專利名稱：用作液晶顯示器的選定行掃描器的移位寄存器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地來說涉及移位寄存器，具體講，涉及用作液晶顯示器的選定行掃描器的移位寄存器級。
液晶電視和計算機顯示器(LCD)已經(jīng)眾所周知。例如見分別于1988年5月3日和8月23日頒發(fā)給G.G.Gillette等人的美國專利4742346和4766430。在這些專利中所描述類型的顯示器包括一個液晶晶胞矩陣，這些晶胞是跨布在數(shù)據(jù)行與選定行上安置的。選定行隨后由選定行掃描器選出以產(chǎn)生顯示的水平行。由于選定行隨后被選出，數(shù)據(jù)行將亮度(灰度)信號加到液晶晶胞的各列上。
選擇將被顯示的水平行、驅動選定行掃描器的驅動電路最好在同一襯底上并在制備液晶晶胞的同時直接制備好。此外，由于電視或計算機顯示器需要大量的數(shù)據(jù)行和選定行，且由于小象素間隔限制了能留給驅動電路的可用空間，因此，需使電路盡可能地簡單。


圖1示出1993年6月22日頒布給D.Plus的美國專利5222082中所描述的已知掃描寄存器，它以液晶顯示器件集成起來。這個寄存器以多相時鐘信號C1，C2，C3來驅動，不同相的時鐘被加到不同的掃描寄存器級11上。
圖2詳細示出掃描寄存器級其一。掃描寄存器級包括一個含三極管18和19的輸入部分、含三極管20和21的中間部分以及含三極管16和17的輸出部分。
輸出部分被安置成推挽放大器形，其鐘控的電源電壓接到其電源部分14上。在三極管16與17的聯(lián)接處抽取一個輸出端。
輸入部分被安置成開關放大器形，在加到輸出部分的電源端的時鐘相期間，呈現(xiàn)預定的電位。輸入級的輸出信號P1被用于驅動輸出三極管16。具體講，在輸入信號加到三極管18的柵極之后，輸出P1。當加到端子14的時鐘相處于高時，輸入部分的輸出將為高，且高電平被轉移到輸出端子13上。當輸入信號為低時，在節(jié)點P1的高電平將保持在節(jié)點P1上直到時鐘相C3出現(xiàn)為止。這樣，當時鐘C1變?yōu)楦邥r，輸出三極管16的柵極將為高電平，向輸出端13提供一充電路徑，當時鐘C1為低時，向輸出節(jié)點13提供一放電路徑。
中間部分被安置成能根據(jù)輸入信號而進行鐘控的逆放大器形式。中間級部分的輸出耦合到輸出級的拉泄三極管17的柵極。中間級分別包括上牽和拉泄三極管20和21。三極管21的導通性大于三極管20的導通性，這樣，如果三極管20和21同時導通，則節(jié)點P3的輸出電位將保持為低。這樣，當輸入信號為高時，如果加到三極管20的時鐘為高，則輸出三極管17將保持在非導通狀態(tài)。但是，由于該級是用作掃描寄存器的，則輸入信號脈沖并不頻繁出現(xiàn)。結果，節(jié)點P2在時鐘相C3的每個時鐘脈沖下均被正常地充電為高電平，且輸出三極管17將被正常地導通。
三極管18和20的漏極均接受約16伏的正向偏壓VDD。這樣，節(jié)點P2通常被偏置在約16伏。這使三極管19和17的柵極上加上了過高電壓。它將在整個時間內使各閾值電壓可觀地升高。由于三極管19的閾值升高，其使節(jié)點P1放電的能力降低，要關斷三極管16則需更多時間。這導致在時鐘C1期間電壓漏到輸出節(jié)點13上，產(chǎn)生對后續(xù)的寄存器級的不希望的影響以及錯誤地尋址LCD的象素行。
因此，需要用諸如在移位寄存器的每個級中用不超過4個三極管來減少在移位寄存器中三極管棚極上的過電壓。
