CN1697007A - 显示面板 - Google Patents

Abstract

一种显示面板，适用于有机发光显示装置，此显示装置具有输入模式以及显示模式。显示面板包括驱动单元、电容器、发光二极管、检光单元、以及检测单元。驱动单元具有耦接第一节点的控制电极，耦接第一电源的第一电极，以及第二电极。电容器耦接于第一节点与第一电源之间。发光二极管耦接于驱动单元的第二电极与第二电源之间。检光单元耦接于第一节点与第一电源之间。检测单元耦接第一节点，当显示装置为输入模式时，检测第一节点的电压，以产生输入信号。

Description

显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种显示装置，其具有显示模式及输入模式。

背景技术

传统个人计算机或工作站的输入界面无法达到快速传递与交换信息的目的，其原因是其不是以人类直觉的发声或手写方式进行输入，而是必须使用键盘或鼠标来达成人与计算机之间的沟通。随着信息交流的机会与速度持续扩张，传统以个人计算机或工作站作为信息交流的平台早已无法满足快速信息交流的需求，所以使用非键盘、非鼠标的输入方式，将大量取代人与信息设备旧有的沟通方式。非键盘、非鼠标式的输入方法，目前发展最成熟的技术就是输入面板的使用。

在现有输入面板的技术上，由于非晶硅薄膜晶体管(amorphous siliconthin film transistor，a-Si TFT)的漏电流对光很敏感，一般可以a-Si TFT来形成检光二极管，以作为影像传感器。LG.Pilips公司的Jeong Hyun Kim等人，提出一种指纹扫描仪，其是利用a-Si TFT形成的检光二极管，感测由手指所反射的光线，再藉由读出放大器(readout amplifier)进而判断出指纹。

此外，Toshiba Matsushita Display的T.Nakamura等人更提出一种具有撷取影像功能的液晶显示装置，其利用低温多晶硅(low temperaturepoly-silicon，LTPS)TFT作为光传感器，其操作原理，是背光源通过像素单元发射光至物体，而LTSP TFT则感测所反射的光线，造成像素单元中储存电容器所储存的电荷流失，进而检测出物体影像。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种显示面板，适用于有机发光显示(organiclight emitting display，OLED)装置，其具有显示及输入模式。显示面板包括驱动单元、电容器、发光二极管、检光单元、以及检测单元。驱动单元具有耦接第一节点的控制电极，耦接第一电源的第一电极，以及第二电极。电容器耦接于第一节点与第一电源之间。发光二极管耦接于驱动单元的第二电极与第二电源之间。检光单元耦接于第一节点与第一电源之间。检测单元耦接第一节点，当显示装置为输入模式时，检测第一节点的电压，以产生输入信号。

当显示装置为显示模式时，驱动单元根据第一节点的电压来驱动发光二极管发光。当显示装置为输入模式时，发光二极管发光，且检光单元感测通过一物体所反射的光，使得该第一节点的电压改变。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1表示本发明第一实施例的OLED装置的面板示意图。

图2表示第一实施例的显示单元与检测单元。

图3说明节点N20的电压v20与光强度的关系。

图4表示第一实施例中检光单元的一例子。

图5表示第一实施例中检光单元的另一例子。

图6是表示第二实施例的显示单元。

图7是表示第三实施例的显示单元。

符号说明

1～面板；

10～数据驱动器；

11～扫描驱动器；

12～检测电路；

13～显示阵列；

20～驱动单元；

21、22、60、70...72～开关单元；

23～发光单元；

24～储存电容器；

25～检光单元；

100～显示单元；

120～电荷放大电路；

121～模拟/数字转换器；

250～控制单元；

D₁...D_m～数据线；

DU₁...DU_m～检测单元；

L20～发光二极管；

Cfb～电容器；

P25～检光二极管；

S₁...S_n～扫描线；

SW12～开关；

T20...T22、T25、T250、T251、T60、T70...T71～晶体管；

Vdd、Vss～电源；

Vref～参考电源；

具体实施方式

第一实施例：

图1是表示本发明第一实施例的有机发光显示(organic light emittingdisplay，OLED)装置的面板示意图。此OLED装置具有显示模式及输入模式。面板1包括数据驱动器10、扫描驱动器11、检测电路12、以及显示阵列13。数据驱动器10控制多个数据线D₁至D_m，且扫描驱动器11控制多个扫描线S₁至S_n。检测电路12包括多个检测单元DU₁至DU_m。显示阵列13包括多个显示单元，且每一交错的数据线和扫描线形成一个显示单元，例如，数据线D₁和扫描线S₁形成显示单元100。在本发明实施例中，每一数据线耦接一检测单元，举例来说，数据线D₁耦接检测单元DU₁。

