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CN114415863B - 驱动电路 - Google Patents

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CN114415863B CN202210186715.5A CN202210186715A CN114415863B CN 114415863 B CN114415863 B CN 114415863B CN 202210186715 A CN202210186715 A CN 202210186715A CN 114415863 B CN114415863 B CN 114415863B
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control signal
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Abstract

本发明公开了一种驱动电路，包含驱动晶体管、电容、重置电路、触控感测电极、感测电路以及读取电路。电容电性耦接驱动晶体管的栅极端。重置电路电性耦接驱动晶体管的栅极端，用以重置驱动晶体管的栅极端的电位。感测电路电性耦接在触控感测电极以及驱动晶体管的栅极端之间，感测电路用以将触控感测电极的电位传送至驱动晶体管的栅极端。读取电路电性耦接该驱动晶体管，读取电路用以依据驱动晶体管的栅极端的电位输出触控感测信号。

Description

驱动电路
技术领域
本案系关于一种驱动电路，特别系关于一种具有发光元件以及触控感测功能的驱动电路。
背景技术
在现今的技术中，具有触控感测功能的显示面板往往是由独立的触控感测电路以及像素电路构成。然而，由于部分的触控感测元件(例如，光学触控感测元件)容易受环境光与面板结构影响其灵敏度，因此为了减少在触控感测期间所接收的噪声，通常会减少显示面板的显示时间。并且，在这样各自运作的电路架构下还须划分出额外独立的触控感测时间，这会造成触控感测元件的充电率、触控感测功能的解析度受限。
发明内容
本揭示文件提供一种驱动电路。驱动电路包含驱动晶体管、电容、重置电路、触控感测电极、感测电路以及读取电路。电容电性耦接驱动晶体管的栅极端。重置电路电性耦接驱动晶体管的栅极端，用以重置驱动晶体管的栅极端的电位。感测电路电性耦接在触控感测电极以及驱动晶体管的栅极端之间，感测电路用以将触控感测电极的电位传送至驱动晶体管的栅极端。读取电路电性耦接该驱动晶体管，读取电路用以依据驱动晶体管的栅极端的电位输出触控感测信号。
综上所述，本揭示文件利用触控感测电极感测用户的触控，并利用感测电路将触控感测电极的电位传送至驱动晶体管的栅极端，再由读取电路依据驱动晶体管的栅极端的电位输出触控感测信号，使得驱动电路得以集成触控感测功能以及像素驱动电路的功能。
附图说明
为使本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1A为依据本揭露一些实施例的驱动电路的功能方块图。
图1B为依据本揭露一些实施例的图1A的驱动电路的电路架构图。
图2A为依据本揭露一些实施例的驱动电路的功能方块图。
图2B为依据本揭露一些实施例的图2A的驱动电路的电路架构图。
图3为依据一实施例，图2B中的驱动电路的控制信号的时序图。
图4A为图2B中的驱动电路在重置期间P1中的电路状态图。
图4B为图2B中的驱动电路在感测期间P2中的电路状态图。
图4C为图2B中的驱动电路在补偿期间P4中的电路状态图。
图4D为图2B中的驱动电路在写入期间P5中的电路状态图。
图4E为图2B中的驱动电路在发光期间P6中的电路状态图。
图5为图2A及图2B中的触控感测电极在薄膜晶体管层中的结构示意图。
图6A为依据本揭露一些实施例的驱动电路的功能方块图。
图6B为依据本揭露一些实施例的图6A的驱动电路的电路架构图。
图7A为图6B中的驱动电路在重置期间P1中的电路状态图。
图7B为图6B中的驱动电路在感测期间P2中的电路状态图。
图7C为图6B中的驱动电路在补偿期间P4中的电路状态图。
图7D为图6B中的驱动电路在写入期间P5中的电路状态图。
图7E为图6B中的驱动电路在发光期间P6中的电路状态图。
图8为图6B中的驱动电路的控制信号以及流经驱动晶体管的电流的波形图。
其中，附图标记：
100a,100b,100c:驱动电路
110:重置电路
120:感测电路
130:读取电路
140:补偿电路
150:稳压电路
160:写入电路
200:薄膜晶体管层
210:源极/漏极端
220:栅极端
230:多晶硅层
240:介质层
250:介质层
260:栅极介质层
270:缓冲层
SUB:基板
T1:第一晶体管
T2:第二晶体管
T3:第三晶体管
T4:第四晶体管
T5:第五晶体管
T6:第六晶体管
