 一第三开关电路、 一第四开关电路以及一第五开关电路。第 一开关电路，耦接至动态偏移寄存器的一第一输入端、动态偏移寄存器的一 第一输出端、 一第一供应电压以及一第一节点，用以根据第一输入端所接收 的 一第 一输入信号以及输出端所输出的 一输出信号以控制第 一供应电压是 否被传输至第一节点。电平调整电路耦接于第一节点以及一第二供应电压之 间。当第一开关电路关闭时，电平调整电路可将第一节点的一电压电平调整 至第二供应电压。第二开关电路，耦接至第一节点、第一供应电压以及一第 二节点，并根据第一节点的电压电平控制第一供应电压是否被传输至第二节 点。第三开关电路，耦接至第一输入信号以及第二节点，并根据第一输入信 号控制第一输入信号是否被传输至第二节点。第四开关电路，耦接至第一节 点、第一供应电压以及输出端，并根据该第一节点的电压电平控制第一供应 电压是否被传输至输出端。第五开关电路，耦接至动态偏移寄存器的一第二 输入端、第二节点以及输出端，并根据第二节点的一电压电平控制第二输入 端所接收的第二输入信号是否被传输至输出端。因此，本发明所披露的动态偏移寄存器使用单一型式的金属氧化物半导 体以实现此电路，也就是说，都使用N型金属氧化物半导体或P型金属氧化 物半导体其中一种型态。因此，动态偏移寄存器的制造过程会变得较容易并可增加产量。而且，与具有CMOS结构的偏移寄存器比较起来，本发明的动 态偏移寄存器可具有较少的晶体管，故大幅的降低了产品成本。而使用上述 动态偏移寄存器所实施的水平偏移寄存器电路也可具有上述的优点。


图1示出了根据本发明的较佳实施例的动态偏移寄存器。图2示出了图1所示的动态偏移寄存器的输入信号和输出信号的波形。图3为根据本发明的水平偏移寄存器。图4示出了根据本发明的水平偏移寄存器的输入信号Sth以及时钟信号 CK1、 CK2、 CK3的波形。图5示出了图3所示的水平偏移寄存器的输出信号的波形。图6示出了可用以显示根据本发明较佳实施例的可显示影像的系统。附图符号说明600动态偏移寄存器601、 602、 603、 604、 605、 607、 608、 609 、 610、 611、 612、 613、 614、 615 P型金属氧化物半导体 606开关门电路 620第一开关电路 630电平调整电路 640第二开关电路 650第三开关电路 660第四开关电路 670第五开关电路 800水平偏移寄存器810、 820、 830、 840、 850、 860动态偏移寄存器900电子装置902水平偏移寄存器904显示面斗反具体实施方式
在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术 人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明 书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能 上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的"包含" 为一开放式的用语，故应解释成"包含但不限定于"。以外，"耦接" 一词 在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦 接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过 其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。请参考图1,图1示出了根据本发明的较佳实施例的动态偏移寄存器。 动态偏移寄存器600在输入端Inl接收一输入信号Sl,输入端Inl耦接至P 型金属氧化物半导体601,而P型金属氧化物半导体601形成了第一开关电 路620的一部分。输入信号Sl用以控制P型金属氧化物半导体601,如图2 所示。请参考图1和图2,当输入信号Sl在时间点tl从高电平(也就是路630包含两P型金属氧化物半 导体602和603,其彼此串联且都由相对低电压VG所控制。当第一开关电路 620关闭时，P型金属氧化物半导体602和603通常会造成节点Nl的低电压。 换句话说，在输入信号Sl在时间点tl从高电平转变成低电平之前，节点Nl 的电压电平等于VG。而且，P型金属氧化物半导体601的方位比(aspect ratio)会被设计成大于P型金属氧化物半导体602和603的方位比。因此， P型金属氧化物半导体601的驱动电流会大于P型金属氧化物半导体602和 603的驱动电流。