图2是表示第一实施例的显示单元100与检测单元DU₁。如图所示，显示单元100(其它显示单元亦相同)的等效电路是包括驱动单元20、开关单元21及22、发光单元23、储存电容器24、检光单元25。在本实施例中，驱动单元20包括P型晶体管T20。开关单元21及22分别为P型T21及N型晶体管T22。发光单元23包括发光二极管(light-emitting diode，LED)L20。检光单元25包括检光二极管P25。

晶体管T20的栅极(控制电极)耦接节点N20，其漏极(第一电极)耦接晶体管T22的漏极，且其源极(第二电极)耦接电源Vdd。晶体管T21的栅极耦接扫描线S₁，其漏极耦接数据线D₁，且其源极耦接节点N20。晶体管T22的栅极耦接扫描线S₁，其漏极耦接晶体管T20的漏极，且其源极耦接LEDL20。检光二极管P25耦接于电源Vdd与节点N20之间，且储存电容器24耦接于电源Vdd与节点N20之间。LED L20耦接于晶体管T22的源极与电源Vss之间。其中，电源Vdd及Vss分别提供高电平的电压vdd及低电平的电压vss。

检测单元DU₁包括电荷放大电路120以及模拟/数字转换器121。电荷放大器120的反相输入端(-)耦接数据线D₁，且其正相输入端(+)耦接参考电源Vref。开关SW12与电容器Cfb并联于电荷放大器120的输出端与反相输入端之间。模拟/数字转换器121耦接于电荷放大器120的输出端。

当本实施例的OLED装置为显示模式时，晶体管T21及T22根据扫描线S₁上的扫描信号而分别导通及关闭，数据线D₁传送数据信号至显示单元100，使得节点N20的电压等于数据信号的电压vdata，此时，储存电容器24所储存的电压等于(vdd-vdata)。接着，晶体管T21及T22分别关闭及导通。晶体管T20根据节点N20的数据电压vdata而导通，并产生驱动电流，以驱动LED L20发光。

当本实施例的OLED装置为输入模式时，晶体管T21及T22根据扫描线S₁上的扫描信号而分别导通及关闭。首先，根据电荷放大电路120的参考电源Vref所提供的参考电压vref，通过数据线D₁，使得节点N20的电压设定为电压vref。此时，储存电容器24内的饱和电荷为：

Q_sat＝cs*(vdd-vref)

其中，Q_sat为储存电容器24内的饱和电荷，cs为储存电容器24的电容值。

接着，晶体管T21及T22分别关闭及导通，且晶体管T20根据节点N20的电压v20(等于电压vref)以驱动LED L20发光。当LEDL20所发射的光遇到作为输入工具的物体后，物体依照其本身的灰阶程度，将不同程度的光线反射回显示单元100。检光二极管P25则感测反射回来的光线，并产生光电流(photo current)Iph造成漏电。因此，节点N20的电压v20因为检光二极管P25的漏电，而由电压vref朝向电压vdd增加。当反射回来的光越强，检光二极管P25的漏电越大，且电压v20最大时则等于电压vdd。图3是表示在一帧(frame)中节点N20的电压v20与光强度的关系，图中的箭头A的方向表示反射回来的光由弱到强。检测单元DU₁的电荷放大电路120则将所读出的电压v20放大并输出读出电压vout：

$\mathrm{vout}=\frac{{\∫}_0^{t0+\mathrm{Tf}}\mathrm{iph}\left(t\right)\mathrm{dt}}{\mathrm{cfb}}$

其中，iph表示光电流Iph的值，t0表示读出时间，Tf表示一帧时间，cfb表示电容器Cfd的值。

因此，根据饱和电荷可获得最大读出电压voutmax：

$\mathrm{vout}\max =\frac{\mathrm{cs}*(\mathrm{vdd}-\mathrm{vref})}{\mathrm{cfb}}$