T7:第七晶体管
T8:第八晶体管
T9:第九晶体管
T10:第十晶体管
L1:发光元件
Td:驱动晶体管
Cs:电容
TP:触控感测电极
RST(n):第一控制信号
SC(n):第二控制信号
SN(n):第三控制信号
SN(n+1):第四控制信号
EM(n):第五控制信号
PT:触控感测阶段
PD:显示阶段
P1,P3:重置期间
P2:感测期间
P4:补偿期间
P5:写入期间
P6:发光期间
TS:触控感测信号
VDD:第一系统电压端
VSS:第二系统电压端
具体实施方式
下列系举实施例配合所附图示做详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。另外，图示仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同的符号标示来说明。
在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明除外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。
此外，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。此外，本文中所使用的“及/或”，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。
于本文中，当一元件被称为“耦接”或“连接”时，可指“电性耦接”或“电性连接”。“耦接”或“连接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。
图1A为依据本揭露一些实施例的驱动电路100a的功能方块图。如图1A所示，驱动电路100a包含触控感测电极TP、重置电路110、感测电路120、读取电路130、电容Cs以及驱动晶体管Td。
在架构上，电容Cs电性耦接驱动晶体管Td的栅极端。重置电路110电性耦接驱动晶体管Td的栅极端，重置电路110用以重置驱动晶体管Td的栅极端的电位。感测电路120电性耦接在触控感测电极TP以及驱动晶体管Td的栅极端之间，感测电路120用以将触控感测电极TP的电位传送至驱动晶体管Td的栅极端。
驱动晶体管Td电性耦接在第一系统电压端VDD以及读取电路130之间。驱动晶体管Td的第一端电性耦接第一系统电压端VDD。读取电路130电性耦接驱动晶体管Td的第二端，读取电路130用以依据驱动晶体管Td的栅极端的电位输出触控感测信号TS。
请参阅图1B，图1B为依据本揭露一些实施例的图1A的驱动电路100a的电路架构图。
如图1B所示，重置电路110包含第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3。第一晶体管T1的第一端电性耦接电容Cs的第一端以及驱动晶体管Td的栅极端，第一晶体管T1的第二端电性耦接参考电压端Vref，第一晶体管T1的栅极端用以接收第一控制信号RST(n)。第二晶体管T2的第一端电性耦接电容Cs的第二端，第二晶体管T2的第二端电性耦接参考电压端Vref，第二晶体管T2的栅极端用以接收第一控制信号RST(n)。第三晶体管T3的第一端电性耦接触控感测电极TP，第三晶体管T3的第二端电性耦接电容Cs的第二端，第三晶体管T3的栅极端用以接收第一控制信号RST(n)。
感测电路120包含第四晶体管T4。第四晶体管T4的第一端电性耦接触控感测电极TP，第四晶体管T4的第二端电性耦接电容Cs的第一端以及驱动晶体管Td的栅极端，第四晶体管T4的栅极端用以接收第二控制信号SC(n)。
读取电路130包含第五晶体管T5。第五晶体管T5的第一端电性耦接驱动晶体管Td的第二端，第五晶体管T5的第二端用以输出触控感测信号TS，第五晶体管T5的栅极端用以接收第二控制信号SC(n)。
在操作上，首先，藉由控制第一控制信号RST(n)的逻辑电平，可以将参考电压端Vref的电位经由第一晶体管T1以及第三晶体管T3分别传送至驱动晶体管Td的栅极端以及触控感测电极TP，藉此重置驱动晶体管Td的栅极端以及触控感测电极TP的电位。接着，藉由控制第二控制信号SC(n)的逻辑电平，可以将触控感测电极TP的电位经由第四晶体管T4传送至驱动晶体管Td的栅极端，藉由驱动晶体管Td依据其栅极端的电位，经由第五晶体管T5输出触控感测信号TS，藉此进行触控感测。
请参阅图2A，图2A为依据本揭露一些实施例的驱动电路100b的功能方块图。如图2A所示，驱动电路100b包含触控感测电极TP、重置电路110、感测电路120、读取电路130、电容Cs、驱动晶体管Td。
图2A的驱动电路100b的触控感测电极TP、重置电路110、感测电路120、读取电路130、电容Cs、驱动晶体管Td的连接关系及作动方式分别类似于图1A的驱动电路100a的触控感测电极TP、重置电路110、感测电路120、读取电路130、电容Cs、驱动晶体管Td的连接关系及作动方式。因此，在此不再赘述。
