技术领域
[0001] 本发明关于一种利用切换电路控制发光元件切换于触控检测和显示的像素电路及触控显示装置。
相关背景技术
[0002] 有机发光二极管具有自发光、高亮度、高对比、制程简单等优点，已逐渐应用于各种类型显示器。有机发光二极管本身为电流驱动元件，通过给予像素电路不同数据电压产生不同驱动电流来控制有机发光二极管的亮度(亦称灰阶值)；然而，将有机发光二极管应用于触控显示装置时，有机发光二极管和触控感测器层则存在寄生电容(parasitic capacitor)，其影响画面的显示和触控的灵敏度。
[0003] 综观前所述，本发明的发明者思索并设计一种像素电路及触控显示装置，以期针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
具体实施方式
[0055] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0056] 本发明的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本发明可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的申请专利范围所定义。
[0057] 应当理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在本发明中可用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、层及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层及/或部分与另一个元件、部件、区域、层及/或部分区分开。因此，下文讨论的“第一元件”、“第一部件”、“第一区域”、“第一层”及/或“第一部分”可以被称为“第二元件”、“第二部件”、“第二区域”、“第二层”及/或“第二部分”，而不悖离本发明的精神和教示。
[0058] 另外，术语“包括”及/或“包含”指所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
[0059] 除非另有定义，本发明所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的定义，并且将不被解释为理想化或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
[0060] 请参阅图1，其为本发明的触控显示装置的第一实施例的配置图。如图1所示，本发明的触控显示装置TP，包含多个以矩阵形式排列的像素电路PXC1～PXC9，触控显示装置TP被设置以在画框期间中的第一期间P1进行显示(如图3所示)，并于画框期间的第二期间P2进行触控检测(如图3所示)。其中，像素电路PXC1～PXC9的数量乃根据触控显示装置TP的像素而调整，而未局限于本发明所陈述的范围。
[0061] 请参阅图2A及图2B，其为本发明的像素电路的第一态样的配置图。如图2A和图2B所示，并以像素电路PXC1为例，其余像素电路PXC1～PXC9乃与像素电路PXC1相同配置。本发明的像素电路PXC1，其包括电流源电路10、发光元件30以及切换电路20。电流源电路10提供驱动电流。发光元件30具有第一端31和第二端32，第一端31耦接于电流源电路10。切换电路20耦接发光元件30和电流源电路10之间，根据切换选择信号EM2[N]导通切换电路20。其中在第一期间P1，切换电路20导通电流源电路10和发光元件30以提供驱动电流，且发光元件
30的第二端32接收定电压OVSS；在第二期间P2，切换电路20不导通电流源电路10和发光元件30，且发光元件30的第二端32接收触控检测信号TS。
[0062] 其中，电流源电路10包括发光控制电路11，发光控制电路11依据发光控制信号EM1[N]而导通或不导通；电流源电路10为由多个晶体管T1、T2、T31、T32、T4、T51及T6，晶体管T1～T51及T6可例如为p型或n型，晶体管T1～T51及T6可包括薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)、底栅极式(bottom‑gate)晶体管、顶栅极式(top‑gate)晶体管、立体式的晶体管(vertical TFT)，当然也可为其他合适的晶体管，并未局限于本发明所列举的范围。发光元件30可例如为有机发光二极管，有机发光二极管发出的光可为红光、蓝光或绿光，有机发光二极管的材料包括4‑(Dicyanomethylene)‑2‑tert‑butyl‑6‑(1,1,7,7‑tetramethyljulolidin‑4‑yl‑vinyl)‑4H‑pyran、4‑(dicyanomethylene)‑2‑tert‑butyl‑