之后，电荷放大电路120则所输出的电压vout经过模拟/数字转换器121后，则输出对应的数字输入信号至后端装置进行处理或是储存。当模拟/数字转换器121输出对应的输入信号后，电荷放大电路120的开关SW12导通以执行重置动作，使得节点N20的电压V20重置为参考电压vref。

本实施例的检光二极管P25可以晶体管T25来实现。参阅图4，晶体管T25的源极耦接电源Vdd，且其栅极与漏极彼此电性连接于节点N20。此外，由于只当OLED装置为输入模式时，才需要检光单元25来感测光，为了降低能量的消耗，检光单元25可根据一控制信号SC而动作。参阅图5，检光单元25更包括控制单元250。控制单元250包括晶体管T250及T251，在本实施例中，晶体管T250及T251分别为P型及N型晶体管。晶体管T250的栅极接收控制信号SC，其源极耦接晶体管T25的栅极，且其漏极耦接节点N20。晶体管T251的栅极接收控制信号SC，其漏极耦接晶体管T25的栅极，且其源极耦接电源Vss。

参阅图5，当本实施例的OLED装置为显示模式时，不需利用检光单元25来感测光，因此控制信号SC为高电压电平以导通晶体管T251并关闭晶体管T250，使得晶体管T25的栅极耦接低电压电平的电源Vss。晶体管T25因此关闭，检光单元25则不执行感测光动作。当本实施例的OLED装置为输入模式时，则需要利用检光单元25来感测光，因此控制信号为低电压电平以导通晶体管T250并关闭晶体管T251，使得晶体管T25的栅极与漏极电性连接，以形成检光二极管。

在第一实施例中，晶体管T25可以为低温多晶硅(low temperaturepoly-silicon，LTPS)薄膜晶体管。

第二实施例：

图6是表示第二实施例的显示单元100。如图所示，显示单元100(其它显示单元亦相同)的等效电路是包括驱动单元20、开关单元60、发光单元23、储存电容器24、检光单元25。在本实施例中，驱动单元20包括P型晶体管T20。开关单元60为N型晶体管T60。发光单元23包括发光二极管(light-emitting diode，LED)L20。检光单元25包括检光二极管P25。

晶体管T60的栅极耦接扫描线S₁，其漏极耦接数据线D₁，且其源极耦接节点N20。检光单元25的架构也可为如第4及5图所示。

第三实施例：

图7是表示第三实施例的显示单元100。如图所示，显示单元100(其它显示单元亦相同)的等效电路是包括驱动单元20、开关单元70至72、发光单元23、储存电容器24、检光单元25。在本实施例中，驱动单元20包括P型晶体管T20。开关单元71为P型晶体管T71，且开关单元70及72分别为N型晶体管T70及T72。发光单元23包括发光二极管(light-emittingdiode，LED)L20。检光单元25包括检光二极管P25。

晶体管T70的栅极耦接扫描线S₁，其漏极耦接数据线D₁，且其源极耦接节点N70。晶体管T71的栅极耦接节点N20，其源极耦接节点N70，且其漏极耦接电源Vdd。晶体管T72的栅极耦接清除扫描线ES₁，其漏极耦接节点N70，且其源极耦接节点N20。其中，在一帧中，清除扫描线ES₁上清除信号的时序相异于扫描线S₁上扫描信号的时序，且清除信号的脉冲是接续于扫描信号的脉冲。检光单元25的架构也可为如第4及5图所示。

根据本发明的实施例，本发明所提出的OLED装置具有显示及输入模式。当处于显示模式时，显示面板则执行如现有操作。当处于输入模式时，每一显示单元内的检光单元可感测由物体所反射的光，在藉由检测电路判断输入信号。本发明的检光单元可以低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管来实现。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种显示面板，适用于有机发光显示装置，该显示装置具有一输入模式以及一显示模式，包括：