因此，当P型金属氧化物半导体601在时间点tl导通时， 第一开关电路620导通，使得在节点Nl的电压电平被拉高至高于VG的电压 电平VD。如图1所示，第三开关电路650包含两P型金属氧化物半导体604和 605,其彼此串联且由输入信号Sl所控制。因此，在输入信号S1从高电平 切换成低电平后，第三开关电路650被导通，使得输入信号Sl通过两P型 金属氧化物半导体604和605而被传递至节点N2,使得节点似的电压电平 与输入信号Sl的电压电平相同。然后节点N2的电压电平通过通常导通的开 关门电路606，此开关门电路606由两P型金属氧化物半导体607和608所 构成，而P型金属氧化物半导体607和608的栅极耦接至低电压VG。在通过 通常导通的开关门电路606后，节点N2的电压电平被一第五开关电路670 所接收，第五开关电路670具有两P型金属氧化物半导体609和610,此两 P型金属氧化物半导体彼此串联且位于一输出端OUT和一第二输入端In2之 间。根据节点N2的电压电平，第五开关电路670被导通。第二输入端In2 接收一第二输入信号S2,其波形如图2所示。当输入信号Sl的电压电平为 低时，P型金属氧化物半导体6Q4和605都导通，使得输入信号Sl通过两P 型金属氧化物半导体604和605以及通常导通的开关门电路606而传送至P 型金属氧化物半导体609和610。换句话说，当第一输入信号Sl为低电压电 平时，此两P型金属氧化物半导体609和610导通，使得第二输入信号S2 被传送至输出端OUT。请参考图2,当在时间点tl到t2，第一输入信号Sl 为低电压电平时，在第二输入端In2被接收的第二输入信号S2直接被传输 至输出端OUT,使得输出信号So相等于第二输入信号S2。请参考图1,输出端0UT还被耦接至P型金属氧化物半导体611的栅极， 其形成了第一开关电路620的另一部分。P型金属氧化物半导体611与P型 金属氧化物半导体601平行连接，且P型金属氧化物半导体611的源极耦接 至电压电平VD,漏极耦接至节点N1。 P型金属氧化物半导体611由输出信号 So所控制，因此只要输出信号So在低电压电平，P型金属氧化物半导体611 将导通。那就是，P型金属氧化物半导体611形成输出信号So的回馈路径。 若没有P型金属氧化物半导体611，节点Nl的电压在P型金属氧化物半导体 601关闭后将变低，也就是，在第一输入信号Sl的电压电平在时间点t3由 低变成高之后，节点Nl的电压电平将被拉低至电压VG。然而，因为P型金 属氧化物半导体611的存在，当P型金属氧化物半导体611因输出信号So 而保持导通时，节点Nl的电压电平在时间点t3后仍将维持在高电平。请参 考图2的时间点t3,虽然第一输入信号S1从一低电平变成一高电平，第二 输入信号S2仍然维持在一低电平。之后，P型金属氧化物半导体601关闭， 然而P型金属氧化物半导体611仍然导通。节点Nl的电压仍然保持高电平 使得形成第二开关电路640的P型金属氧化物半导体612和613被节点Nl 的电压电平控制而保持关闭的状态。相反的，当第一输入信号Sl的电压电 平在时间点t3由低变成高之后，两个P型金属氧化物半导体关闭。所以， 因为浮节点N2的电压电平并未决定为任何电压电平，节点N2的电压电平仍 然保持在低电平，也就是跟时间点t3之前一样的状态。结果，P型金属氧化 物半导体609和610仍然导通，使得第二输入信号S2得以通过输出端0UT。当第二输入信号S2的电压电平由低变高时，动态偏移寄存器600的状 态也随着改变。在时间点t4时，第二输入信号S2的电压电平由低变高，使 得P型金属氧化物半导体611关闭。因此，因为P型金属氧化物半导体601 和611都关闭，第一开关电路620关闭，且通过P型金属氧化物半导体602 和603,节点Nl的电压电平被拉低。在节点Nl的电压从高变低后，P型金 属氧化物半导体612、 613、 614和615都导通，其中P型金属氧化物半导体 612、 613、 614和615都由节点Nl的电压所控制。在此实施例中，两P型金 属氧化物半导体614和615形成一第一开关电路。因此，在节点N2的电压 电平被拉高至高电压VD。节点N2的电压电平使P型金属氧化物半导体609 和610关闭；同时，节点Nl的电压电平使P型金属氧化物半导体614和615 导通，使得电压电平VD被传输至输出端OUT。结果，若第一输入信号S1没有任何的电平变化，在时间点H之后，输出信号SO的电压电平仍然保持在 高。