驱动电路100b更包含补偿电路140、稳压电路150、写入电路160以及发光元件L1。在一些实施例中，发光元件L1可以由微型发光二极管、发光二极管、次毫米发光二极管或其他发光元件实施。
在架构上，驱动晶体管Td以及发光元件L1电性串连在第一系统电压端VDD以及第二系统电压端VSS之间。详细而言，驱动晶体管Td的第一端电性耦接第一系统电压端VDD，驱动晶体管Td的第二端电性耦接第九晶体管T9的第一端，第九晶体管T9的第二端电性耦接发光元件L1的第一端，第九晶体管T9的栅极端用以接收第五控制信号EM(n)。发光元件L1的第二端电性耦接第二系统电压端VSS。
驱动晶体管Td用以依据其栅极端的电位提供驱动电流予发光元件L1，以驱动发光元件L1发光。并且，第九晶体管T9依据第五控制信号EM(n)致能，以导通前述驱动电流从第一系统电压端VDD流经驱动晶体管Td、第九晶体管T9、发光元件L1至第二系统电压端VSS的电流路径。
补偿电路140电性耦接在驱动晶体管Td的栅极端及第二端之间，补偿电路140用以补偿驱动晶体管Td的临界电压。
电容Cs的第一端电性耦接驱动晶体管Td，电容Cs的第二端电性耦接稳压电路150。
稳压电路150电性耦接在电容Cs的第二端以及参考电压端Vref之间，稳压电路150用以稳定电容Cs的第二端的电位。
写入电路160电性耦接电容Cs的第二端，写入电路160用以将数据信号DATA传送至电容Cs的第二端。
请参阅图2B，图2B为依据本揭露一些实施例的图2A的驱动电路100b的电路架构图。
如图2B所示，重置电路110包含第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3。感测电路120包含第四晶体管T4。读取电路130包含第五晶体管T5。
图2B的驱动电路100b的第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3、第四晶体管T4以及第五晶体管T5的连接关系分别类似于图1B的驱动电路100a的第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3、第四晶体管T4以及第五晶体管T5。因此，在此不再赘述。
补偿电路140包含第六晶体管T6。第六晶体管T6的第一端电性耦接驱动晶体管Td的第二端，第六晶体管T6的第二端电性耦接驱动晶体管Td的栅极端，第六晶体管T6的栅极端用以接收第三控制信号SN(n)。其中节点N1在驱动晶体管Td的栅极端与第六晶体管T6的第二端的连接处，并且节点N2在驱动晶体管Td的第二端与第六晶体管T6的第一端的连接处。
稳压电路150包含第七晶体管T7。第七晶体管T7的第一端电性耦接电容Cs的第二端，第七晶体管T7的第二端电性耦接参考电压端Vref，第七晶体管T7的栅极端用以接收第三控制信号SN(n)。
写入电路160包含第八晶体管T8。第八晶体管T8的第一端电性耦接电容Cs的第一端，第八晶体管T8的第二端用以接收数据信号DATA，第八晶体管T8的栅极端用以接收第四控制信号SN(n+1)。其中，节点N3在电容Cs的第二端与第八晶体管T8的连接处。
请参阅图3，图3为依据一实施例，图2B中的驱动电路100b的控制信号的时序图。如图3所示，在驱动电路100b的控制时序中的一个显示周期可分为两个阶段，其分别为触控感测阶段PT以及显示阶段PD。触控感测阶段PT包含重置期间P1、感测期间P2。显示阶段PD包含重置期间P3、补偿期间P4、写入期间P5以及发光期间P6。需特别说明的是，图3中的该些期间的时间长度仅用以示例，并非用以限制本揭露文件。
详细而言，第一控制信号RST(n)在重置期间P1、P3具有第一逻辑电平(例如：低逻辑电平)；第一控制信号RST(n)在感测期间P2以及补偿期间P4、写入期间P5以及发光期间P6具有第二逻辑电平(例如：高逻辑电平)。第二控制信号SC(n)在感测期间P2具有第一逻辑电平；第二控制信号SC(n)在重置期间P1、重置期间P3、补偿期间P4、写入期间P5以及发光期间P6具有第二逻辑电平。第三控制信号SN(n)在补偿期间P4具有第一逻辑电平；第三控制信号SN(n)在重置期间P1、感测期间P2、重置期间P3、写入期间P5以及发光期间P6具有第二逻辑电平。第四控制信号SN(n+1)在写入期间P5具有第一逻辑电平；第四控制信号SN(n+1)在重置期间P1、感测期间P2、重置期间P3、补偿期间P4以及发光期间P6具有第二逻辑电平。第五控制信号EM(n)在发光期间P6具有第一逻辑电平；第五控制信号EM(n)在重置期间P1、感测期间P2、重置期间P3、补偿期间P4以及写入期间P5具有第二逻辑电平。
在一些实施例中，第一控制信号RST(n)是重置控制信号，第二控制信号SC(n)是感测控制信号，第五控制信号EM(n)是发光控制信号。