一驱动单元，具有耦接一第一节点的控制电极，耦接一第一电源的第一电极，以及第二电极；

一电容器，耦接于该第一节点与该第一电源之间；

一发光二极管，耦接于该驱动单元的第二电极与一第二电源之间；

一检光单元，耦接于该第一节点与该第一电源之间；以及

一检测单元，耦接该第一节点，当该显示装置为该输入模式时，检测该第一节点的电压，以产生一输入信号。

2.如权利要求1所述的显示面板，

其中，当该显示装置为该显示模式时，该驱动单元根据该第一节点的电压来驱动该发光二极管发光；以及

其中，当该显示装置为该输入模式时，该发光二极管发光，且该检光单元感测通过一物体所反射的光，使得该第一节点的电压改变。

3.如权利要求2所述的显示面板，其中，当该显示装置为该输入模式时，该第一节点的电压先被充电至一参考电压。

4.如权利要求1所述的显示面板，其中，该检测单元包括：

一电荷放大电路，耦接该第一节点，且接收一参考电压，用以检测该第一节点的电压，并产生一读出电压；以及

一模拟/数字转换器，根据该读出电压以产生该输入信号。

5.如权利要求4所述的显示面板，其中，当该显示装置为该输入模式时，该第一节点的电压先被充电至该参考电压，该驱动单元根据该参考电压以驱动该发光二极管发光，且该检光单元感测通过一物体所反射的光，使得该第一节点的电压改变。

6.如权利要求1所述的显示面板，更包括：

一第一开关单元，具有耦接一扫描线的控制电极，耦接该第一节点的第一电极，以及第二电极耦接一数据线；以及

一第二开关单元，具有控制电极，耦接该驱动单元的第二电极的第一电极，以及耦接该发光二极管的第二电极。

7.如权利要求6所述的显示面板，其中，该第一开关单元为一第一型态的晶体管，且该第二开关单元为一第二型态的晶体管。

8.如权利要求1所述的显示面板，更包括：一开关单元，具有耦接一扫描线的控制电极，耦接一数据线的第一电极，以及耦接该第一节点的第二电极。

9.如权利要求1所述的显示面板，更包括：

一第一开关单元，具有耦接一扫描线的控制电极，耦接一数据线的第一电极，以及耦接一第二节点的第二电极；

一第二开关单元，具有耦接该第一节点的控制电极，耦接该第二节点的第一电极，以及耦接该第一电源的第二电极；以及

一第三开关单元，具有耦接一清除扫描线的控制电极，耦接该第一节点的第一电极，以及耦接该第二节点的第二电极。

10.如权利要求9所述的显示面板，其中，该第二开关单元一第一型态的晶体管，且该第一及第三开关单元为第二型态的晶体管。

11.如权利要求9所述的显示面板，其中，该清除扫描线的信号时序相异于该扫描线的信号时序。

12.如权利要求11所述的显示面板，其中，该清除扫描线的信号脉冲接续于该扫描信号的信号脉冲。

13.如权利要求1所述的显示面板，其中，该检光单元包括一第一晶体管，该第一晶体管的源极耦接该第一电源，且该第一晶体管的栅极与漏极彼此电性连接。

14.如权利要求13所述的显示面板，其中，该第一晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管。

15.如权利要求1所述的显示面板，其中，该检光单元更包括：

一第一晶体管，具有栅极，耦接该第一节点的漏极，以及耦接该第一电源的源极；

一控制单元，根据该输入及显示模式，以控制该第一晶体管的栅极与漏极是否电性连接。

16.如权利要求15所述的显示面板，其中，该控制单元包括：

一第二晶体管，具有接收一控制信号的栅极，耦接该第一节点的漏极，以及耦接该第一晶体管的栅极的源极；以及

一第三晶体管，具有接收该控制信号的栅极，耦接该第一晶体管的栅极的漏极，以及耦接该第二电源的源极；

其中，当该显示装置为该显示模式时，该第三晶体管根据该控制信号而导通，以使得该第一晶体管的栅极耦接该第二电源；以及

其中，当该显示装置为该输入模式时，该第二晶体管根据该控制信号而导通，以使该第一晶体管的栅极与漏极电性连接。

17.如权利要求16所述的显示面板，其中，该第二晶体管为第一型态，且该第三晶体管为第二型态。

18.如权利要求17所述的显示面板，其中，该第一晶体管为第二型态。

19.如权利要求15所述的显示面板，其中，该第一晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管。

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