根據(jù)本發(fā)明一個方面實施的移位寄存器包括產(chǎn)生相移時鐘信號的電路裝置和多個級聯(lián)的級。給定的級聯(lián)級之一包括一個根據(jù)時鐘信號的第一時鐘信號在給定級的一個輸出上產(chǎn)生輸出脈沖的輸出三極管。該給定級包括響應于當相對于第一時鐘信號而相移的時鐘信號出現(xiàn)后在第二級聯(lián)級的輸出上產(chǎn)生輸出脈沖的輸入開關電路裝置。該輸入開關裝置產(chǎn)生被存入電容之中的控制信號。該電容被耦合到輸出三極管的控制極?？刂菩盘栐诘谝粫r鐘信號出現(xiàn)時設定輸出三極管，用于產(chǎn)生給定級的輸出脈沖。箝位三極管具有一個耦合到輸出三極管控制極的導通路徑，并響應于在相對于第一時鐘信號而相移后的時鐘脈沖出現(xiàn)后在級聯(lián)級的級輸出端上產(chǎn)生的輸出脈沖。箝位三極管將控制信號箝位到一個可防止輸出三極管當?shù)谝粫r鐘信號之后的脈沖出現(xiàn)時產(chǎn)生輸出脈沖的電平上。在該信號箝位后，箝位三極管在輸出三極管的控制極上產(chǎn)生一個阻抗，它大體上大于當信號被箝定時的阻抗。
圖1為方框圖，示出包括多個級聯(lián)級的已有技術的移位寄存器；圖2為可被圖1的移位寄存器所采用的已知移位寄存器級的示意圖；圖3為實現(xiàn)本發(fā)明的移位寄存器的示意圖；圖4為方框圖，示出包括級聯(lián)聯(lián)接的多個如圖3所示級的移位寄存器；圖5為在采用圖3所示級的圖4移位寄存器的各節(jié)點上出現(xiàn)的輸出信號和各時鐘信號的相對時序圖。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個方面實現(xiàn)的圖4的移位寄存器100的示例性級n。圖3和圖4中相同的符號或標號代表相同或相似的部件。
在圖4的移位寄存器100中，級n-1，n，n+1和n+2以級聯(lián)結構彼此耦合。給定級的輸出信號被耦合到級聯(lián)的緊隨的級的輸入上。例如，寄存器100的鏈接中的前級n-1的輸出脈沖OUTn-1耦合到圖3的級n的輸入端12上。圖中僅示出了四級n-1，n，n+1和n+2。但是，寄存器100的鏈接中的總級數(shù)可以很大。圖4的時鐘發(fā)生器101產(chǎn)生一個三相時鐘信號，即時鐘信號C1，C2和C3，其波型如圖5所示。在圖3-5中相似的標號代表相同或類似部件。
當時鐘信號C3的脈沖加到n-1級上時，則產(chǎn)生圖5的信號OUTn-1脈沖。在級n的輸入端子12上產(chǎn)生圖3的信號OUTn-1。處于高電平的信號OUTn-1經(jīng)作為開關而工作的三極管18耦合到端子18a上用來產(chǎn)生控制信號P1。高電平的信號P1暫時存貯在極間電容(未示出)以及電容器CB中。產(chǎn)生在圖3的輸出三極管16的柵極上的信號P1將輸出三極管16設定為導通。當圖5的時鐘信號C1出現(xiàn)時，在圖3的端子14上或三極管16的源極上產(chǎn)生的信號C1經(jīng)假想的極間電容CP和電容CB耦合到三極管16的柵極或端子18a，用以使三極管16導通。結果，在漏極端子13上產(chǎn)生輸出脈沖信號OUTn。信號OUT加到圖4的后續(xù)級n+1的輸入端上。級n+1除了采用時鐘信號C2代替在級n中的時鐘信號C1外，均與級n工作類似，用來使相應的三極管導通。當時鐘信號C1取非活動狀態(tài)的低電平時，三極管16保持導通，直到信號P1變低。當時鐘信號C1為低時，經(jīng)三極管16的放電使信號OUT變?yōu)榈汀ｑ詈系蕉俗?3作為拉泄三極管的三極管17使信號OUTn再次處于非活動狀態(tài)的低電平。