易而言之，在第一输入信号Sl由高变低之前，因为导通的第四开关电 路660和关闭的第五开关电路670,输出信号So的电压电平保持在高电平。 然而，若第一输入信号SI由高变低，则因关闭的第四开关电路660和导通 的第五开关电路670,输出信号So的电压电平会因第二输入信号S2而改变。 如图2所示，第二输入信号S2的电平由高变低，使得输出信号So的电压电 平由高变低。之后，输出信号So的电压电平会随着第二输入信号S2的电压 电平而改变，且即使第一输入信号S1由低变高，输出信号So的电压电平仍 维持在低。当第二输入信号S2的电平由低变高，输出信号So的电压电平变 高，然后导通的第四开关电路660以及关闭的第五开关电路670使输出信号 So的电压电平保持在高。通常导通的开关门电路606包含两个串联的P型金属氧化物半导体607 和608。 P型金属氧化物半导体607的源极端耦接至节点N2,而P型金属氧 化物半导体608的漏极端耦接至P型金属氧化物半导体609和610的栅极。 P型金属氧化物半导体607和608的栅极耦接至低电压电平VG，使得P型金 属氧化物半导体607和608为通常导通的状态。通常导通的开关门电路606 的主要功能是为了防止当第二输入信号S2的电压电平由高变低之后，节点 N2的电压电平被更为拉低。通常而言，第二输入信号S2的高电压电平约为 12V,且第二输入信号S2的低电压电平约为-6V。因此，当第一输入信号S2 的电压电平由高变成低之后，会有约18V的激烈电压变动。若没有通常导通 的开关门电路606，则节点N2的电压电平将会被这18V的电压电平所影响， 其会造成晶体管的非预期电压压力，使得电路失控。因此，通常导通的开关 门电路606在动态偏移寄存器600的电路中扮演了重要的角色。前述实施例中的半导体都为P型金属氧化物半导体。然而，动态偏移寄 存器600的电路也可使用N型金属氧化物半导体。当使用N型金属氧化物半 导体时，输入信号以及供应电压也需要跟着调整。举例来说，输入信号S1、 S2的波形反相。由于这些调整为本领域技术人员所知悉，故在此不再赘述。 然而，不论是使用N型或P型金属氧化物半导体，都可简化生产过程并增加 生产量。而且，与已知的偏移寄存器如美国专利6157228专利中所述的偏移 寄存器比较起来，动态偏移寄存器600包含较少的晶体管，而大幅降低了生产成本。本发明的另一目的为提供一种水平偏移寄存器(horizontal shift register, HSR),用以产生重叠的输出信号。可利用图1中所示的动态偏移 寄存器600以实施水平偏移寄存器。请参考图3,图3显示了根据本发明的 水平偏移寄存器，此水平偏移寄存器包含串联的动态偏移寄存器。水平偏移 寄存器800包含动态偏移寄存器810、 820、 830、 840、 850以及860。此六 个动态偏移寄存器810、 820、 830、 840、 850以及860仅用以说明，而非用 以限制本发明的范围。换句话说，实施在水平偏移寄存器的动态偏移寄存器 的数量可依设计需求而有所不同。初始动态偏移寄存器，也就是动态偏移寄 存器810，具有一第一输入端Inl以接收一输入信号Sth,其中输入信号Sth 作为水平偏移寄存器的开始信号。对其他动态偏移寄存器820、 830、 840、 850以及860而言，都具有耦接至先前动态偏移寄存器的输出端的第一输入 端Inl。动态偏移寄存器810、 820、 830、 840、 850以及860的每一个都具 有一第二输入端In2以接收一时钟信号。如图3所示，动态偏移寄存器810 以及840接收时钟信号CK1,动态偏移寄存器82Q以及850接收时钟信号CK2， 动态偏移寄存器830以及860接收时钟信号CK3。输入信号Sth以及时钟信 号CK1、 CK2、 CK3的波形如图4所示。根据前述对每一动态偏移寄存器的分 析，动态偏移寄存器810、 820、 830、 840、 850以及860中的每一个都会产 生输出信号，分别称为G1至G6，且动态偏移寄存器810、 820、 830、 840、 850以及860的输出信号G1至G6在开始信号(也就是输入信号Sth)的电 压电平从高变低后可以允许改变；否则，输出信号G1至G6会保持高电平。 六个输出信号Gl至G6的波形如图5所示。结果，所须重叠输出信号根据图 3中所述的电^^而产生。请参考图6,图6示出了可用以显示根据本发明的较佳实施例的影像的 系统。在此实施例中，此系统以一电子装置900而实现。如图6所示，电子 装置900包含一水平偏移寄存器902以及一显示面板904 (例如一 LCD面 板)，其中水平偏移寄存器902为驱动显示面板904显示影像的控制器的一 部分。