6‑(1,1,7,7‑tetramethyljulolidin‑4‑yl‑vinyl)‑4H‑pyran(DCJTB)等相关衍光物、多环芳香族碳氢化合物(Polycyclic aromatic hydrocarbon(PAH)、喹吖啶酮衍光物
(Quinacridone)、1H‑pyrazolo[3,4‑b]quinoxaline的绿光衍光物、二芳香基蒽衍生物(Diarylanthracene)、芘衍生物(Pyrene)、Pt、Ir为中心的金属衍生螯合物(Tris[2‑phenylpyridinato‑C2,N]iridium(III)(Ir(ppy)3)、Bis[2‑(4,6‑difluorophenyl)pyridinato‑C2,N](picolinato)iridium(III)(Flrpic)、Platinum octaethylporphyrin(PtOEP)、Tris(dibenzoylmethane)phenanthrolineeuropium(III)(Eu(dbm)3(Phen))、bis(2‑(2′‑benzo[4,5‑α]thienyl)pyridinato‑N,C3′)iridium(acetylacetonate)(Btp2Ir(acac))、Tris(1‑phenylpyrazolato)iridium(Ir(ppz)3)、Bis(2,4‑
difluorophenylpyridinato)(5‑(pyridin‑2‑yl)‑1H‑tetrazolate)iridium(III)(FIrN4)、mer‑Tris(1‑phenyl‑3‑methylimidazolin‑2‑ylidene‑C,C(2)'iridium(III)(mer‑Ir(pmi)3))。另，本发明的像素电路更包括触控感测器TPS。发光控制电路11和触控感测器TPS的细节将于后文描述。
[0063] 首先，说明电流源电路10、发光元件30以及切换电路20之间的详细配置。晶体管T2接收参考电压VREF2并由发光控制信号EM1[N]控制，晶体管T2和T4之间具有电容CST，晶体管T2和晶体管T6连接且晶体管T6连接数据电压VDATA，晶体管T4接收供应电压OVDD，晶体管T31及T32连接于电容CST和晶体管T4之间，晶体管T31、T32及T6由信号S2[N]控制，晶体管T1连接于晶体管T31及T32之间并由信号S1[N]控制，晶体管T1连接参考电压VREF1，发光控制电路11(其具备晶体管T51)连接于晶体管T4和切换电路20之间，晶体管T7连接于切换电路20(其具备晶体管T52)和发光元件30之间并接收信号S1[N+1]，发光元件30的第一端31连接晶体管T7。其中，参考电压VREF1和参考电压VREF2根据晶体管T1和晶体管T2的运作状况而可能相同或相异。
[0064] 于此，说明本发明的像素电路的作动如下。如图2A所示，于第一期间P1，发光控制电路11根据发光控制信号EM1[N]而导通，切换电路20根据切换选择信号EM2[N]而导通，电流源电路10、发光控制电路11以及切换电路20共同提供驱动电流至发光元件30的第一端31，发光元件30的第二端32接收定电压OVSS，发光元件30为发光状态。
[0065] 如图2B所示，于第二期间P2，发光控制电路11根据发光控制信号EM1[N]而不导通，切换电路20根据切换选择信号EM2[N]而不导通，发光元件30未接收驱动电流而未发光，发光元件30为未发光状态，发光元件30的第二端32接收触控检测信号TS，触控感测器TPS也接收触控检测信号TS，由于发光元件30和触控感测器TPS接收同样的触控检测信号TS，消除触控感测器TPS和发光元件30之间的寄生电容效应。
[0066] 请参阅图3和图4所示，其为本发明的触控显示装置的第一实施例的像素位置对时间图以及本发明的触控显示装置的第一实施例的时脉图。如图3所示，说明触控显示装置的显示画面的作动程序如下。扫描线(未绘示)逐列扫描各像素电路PXC1～PXC9来进行显示画面的更新，第一时间P1(显示画面)和第二时间P2(触控检测)彼此交错，第一时间P1和第二时间P2彼此相异。根据一实施方式，显示画面更新的频率和触控检测的频率彼此相异，举例来说，触控检测频率等于2倍的显示画面更新的频率，显示画面更新的频率和触控检测的频率也可根据实际所需而调整，而未局限于本发明所列举的范围。
[0067] 如图4所示，并搭配图2A和图2B，信号S1[N]、信号S2[N]、信号S1[N+1]、信号S2[N+1]于不同时间点触发晶体管T1、晶体管T2及晶体管T7导通，其中晶体管T1、晶体管T2及晶体管T7为负缘触发。属于像素电路PXC1的发光控制电路11(晶体管T51)由发光控制信号EM1[N]导通，属于像素电路PXC2的发光控制电路11(晶体管T51)由发光控制信号EM1[N+1]导通，属于像素电路PXCM的发光控制电路11(晶体管T51)由发光控制信号EM1[N+M]导通，像素电路PXC1～PXC9的发光控制电路11为于不同时间点依序导通。属于像素电路PXC1的切换电路20(晶体管T52)由切换选择信号EM2[N]导通，属于像素电路PXC2的切换电路20(晶体管T52)由切换选择信号EM2[N+1]导通，属于像素电路PXCM的切换电路20(晶体管T52)由切换选择信号EM2[N+M]导通，像素电路PXC1～PXC9的切换电路20为于相同时间点导通，切换选择信号EM2[N]～EM2[N+M]为全域信号(global signal)。