为使驱动电路100b的整体操作更加清楚易懂，以下请一并参考图2B、图3以及图4A至图4E。图4A为图2B中的驱动电路100b在重置期间P1中的电路状态图。图4B为图2B中的驱动电路100b在感测期间P2中的电路状态图。图4C为图2B中的驱动电路100b在补偿期间P4中的电路状态图。图4D为图2B中的驱动电路100b在写入期间P5中的电路状态图。图4E为图2B中的驱动电路100b在发光期间P6中的电路状态图。
于重置期间P1，由于第一控制信号RST(n)具有低逻辑电平，因此第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3会导通。另一方面，由于第二控制信号SC(n)、第三控制信号SN(n)、第四控制信号SN(n+1)以及第五控制信号EM(n)具有高逻辑电平，因此第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9会关断。
详细而言，于重置期间P1，参考电压端Vref的电压Vr将通过第二晶体管T2传送至电容Cs的第二端，使得电容Cs的第二端(节点N3)的电位实质等于电压Vr。参考电压端Vref的电压Vr会通过第一晶体管T1传送至节点N1，使驱动晶体管Td的栅极端以及电容Cs的第一端(节点N1)的电位实质等于电压Vr。并且，参考电压端Vref的电压Vr亦会通过第一晶体管T1以及第三晶体管T3传送至触控感测电极TP，使触控感测电极TP的电位实质等于电压Vr。如此一来，于重置期间P1，驱动晶体管Td的栅极端以及电容Cs的第二端的电位可以被重置且被稳定在电压Vr，驱动电路100b即完成重置操作。
于感测期间P2，由于第二控制信号SC(n)具有低逻辑电平，因此第四晶体管T4以及第五晶体管T5会导通。另一方面，由于第一控制信号RST(n)、第三控制信号SN(n)、第四控制信号SN(n+1)以及第五控制信号EM(n)具有高逻辑电平，因此第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9会关断。
详细而言，于感测期间P2，由于第一晶体管T1、第二晶体管T2及第七晶体管T7关断，节点N1会与参考电压端Vref电性隔绝。并且由于第八晶体管T8及第九晶体管T9关断，节点N1亦与第二系统电压端VSS电性隔绝。
于感测期间P2初始时，第二控制信号SC(n)从高电平切换为低电平时会通过寄生电容降低节点N1的电位，节点N1降低的电位以电压Vft1表示。在一些实施例中电压Vft1可以由下列公式表示:
Vft1＝Cgs*(VGH-VGL)/(Cs+Cgs)...公式(一)
在上述公式中，Cgs可以是电性耦接节点N1的元件(例如，第五晶体管T5)的寄生电容，VGH、VGL可以分别是第二控制信号SC(n)的高电平电位及低电平电位，Cs可以是电容Cs的电容值。
亦即，若因为用户未触碰显示面板因而触控感测电极TP并未电性耦接额外的等效电容，节点N1的电位会是参考电压端Vref的电压Vr减去Vft1。
另一方面，若用户手指有触控显示面板，用户手指会被视为(等效为)电性耦接触控感测电极TP的电容，则于感测期间P2初始时，第二控制信号SC(n)从高电平切换为低电平时会通过寄生电容降低节点N1的电位，节点N1降低的电位以电压Vft2表示。在一些实施例中电压Vft2可以由下列公式表示:
Vft2＝Cgs*(VGH-VGL)/(Cs+Cgs+Cf)...公式(二)
相似地，在上述公式中，Cgs可以是电性耦接节点N1的元件(例如，第五晶体管T5)的寄生电容，VGH、VGL可以分别是第二控制信号SC(n)的高电平电位及低电平电位，Cs可以被视为电容Cs的电容值，Cf可以被视为用户手指触控显示面板时等效为电性耦接触控感测电极TP的电容值。
亦即，若因为用户有触碰显示面板而使触控感测电极TP电性耦接额外的等效电容，节点N1的电位会是参考电压端Vref的电压Vr减去电压Vft2。
依据公式(一)以及公式(二)可以得知，由于电压Vft2的数值会小于电压Vft1的数值，且节点N1的电位会是参考电压端Vref的电压Vr减去电压Vft2或Vft1，相较于用户未触碰显示面板时，用户有触碰显示面板时节点N1的电位会在较高电平。
并且，于感测期间P2，驱动晶体管Td会依据其栅极端(节点N1)的电位自第一系统电压端VDD提供电流予读取电路130，使读取电路130将所述电流作为触控感测信号TS。相较于用户未触碰显示面板时，用户有触碰显示面板时驱动晶体管Td的栅极端的电位会在较高电平，因而会提供较小的电流作为触控感测信号TS。
举例而言，若用户未触碰显示面板，驱动晶体管Td会提供27.6微安培的电流作为触控感测信号TS。另一方面，若用户有触碰显示面板，驱动晶体管Td会提供17.3微安培的电流作为触控感测信号TS。如此一来，于感测期间P2，驱动电路100b即完成触控感测操作。
进一步而言，依据用户指纹的间隙深浅，等效为电性耦接触控感测电极TP的电容值Cf会有相异的数值，而使驱动晶体管Td提供相异幅值的电流作为触控感测信号TS。