须注意的是，水平偏移寄存器902的电路结构已在图3中详述，故在 此不再赘述。电子装置900可为一移动电话、 一数字相机、 一个人数字助理 (personal data assistant, PDA)、 一笔记型计算机、 一电视、 一车用显 示器、或可移动的DVD播放器。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种用以显示影像的系统，包含一动态偏移寄存器，包含一第一开关电路，耦接至该动态偏移寄存器的一第一输入端、该动态偏移寄存器的一第一输出端、一第一供应电压以及一第一节点，用以根据该第一输入端所接收的一第一输入信号以及该输出端所输出的一输出信号以控制该第一供应电压是否被传输至该第一节点；一电平调整电路，耦接于该第一节点以及一第二供应电压之间，其中当该第一开关电路关闭时，该电平调整电路可将该第一节点的一电压电平调整至该第二供应电压；一第二开关电路，耦接至该第一节点、该第一供应电压以及一第二节点，并根据该第一节点的该电压电平控制该第一供应电压是否被传输至该第二节点；一第三开关电路，耦接至该第一输入信号以及该第二节点，并根据该第一输入信号控制该第一输入信号是否被传输至该第二节点；一第四开关电路，耦接至该第一节点、该第一供应电压以及该输出端，并根据该第一节点的该电压电平控制该第一供应电压是否被传输至该输出端；以及一第五开关电路，耦接至该动态偏移寄存器的一第二输入端、该第二节点以及该输出端，并根据该第二节点的一电压电平控制该第二输入端所接收的该第二输入信号是否被传输至该输出端。
2. 如权利要求1所述的系统，其中该动态偏移寄存器还包含 一开关门电路，耦接于该第二节点和该第五开关电路之间，用以当该第二输入信号具有一电平变动时，防止该第二节点的该电压电平被影响。
3. 如权利要求2所述的系统，其中该开关门电路包含至少一金属氧化物 半导体，所述金属氧化物半导体的第一端耦接至该第二节点，第二端耦接至 该第五开关电路，而栅极耦接至该第二供应电压。
4. 如权利要求1所述的系统，其中该第一开关电路包含彼此平行连接的 一第一开关单元和一第二开关单元，该第一开关单元由该第一输入信号所控 制，而该第二开关单元由该输出信号所控制，当该第一输入信号或该输出信号为一第一逻辑电平时，该第一开关电路开启，且当该第一输入信号及该输 出信号为一第二逻辑电平时，该第一开关电路关闭。
5. 如权利要求4所述的系统，其中该第一及第二开关单元都包含一金属 氧化物半导体，该第一开关单元的该金属氧化物半导体的第一端耦接至该第 一供应电压，第二端耦接至该第一节点，而栅极耦接至该第一输入端，该第 二开关单元的该金属氧化物半导体的第一端耦接至该第一供应电压，第二端 耦接至该第一节点，而栅极耦接至该输入端。
6. 如权利要求5所述的系统，其中该电平调整电路包含至少一金属氧化物半导体，所述金属氧化物半导体的第一端耦接至该第一节点，第二端耦接 至该第二供应电压，而^[册极耦接至该第二供应电压。
7. 如权利要求6所述的系统，其中该第一和第二开关元件的方位比大于 该电平调整电路的方位比，使得该第一开关电路所提供的驱动电流大于该电 平调整电路所提供的驱动电流。
8. 如权利要求1所述的系统，还包含一显示面板，其中该动态寄存器耦 4妄至该显示面才反并用以驱动该显示面氺反。
9. 如权利要求8所述的系统，还包含一电子装置，其中该电子装置包含 该显示面板以及该动态寄存器。
10. 如权利要求9所述的系统，其中该电子装置为一移动电话、 一数字 相机、 一个人数字助理、 一笔记型计算机、 一电视、 一车用显示器、或可 移动的DVD播放器。
全文摘要
一种使用水平偏移寄存器产生重复输出信号以显示影像的系统。此系统的一较佳实施例具有一动态偏移寄存器。此动态偏移寄存器包含一第一、第二、第三、第四以及第五开关电路以及一电平调整电路。第一开关电路控制第一开关电压是否被传输到一第一节点。当第一开关电路关闭时，电平调整电路将第一节点的电压电平调整至第二供应电压。第二开关电路控制第一开关电压是否被传输到一第二节点。第三开关电路控制第一开关电压是否被传输到第二节点。第四开关电路控制第一开关电压是否被传输到输出端。第五开关电路控制第二输入信号是否被传输到输出端。
文档编号G09G3/36GK101221732SQ20071030219
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年1月5日
发明者李进弘 申请人:统宝光电股份有限公司