[0068] 请参阅图5A及图5B，其为像素电路的第二态样的配置图。如图5A和图5B所示，本发明的像素电路PXC1，其包括电流源电路10、发光元件30以及切换电路20，其配置关系与第一态样类似，于此不再加以重新叙述相似之处，但本发明的第二态样与第一态样仍有不同之处，其差异：本发明的像素电路PXC1更包括第一控制电路C1和第二控制电路C2。如图5A所示，第一控制电路C1于第一时间P1提供定电压OVSS至发光元件30的第二端32；如图5B所示，第二控制电路C2于第二时间P2提供触控检测信号TS至发光元件30的第二端32和触控感测器TPS。
[0069] 请参阅图6A及图6B，本发明的触控显示装置的第二实施例的配置图。如图6A和图6B所示，本发明的触控显示装置包括基板SUB、控制电路层CC、发光显示层LE以及触控感测器层TPSL。控制电路层CC设置于基板SUB上，并具有切换电路20以及电流源电路10，电流源电路10提供驱动电流，切换电路20根据切换选择信号EM2[N](如图2A和图2B所示)导通切换电路20。发光显示层LE设置于控制电路层CC上并包括多个发光元件30，各发光元件30具有第一端31和第二端32，各第一端31连接控制电路层CC。触控感测器层TPSL设置于发光显示层LE上并包括多个触控感测器TPS，触控感测器层TPSL和发光显示层LE具有间隙GAP。其中，在第一期间P1，切换电路20导通电流源电路10和各发光元件30以提供驱动电流，且各发光元件30的第二端32接收定电压OVSS，各发光元件30为发光状态；在第二期间P2，切换电路20不导通电流源电路10和各发光元件30，且各发光元件30的第二端32和触控感测器层TPSL接收触控检测信号TS，各发光元件30为未发光状态。
[0070] 另，本发明的触控显示装置更包括封装基板ENG，封装基板ENG和基板SUB例如可包括玻璃基板、石英基板、聚合物树脂所形成的基板或例如聚亚酰胺的可挠性材料形成的可挠性基板。聚合物树脂的材料可包括聚醚砜(polyethersulfone，PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate，PA)、聚芳酯(polyarylate，PAT)、聚醚酰亚胺(polyetherimide，PEI)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚对酞酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚苯硫(polyphenylene sulfide，PPS)、聚芳基酸酯
(polyallylate)、聚亚酰胺(polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、纤维素三乙酸酯(cellulose triacetate，CAT或TAC)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetate
propionate，CAP)、以及其组合物。
[0071] 于另一实施例中，本发明更包括第一控制电路C1和第二控制电路C2。于第一时间P1，切换电路20根据切换选择信号EM2[N]而导通，电流源电路10以及切换电路20共同提供驱动电流至各发光元件30的第一端31，第一控制电路C1提供定电压OVSS至各发光元件30的第二端32，各发光元件30为发光状态，第二控制电路C2提供固定偏压至各触控感测器TPS。
[0072] 于第二时间P2，切换电路20根据切换选择信号EM2[N]而不导通，发光元件30为未发光状态，第二控制电路C2提供触控检测信号TS至各触控感测器TPS和各发光元件30的第二端32，由于发光元件30和触控感测器TPS接收同样的触控检测信号TS，消除触控感测器TPS和发光元件30之间的寄生电容效应。
[0073] 请参阅图7，其为本发明的触控显示装置的第三实施例的配置图。如图7所示，本发明的触控显示装置更包括封装膜ENF，封装膜ENF设置于发光显示层LE和触控感测器层TPSL之间。
[0074] 观前所述，本发明的像素电路PXC1及触控显示装置TP，通过切换电路20的控制，使发光元件30切换于触控检测和显示，有效地控制发光元件30的发光状态。另，本发明的触控显示装置，利用触控感测器层TPSL和发光元件30接收同样的触控检测信号TS，改善触控感测器层TPSL和发光元件30之间的寄生电容问题。
[0075] 以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。