举例而言，若用户轻轻触碰显示面板，用户指纹与显示面板的间隙较大，会导致电容值Cf在较小的数值，驱动晶体管Td提供较大的(例如，26.6微安培)电流作为触控感测信号TS。另一方面，若用户较紧密的触碰显示面板，用户指纹与显示面板的间隙较小，会导致电容值Cf在较大的数值，驱动晶体管Td提供较小的(例如，18.8微安培)电流作为触控感测信号TS。如此一来，于感测期间P2，驱动电路100b可以进一步区分用户手指与显示面板的触碰紧密程度。
接着，为了将驱动晶体管Td的栅极端的电位重置为参考电压端Vref的电压Vr，于重置期间P3的进行重置操作。
于重置期间P3，由于第一控制信号RST(n)具有低逻辑电平，因此第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3会导通。另一方面，由于第二控制信号SC(n)、第三控制信号SN(n)、第四控制信号SN(n+1)以及第五控制信号EM(n)具有高逻辑电平，因此第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9会关断。
由于驱动电路100b在重置期间P3的作动方式类似于在重置期间P1的作动方式，在此不再赘述。
于补偿期间P4，由于第三控制信号SN(n)具有低逻辑电平，因此第六晶体管T6会导通。另一方面，由于第一控制信号RST(n)、第二控制信号SC(n)、第四控制信号SN(n+1)以及第五控制信号EM(n)具有高逻辑电平，因此第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第七晶体管T7、第八晶体管T8、第九晶体管T9会关断。
详细而言，于补偿期间P4，第一系统电压端VDD的电压Vdd会经由驱动晶体管Td以及第六晶体管T6传送至驱动晶体管Td的栅极端，直到驱动晶体管Td截止。亦即，当驱动晶体管Td的源极端与栅极端之间的电位差值与驱动晶体管Td的临界电压Vth大致相同时，驱动晶体管Td截止)。此时，由于驱动晶体管Td的第一端(源极端)的电位在电压Vdd，驱动晶体管Td的栅极端(节点N1)的电位会是(Vdd-|Vth|)。如此，驱动电路100b于补偿期间P4即完成补偿操作。
于写入期间P5，由于第四控制信号SN(n+1)具有低逻辑电平，因此第八晶体管T8会导通。另一方面，由于第一控制信号RST(n)、第二控制信号SC(n)、第三控制信号SN(n)以及第五控制信号EM(n)具有高逻辑电平，因此，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7以及第九晶体管T9会关断。
详细而言，于写入期间P5，数据信号DATA的电压Vdata会经由第八晶体管T8传送至电容Cs的第二端，使电容Cs的第二端(节点N3)的电位实质等于电压Vdata。进一步而言，电容Cs的第二端(节点N3)自补偿期间P4至写入期间P5变化的电位，通过电容耦合作用传送致电容Cs的第一端(节点N1)。亦即，电容Cs的第一端(节点N1)会增加电压(Vdata-Vr)，也就是说，电容Cs的第一端(节点N1)的电位实质上等于[Vdd-|Vth|+(Vdata-Vr)]。此时，驱动晶体管Td的第一端(源极端)的电位在电压Vdd。驱动晶体管Td的源极端与栅极端的跨压差(Vsg)为Vdd-[Vdd-|Vth|+(Vdata-Vr)]＝[(Vr-Vdata)+|Vth|]。
一般而言，P型晶体管所能提供的驱动电流遵守以下公式：Id＝k(Vsg-|Vth|)2。其中，k为相关于驱动晶体管Td的元件特性的一常数，|Vth|为驱动晶体管Td的临界电压的绝对值。
将上述驱动晶体管Td的源极端与栅极端的跨压(Vsg)代入驱动电流Id的公式中，驱动电流Id如下列计算:
Id＝k(Vsg-|Vth|)2
Id＝k{[(Vr-Vdata)+|Vth|]-|Vth|}2
Id＝k(Vr-Vdata)2
于发光期间P6，驱动晶体管Td提供驱动电流Id＝k(Vr-Vdata)2予发光元件L1，使发光元件L1依据驱动电流Id的幅值发光。
举例而言，若于写入期间P5，驱动电路100b被写入的数据信号DATA的电压Vdata较大，则由于前述驱动电流Id的公式，发光元件L1于发光期间P6会依据较小的驱动电流Id而在较低的亮度(灰阶)；另一方面，若驱动电路100b被写入的数据信号DATA的电压Vdata较小，则由于前述驱动电流Id的公式，发光元件L1于发光期间P6会依据较大的驱动电流Id而在较高的亮度(灰阶)。
请参阅图5，图5为图2A及图2B中的触控感测电极TP在薄膜晶体管层200中的结构示意图。