當三極管25導通后，三極管25使其源-漏導通路徑耦合在端子18a與基準電位點之間，這樣，足以使上牽三極管16關斷。三極管25的柵極耦合到圖4中的成鏈路聯(lián)接的后續(xù)級n+2的輸出端上，并受輸出信號OUTn+2所控制。
圖5的信號OUTn+2的脈沖與時鐘信號C3同時出現(xiàn)。信號OUTn+2的脈沖使圖3的三極管25在端子18a上將上述極間電容CP放電。圖5的信號OUTn+2的脈沖前沿LE(n+2)在下一時鐘信號C1的脈沖的前沿C1(LE)之前出現(xiàn)。從而，圖3的三極管25將端點18a的信號箝位到一個當緊隨時鐘信號C1的脈沖出現(xiàn)時能防止三極管16產(chǎn)生信號OUTn的附加脈沖的電平上。
諸如圖5的信號OUTn+2的脈沖的、如圖4所示寄存器100的每個輸出端上的脈沖在約16.6毫秒的垂直間隔期間僅出現(xiàn)一次。因此，在每個垂直間隔中，圖3的級n的開關三極管18、16和25均未被偏置成導通超過一個時鐘周期。因而，有利的是，開關三極管均未被頻繁地經(jīng)受過壓。被偏置為連續(xù)導通的唯一的非開關三極管17當其導通時，其棚極電壓保持在比開關三極管18、25和16的柵極電壓相比較小的電位上。這樣，三極管17可連續(xù)地作為拉泄三極管而工作。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在垂直間隔的大部分時間內端子18a的阻抗為高。僅當三極管18或25導通時，端子18a的阻抗才為低。有利的是，這種電路結構能僅用四個三極管作為整個寄存器級。
通過使三極管18的柵極和漏極相聯(lián)，使三極管18當作一個二極管。因此，三極管18可以用二極管來代替。聯(lián)接成二極管的三極管18在端子18a上對極間電容器充電，以達到輸入脈沖幅度(減去一個閾值)，將三極管16設定為導通。
如上所解釋的，三極管25隨后使端子18a上的電荷放電。由于聯(lián)成二極管的三極管18可單向導通，當加到輸出三極管16的電源端14的時鐘信號C1為高時，在端子18a的電位可被放大成高電位。上牽三極管16的柵漏和柵源電容，包括電容CB，會將端子14和13的時鐘信號C1的大部分電壓耦合到端子18a上，從而使三極管16硬導通。
圖5的輸出脈沖OUTn-1-OUTn+2以交疊方式示出。交疊量是一個量的函數(shù)，時鐘相的交疊依此量進行。這樣，通過調節(jié)時鐘相的交疊，可針對特定的應用來調節(jié)所需的輸出脈沖交疊。
權利要求
1.一種移位寄存器，包括用于產(chǎn)生多個相移時鐘信號的裝置；和多個級聯(lián)的級；其特征在于所述級聯(lián)的級的給定一個級中包括輸出三極管，用于根據(jù)所述時鐘信號的第一時鐘信號在所述給定級的一個輸出上產(chǎn)生輸出脈沖；輸入開關裝置，響應于當相對于所述第一時鐘信號相位移動后的所加時鐘信號出現(xiàn)時在所述第二級聯(lián)的級的輸出上產(chǎn)生的輸出脈沖，用于產(chǎn)生存貯在耦合到所述給定級的所述輸出三極管的控制電極上的電容中的控制信號，所述控制信號設定所述輸出三極管，用于在所述第一時鐘信號出現(xiàn)時產(chǎn)生所述給定級的所述輸出脈沖；和箝位三極管，其導通路徑耦合到所述輸出三極管的所述控制極上，且在其控制電極上響應于當相對于所述第一時鐘信號進行了相移的時鐘信號出現(xiàn)時在所述級聯(lián)級的第三級的輸出端產(chǎn)生的輸出脈沖，用于在所述給定級上將所述控制信號箝位到一個電平上，這一電平能在所述第三時鐘信號的后續(xù)脈沖出現(xiàn)時防止所述輸出三極管產(chǎn)生輸出脈沖，這樣，在所述信號被箝位后，所述箝位三極管在所述輸出三極管的所述控制電極上產(chǎn)生一個大致高于當所述信號被箝位時的阻抗的阻抗。
