TWI790643B

TWI790643B - 像素結構、使用其的顯示裝置以及用於感測其溫度的溫度感測方法

Info

Publication number: TWI790643B
Application number: TW110121379A
Authority: TW
Inventors: 向瑞傑; 陳志強
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2023-01-21
Also published as: TW202249312A

Abstract

提供一種像素結構。像素結構包含一顯示單元以及一溫度感測單元。顯示單元包含一像素開關元件。顯示單元也包含一顯示元件，顯示元件電性連接於像素開關元件。溫度感測單元包含至少一溫度感測開關元件。溫度感測單元也包含一溫度感測電容器，溫度感測電容器電性連接於溫度感測開關元件。

Description

像素結構、使用其的顯示裝置以及用於感測其溫度的溫度感測方法

本揭露實施例是有關於一種像素結構、使用其的顯示裝置以及用於感測其溫度的溫度感測方法，且特別是有關於一種包含溫度感測單元的像素結構、使用其的顯示裝置以及用於感測其溫度的溫度感測方法。

隨著顯示技術與電子元件的進步，電子裝置持續朝向輕薄化發展。然而，對於需要配置散熱裝置的電子裝置(例如，筆記型電腦)而言，基於有限的空間以及美觀因素，散熱裝置的出風口常設置於鄰近電子元件的顯示螢幕的下方。當電子裝置進行高效能運算時，散熱裝置經由其出風口吹出溫度超過攝氏50度以上的熱風，可能會造成顯示螢幕的發色不均。

舉例來說，當顯示螢幕呈現單一色彩的畫面時，顯示螢幕的上方呈現的亮度與下方呈現的亮度不同，此現象可稱為Mura。此外，顯示螢幕所使用的材料(例如，自發光顯示裝置的發光膜或非自發光顯示裝置的液晶層)會受到溫度影響而產生不同的光學現象，例如產生前述Mura或漏光等現象，造成所呈現的影像品質下降。

本揭露實施例提供一種包含溫度感測單元的像素結構，用於即時感測像素結構的溫度。此外，使用此像素結構的顯示裝置也可透過本揭露實施例提供的一種溫度感測方法，得到顯示裝置各(不同)區域的即時溫度，以進一步調整此區域的參數(例如，電壓)，藉此達到良好的顯示品質。

本揭露實施例包含一種像素結構。像素結構包含一顯示單元以及一溫度感測單元。顯示單元包含一像素開關元件。顯示單元也包含一顯示元件，顯示元件電性連接於像素開關元件。溫度感測單元包含至少一溫度感測開關元件。溫度感測單元也包含一溫度感測電容器，溫度感測電容器電性連接於溫度感測開關元件。

本揭露實施例包含一種顯示裝置。顯示裝置包含一像素陣列，像素陣列包含多數個前述的像素結構。顯示裝置也包含一掃描電路與一資料電路，掃描電路與資料電路電性連接於每個像素結構的顯示單元。顯示裝置更包含一溫度供應訊號控制裝置與一溫度感測控制裝置，溫度供應訊號控制裝置與溫度感測控制裝置電性連接於每個像素結構的溫度感測單元。

本揭露實施例包含一種溫度感測方法，用於感測前述的像素結構的溫度。溫度感測方法包含使用一溫度供應訊號控制裝置提供一寫入訊號至溫度感測單元。溫度感測方法也包含使用一溫度感測控制裝置提供一讀取訊號，以從溫度感測單元得到一讀取值。溫度感測方法更包含將讀取值與一參考值進行比較，以得到一變化值，並透過變化值獲得像素結構的溫度。

以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露實施例敘述了一第一特徵部件形成於一第二特徵部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵部件與上述第二特徵部件是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵部件形成於上述第一特徵部件與上述第二特徵部件之間，而使上述第一特徵部件與第二特徵部件可能未直接接觸的實施例。

應理解的是，額外的操作步驟可實施於所述方法之前、之間或之後，且在所述方法的其他實施例中，部分的操作步驟可被取代或省略。

此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如「在… 之下」、「下方」、「較低的」、「在…之上」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵部件與另一個(些)元件或特徵部件之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。

在說明書中，「約」、「大約」、「大致上」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，或10%之內，或5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大致上」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大致上」之含義。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。

以下所揭露之不同實施例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。

在本揭露的實施例中，像素結構包含顯示單元與溫度感測單元，顯示單元用於顯示像素結構所欲呈現的影像，而溫度感測單元用於感測像素結構的即時溫度。可透過溫度感測單元所感測的溫度，調整顯示單元的參數(例如，電壓)，藉此使像素結構達到良好的顯示品質。

第1圖顯示根據本揭露一實施例的顯示裝置100的部分示意圖。要注意的是，第1圖是繪示顯示裝置100中各部件的電性連接關係，並非顯示裝置100的實際結構，且可能省略部分部件。

參照第1圖，在一些實施例中，顯示裝置100包含一像素陣列。舉例來說，像素陣列可由M×N(M, N為正整數)個像素結構P所組成。亦即，像素陣列包含複數個像素結構P，但本揭露實施例並非以此為限。如第1圖所示，在一些實施例中，每個像素結構P包含一顯示單元10及一溫度感測單元20。