如图5所示，薄膜晶体管层200包含基板SUB、源极/漏极端210、栅极端220、多晶硅层230、介质层240、介质层250、栅极介质层260、缓冲层270及触控感测电极TP。需要注意的是，触控感测电极TP可以设置在相邻于薄膜晶体管层200中的基板SUB的位置。更具体而言，在薄膜晶体管层200之中，触控感测电极TP设置在缓冲层270以及基板SUB之间。如此，在一些实施例中，藉由驱动电路100b所实现的显示面板可以系侧向式的发光显示面板或下侧式发光的显示面板。
请参阅图6A，图6A为依据本揭露一些实施例的驱动电路100c的功能方块图。如图6A所示，驱动电路100c包含触控感测电极TP、重置电路110、感测电路120、读取电路130、电容Cs、驱动晶体管Td。
图6A的驱动电路100c的触控感测电极TP、重置电路110、感测电路120、读取电路130、电容Cs、驱动晶体管Td的作动方式分别类似于图2A的驱动电路100b的触控感测电极TP、重置电路110、感测电路120、读取电路130、电容Cs、驱动晶体管Td的作动方式。因此，在此不再赘述。
驱动电路100c更包含补偿电路140、稳压电路150、写入电路160、第九晶体管T9、第十晶体管T10以及发光元件L1。在一些实施例中，发光元件L1可以由微型发光二极管、发光二极管、次毫米发光二极管或其他发光元件实施。
需要注意的是，由于发光元件L1可以由发光二极管芯片实施。前述发光二极管芯片可以依电极的位置不同，区分为水平(Lateral)、覆晶(Flip)以及垂直(Vertical)结构。在图6A的实施例中，驱动电路100c的触控感测电极TP可以由前述任一结构中的发光元件L1(例如，发光二极管芯片)的阴极电极实施，藉此减少在其他实施例中触控感测元件额外的电路面积。
在架构上，驱动晶体管Td、第九晶体管T9、发光元件L1以及第十晶体管T10电性串连在第一系统电压端VDD以及第二系统电压端VSS之间。详细而言，驱动晶体管Td的第一端电性耦接第一系统电压端VDD，驱动晶体管Td的第二端电性耦接第九晶体管T9的第一端，第九晶体管T9的第二端电性耦接发光元件L1的第一端，第九晶体管T9的栅极端用以接收第五控制信号EM(n)。发光元件L1的第二端电性耦接第十晶体管T10的第一端，第十晶体管T10的第二端电性耦揭第二系统电压端VSS。
驱动晶体管Td用以依据其栅极端的电位提供驱动电流予发光元件L1，以驱动发光元件L1发光。并且，第九晶体管T9以及第十晶体管T10依据第五控制信号EM(n)致能，以导通前述驱动电流从第一系统电压端VDD流经驱动晶体管Td、第九晶体管T9、发光元件L1、第十晶体管T10至第二系统电压端VSS的电流路径。
补偿电路140电性耦接在驱动晶体管Td的栅极端(节点N1)及第二端(节点N2)之间，补偿电路140用以补偿驱动晶体管Td的临界电压。
电容Cs的第一端电性耦接驱动晶体管Td的栅极端(节点N1)，电容Cs的第二端电性耦接稳压电路150。
稳压电路150电性耦接在电容Cs的第二端以及参考电压端Vref之间，稳压电路150用以稳定电容Cs的第二端的电位。
写入电路160电性耦接电容Cs的第二端(节点N3)，写入电路160用以将数据信号DATA传送至电容Cs的第二端(节点N3)。
请参阅图6B，图6B为依据本揭露一些实施例的图6A的驱动电路100c的电路架构图。
如图6B所示，重置电路110包含第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3。感测电路120包含第四晶体管T4。读取电路130包含第五晶体管T5。
在架构上，与图2B的实施例中驱动电路100b相较，图6B的实施例中驱动电路100c不同之处在于第三晶体管T3、第四晶体管T4以及触控感测电极TP的连接关系。更确切来说，在图6B所示的驱动电路100c中，第三晶体管T3、触控感测电极TP以及第四晶体管T4电性串连在参考电压端Vref以及节点N1之间。在图2B所示的驱动电路100b中，第三晶体管T3以及第四晶体管T4并联且电性耦接触控感测电极TP。虽然驱动电路100b及100c的细部连接关系不完全相同，图6B的驱动电路100c的第三晶体管T3、第四晶体管T4的作动方式仍然类似于图2B的驱动电路100b的第三晶体管T3、第四晶体管T4的作动方式。因此，在此不再赘述。
补偿电路140包含第六晶体管T6，稳压电路150包含第七晶体管T7，写入电路160包含第八晶体管T8。由于驱动电路100c的第六晶体管T6、第七晶体管T7及第八晶体管T8的连接关系及作动方式分别类似于图2B中的驱动电路100b的第六晶体管T6、第七晶体管T7及第八晶体管T8的连接关系及作动方式。因此，在此不再赘述。
由于驱动电路100c的控制信号的时序图亦可由图3实施，请一并参考图3以及图7A至图7E。图7A为图6B中的驱动电路100c在重置期间P1中的电路状态图。图7B为图6B中的驱动电路100c在感测期间P2中的电路状态图。图7C为图6B中的驱动电路100c在补偿期间P4中的电路状态图。图7D为图6B中的驱动电路100c在写入期间P5中的电路状态图。图7E为图6B中的驱动电路100c在发光期间P6中的电路状态图。如图3以及图7A～7E所示，驱动电路100c的作动方式类似于驱动电路100c。因此，在此不再赘述。