2.如權利要求1的移位寄存器，其特征在于所述電容是在所述輸出三極管的電極間形成的。
3.如權利要求1的移位寄存器，其特征還在于耦合到所述給定級的所述輸出端的拉泄三極管，所述輸出三極管提供上牽操作。
4.如權利要求3的移位寄存器，其特征在于所述拉泄三極管是非開關的。
5.如權利要求4的移位寄存器，其特征在于所述開關裝置包括三極管與二極管之一。
6.如權利要求1的移位寄存器，其特征在于在所述級中的開關元件的總數(shù)不大于3。
7.如權利要求1的移位寄存器，其特征在于所述箝位三極管響應于所述給定級下游的所述第三級的輸出脈沖。
8.一種掃描寄存器，包括一個不同相位的多個時鐘信號的源；和級聯(lián)的寄存器級，其中連續(xù)相的時鐘信號被周期地耦合到連續(xù)寄存器級上，其特征在于每個級包括耦合到相鄰前寄存器級的輸出端的輸入端，以及耦合到相鄰后寄存器級的輸入端的輸出端；一個源極跟隨放大器，其電源端耦合在各時鐘信號上，所述源極跟隨放大器包括串聯(lián)聯(lián)接的晶體管和耦合在所述電源端子、由所述晶體管內相互聯(lián)接形成的所述寄存器級輸出端子以及所述阻抗之間的阻抗，且其輸入端聯(lián)到所述晶體管的控制極上；以及一個輸入級，其輸出耦合到所述源極跟隨放大器的輸入上，且其輸入耦合到所述輸入端上，所述輸入級包括一個有源器件，供在所述三極管與另一個其主導通路徑耦合在所述三極管的所述控制電極與足以使所述三極管非導通的電位之間單向導通電流的三極管，所述另一三極管其控制電極聯(lián)到所述級聯(lián)聯(lián)接的跟隨寄存器級的輸出端子上。
9.如權利要求8的掃描寄存器，其特征在于所述阻抗為再另一個三極管，其主導通路徑耦合在所述內部互聯(lián)電路與電源端子之間，控制電極耦合到一個電位值上，該值使由所述再另一個三極管的所述主導通路徑所呈現(xiàn)的阻抗比當其導通時由所述三極管所呈現(xiàn)的阻抗高。
10.如權利要求8的掃描寄存器，其特征在于所述單向導通器件為再另一個三極管，其控制電極接所述輸入端，且主導通路徑耦合到所述三極管的控制極上。
11.如權利要求8的掃描寄存器，其特征在于所述單向導通器件為二極管。
12.如權利要求8的掃描寄存器，其特征在于所述另一三極管被耦合到后級的輸出端上它將設定所述輸入級，使其在當加到源極跟隨放大器的時鐘信號呈現(xiàn)足以使所述源極跟隨放大器提供輸出信號時，呈現(xiàn)高阻抗。
全文摘要
一種用于對液晶顯示器進行掃描的移位寄存器包括級聯(lián)的各級。一給定的級是由響應于級聯(lián)級的鍵路中上游級的輸出脈沖的輸入三極管開關構成的。輸入三極管開關向與開關上牽輸出三極管的控制極有關的電容充電。電容中的電壓使三極管在當后續(xù)時鐘信號出現(xiàn)時產(chǎn)生輸出脈沖給輸出三極管。一箝位三極管以一定方式對電容充電。箝位三極管響應于下游級的輸出脈沖。在箝位后，于控制電極上產(chǎn)生的阻抗較高，且在垂直間隔的大部分時間保持為高。
文檔編號G11C19/00GK1120210SQ9510984
公開日1996年4月10日 申請日期1995年8月8日 優(yōu)先權日1994年8月12日
發(fā)明者R·I·A·哈克, S·魏斯布羅德 申請人:湯姆森消費電子(法國)有限公司