请参阅图8，图8为图6B中的驱动电路100c的控制信号以及依据不同触控程度，流经驱动晶体管Td的电流Id0～Id8的波形图。如图8所示，第一控制信号RST(n)在重置期间P1及P3具有低逻辑电平；第二控制信号SC(n)在感测期间P2具有低逻辑电平；第三控制信号SN(n)在补偿期间P4具有低逻辑电平；第四控制信号SN(n+1)在写入期间P5具有低逻辑电平；第五控制信号EM(n)在发光期间P6具有低逻辑电平。
在一些实施例中，在感测期间P2，依据用户指纹的间隙深浅，等效为电性耦接触控感测电极TP的电容值Cf会有相异的数值，而使驱动晶体管Td提供相异幅值的电流作为触控感测信号TS。举例而言，若用户轻轻触碰显示面板，用户指纹与显示面板的间隙较大，会导致电容值Cf在较小的数值，驱动晶体管Td提供较大的电流Id1，27.1微安培，作为触控感测信号TS。另一方面，若用户较紧密的触碰显示面板，用户指纹与显示面板的间隙较小，会导致电容值Cf在较大的数值，驱动晶体管Td提供较小的电流Id8，17.2微安培，作为触控感测信号TS。在图8所示的实施例中，电流Id0～Id8分别是27.6、27.1、26.6、25.2、23.4、21.0、18.8、17.8、17.2微安培。并且，于发光期间P6中，电流Id0～Id8的数值皆为118.7毫安培。换言之，即使触控感测电极TP系由发光元件L1的阴极实现，用户的触碰不会影响于发光期间P6提供予发光元件L1的驱动电流的大小。如此一来，于感测期间P2，驱动电路100c可以进一步区分用户手指与显示面板的触碰紧密程度。
综上所述，本揭示文件的驱动电路100a、100b及100c利用触控感测电极TP感测用户的触控，并利用感测电路120将触控感测电极TP的电位传送至驱动晶体管Td的栅极端，再由读取电路130依据驱动晶体管Td的栅极端的电位输出触控感测信号TS，使得驱动电路100a、100b及100c得以集成触控感测功能以及像素驱动电路的功能，并且不会因位解析度、帧率(Frame Rate)的影响，而须缩减显示时间。进一步而言，驱动电路100b的触控感测电极TP可以设置在薄膜晶体管层200中的特定位置，藉以实现侧向式的发光显示面板或下侧式发光的显示面板。另一方面，驱动电路100c的触控感测电极TP可以由发光元件L1的阴极电极实施，从而减少触控感测元件的面积。
虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何本领域通具通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (18)

1.一种驱动电路，其特征在于，包含：
一驱动晶体管；
一电容，电性耦接该驱动晶体管的栅极端；
一重置电路，电性耦接该驱动晶体管的栅极端，用以重置该驱动晶体管的栅极端的电位，该重置电路包括一第一晶体管、一第二晶体管及一第三晶体管，该第一晶体管被配置为接收一第一控制信号；
一触控感测电极；
一感测电路，其包括一第四晶体管，该第四晶体管电性耦接在该触控感测电极以及该驱动晶体管的栅极端之间，该第四晶体管的栅极端被配置为接收一第二控制信号，该第四晶体管被配置为根据该第二控制信号的高逻辑电平与低逻辑电平之间的差与该触控感测电极的电容值的比率来改变该驱动晶体管的栅极端的电位；以及
一读取电路，该读取电路电性耦接该驱动晶体管，该读取电路用以依据该驱动晶体管的栅极端的电位输出一触控感测信号。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，
该第一晶体管，其第一端电性耦接该驱动晶体管的栅极端以及该电容的第一端，其第二端电性耦接一参考电压端，其栅极端用以接收一第一控制信号；以及
该第二晶体管，其第一端电性耦接该电容的第二端，其第二端电性耦接该参考电压端，其栅极端用以接收该第一控制信号。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，当该第一控制信号具有一第一逻辑电平时，该第一晶体管使该参考电压端的电位经由该第一晶体管传送至该驱动晶体管的栅极端以重置该驱动晶体管的栅极端的电位，并且该第二晶体管导通使该参考电压端的电位经由该第二晶体管传送至该电容的第二端。
4.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，该重置电路更用以重置该触控感测电极的电位；
该第三晶体管，其第一端电性耦接该触控感测电极，其第二端电性耦接该驱动晶体管的栅极端，其栅极端用以接收该第一控制信号。
5.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，该重置电路更用以重置该触控感测电极的电位；
该第三晶体管，其第一端电性耦接该参考电压端，其第二端电性耦接该触控感测电极，其栅极端用以接收该第一控制信号。
6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，
该第四晶体管，其第一端电性耦接该触控感测电极，其第二端电性耦接该驱动晶体管的栅极端，其栅极端用以接收一第二控制信号；其中，
当该第二控制信号具有一第一逻辑电平时，该第四晶体管导通使该触控感测电极的电位经由该第四晶体管传送至该驱动晶体管的栅极端。
7.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该驱动晶体管的第一端电性耦接一第一系统电压端，该驱动晶体管的第二端电性耦接该读取电路，其中该读取电路包含：
一第五晶体管，其第一端电性耦接该驱动晶体管的第二端，其第二端用以输出该触控感测信号，其栅极端用以接收一第二控制信号；其中，
当该第二控制信号具有一第一逻辑电平时，该第五晶体管导通，并且该第五晶体管依据该驱动晶体管的栅极端的电位输出该触控感测信号。
8.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，更包含：
一发光元件，其中该驱动晶体管用以驱动该发光元件，并且该发光元件以及该驱动晶体管电性耦接在一第一系统电压端以及一第二系统电压端之间。
9.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，该电容的第一端电性耦接该驱动晶体管的栅极端并且该驱动晶体管的第一端电性耦接该第一系统电压端，其中该驱动电路更包含：
一补偿电路，电性耦接在该驱动晶体管的栅极端以及该驱动晶体管的第二端之间；
一稳压电路，电性耦接该电容的第二端，用以稳定该电容的第二端的电位；以及
一写入电路，电性耦接该电容的第二端，用以将一数据信号传送至该电容的第二端。
10.如权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，该补偿电路包含：
一第六晶体管，其第一端电性耦接该驱动晶体管的第二端，其第二端电性耦接该驱动晶体管的栅极端，其栅极端用以接收一第三控制信号。
11.如权利要求10所述的驱动电路，其特征在于，该稳压电路包含：
一第七晶体管，其第一端电性耦接该电容的第二端，其第二端电性耦接一参考电压端，其栅极端用以接收该第三控制信号。
12.如权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，当该第三控制信号具有一第一逻辑电平时，该第六晶体管导通使该第一系统电压端的电位经由该驱动晶体管以及该第六晶体管传送至该驱动晶体管的栅极端直至该驱动晶体管截止，并且该第七晶体管导通使该参考电压端的电位经由该第七晶体管传送至该电容的第二端以稳定该电容的第二端的电位。
13.如权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，该写入电路包含：
一第八晶体管，其第一端电性耦接该电容的第二端，其第二端用以接收该数据信号，其栅极端用以接收一第四控制信号；其中，
当该第四控制信号具有一第一逻辑电平时，该第八晶体管导通使该数据信号经由该第八晶体管传送至该电容的第二端。
14.如权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，更包含：
一第九晶体管，其第一端电性耦接该驱动晶体管的第二端，其第二端电性耦接该发光元件的第一端，其栅极端用以接收一第五控制信号；其中，
当该第五控制信号具有一第一逻辑电平时，该第九晶体管导通使该发光元件依据该驱动晶体管的栅极端的电位发光。
15.如权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，更包含：
一第九晶体管，其第一端电性耦接该驱动晶体管的第二端，其第二端电性耦接该发光元件的第一端，其栅极端用以接收一第五控制信号；以及
一第十晶体管，其第一端电性耦接该发光元件的第二端，其第二端电性耦接该第二系统电压端，其栅极端用以接收该第五控制信号；其中，
当该第五控制信号具有一第一逻辑电平时，该第九晶体管以及该第十晶体管导通使该发光元件依据该驱动晶体管的栅极端的电位发光。
16.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，该触控感测电极是该发光元件的阴极电极。
17.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该触控感测电极相邻于薄膜晶体管层中的基底层。
18.如权利要求17所述的驱动电路，其特征在于，藉由该驱动电路实现的显示面板是侧向式的发光显示面板或下侧式发光的显示面板。
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