參照第1圖，在一些實施例中，顯示裝置100也包含一掃描電路3與一資料電路5，掃描電路3與資料電路5電性連接於每個像素結構P的顯示單元10。舉例來說，掃描電路3可為閘極積體電路/電路(gate IC/circuit)，而資料電路5可為資料積體電路(data IC)，且兩者電性連接於每個像素結構P的顯示單元10。

如第1圖所示，在一些實施例中，掃描電路3也電性連接於每個像素結構P的溫度感測單元20。亦即，每個像素結構P的溫度感測單元20可與對應的顯示單元10共用同一條掃描線，但本揭露實施例並非以此為限。

參照第1圖，在一些實施例中，顯示裝置100更包含一溫度供應訊號控制裝置(temperature apply signal control device)7與一溫度感測控制裝置(temperature sensor control device)9，溫度供應訊號控制裝置7與溫度感測控制裝置9電性連接於每個像素結構P的溫度感測單元20。

為了更清楚地呈現顯示裝置100中的電性連接關係，第1圖中將第三列的複數個像素結構P(例如，像素結構P31、像素結構P3N)以電路圖呈現。但要注意的是，顯示裝置100中的電性連接關係並未限定於此電路圖。此外，每個像素結構P中也可能包含其他未繪示出的電性連接關係。

在一些實施例中，掃描電路3與資料電路5用於提供每個像素結構P特定的顯示資訊，而溫度供應訊號控制裝置7與溫度感測控制裝置9用於感測所連接的像素結構P的即時溫度。要特別注意的是，雖然第1圖中繪示每個像素結構P都包含溫度感測單元20，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，部分的像素結構P只包含顯示單元10，而不包含溫度感測單元20。

第2圖顯示根據本揭露一實施例的像素結構P的部分剖面圖。要注意的是，為了簡便起見，第2圖中可能省略像素結構P的部分部件。

參照第2圖，在一些實施例中，顯示單元10包含一像素開關元件(pixel switch element)11及一顯示元件(display element)13，顯示元件13電性連接於像素開關元件11。具體而言，如第2圖所示，顯示元件13可設置於像素開關元件11之上。

顯示元件13可例如為一非自發光顯示元件，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，顯示元件13包含像素電極131，像素電極131電性連接於像素開關元件11。在一些實施例中，顯示元件13也包含一液晶顯示層133，液晶顯示層133設置於像素電極131之上並覆蓋像素電極131。舉例來說，如第2圖所示，像素電極131可透過一連接電極113與像素開關元件11連接，使顯示元件13電性連接於像素開關元件11，但本揭露實施例並非以此為限。

在一些實施例中，像素開關元件11可包含一薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)。舉例來說，薄膜電晶體可包含開關基板，開關基板可包含玻璃、藍寶石(sapphire)、其他合適的材料或前述之組合。薄膜電晶體可包含設置於開關基板之上複數導電部件，導電部件可包含導電材料，例如金屬、金屬矽化物、類似的材料或前述之組合。薄膜電晶體可包含設置於導電部件之間的絕緣層，絕緣層可包含例如氧化矽之氧化物、例如氮化矽之氮化物、其他合適的材料或前述之組合。薄膜電晶體可包含與部分導電部件電性連接的半導體層，半導體層的材料可包含n型或p型摻雜的非晶矽(a-Si)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide, IGZO)、有機薄膜電晶體(organic thin film transistor, OTFT)等，並且可以使用摻質進行摻雜。然而，本揭露實施例並非以此為限。

在一些實施例中，像素電極131是用於控制液晶顯示層133的液晶分子(未繪示)，以使液晶顯示層133呈現特定的影像。舉例來說，像素電極131可包含透明電極，例如氧化銦錫(indium tin oxide, ITO)，但本揭露實施例並非以此為限。像素電極131也可包含金屬，例如金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、其他合適的金屬、前述之合金或前述之組合。

在一些實施例中，連接電極113為用於連接像素電極131與像素開關元件11(的電極)的一導電層。具體而言，連接電極113可將像素開關元件11的一延伸電極(例如，像素開關元件11的汲極的延伸電極)與像素電極131連接。舉例來說，導電層可包含金屬，例如可包含金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、其他合適的金屬、前述之合金或前述之組合，但本揭露實施例並非以此為限。

因此，可透過像素開關元件11控制/調整顯示元件13。舉例來說，可透過像素開關元件11提供電壓，並依據電壓的大小決定顯示元件13的液晶顯示層133的液晶分子的排列方式，但本揭露實施例並非以此為限。

如第1圖所示，在一些實施例中，像素結構P的顯示單元10包含液晶電容器與儲存電容器。舉例來說，位於像素陣列第三列第一行的像素結構P31可包含液晶電容器Cst_31與儲存電容器Clc_31，而位於像素陣列第三列第N行的像素結構P3N可包含液晶電容器Cst_3N與儲存電容器Clc_3N，但本揭露實施例並非以此為限。

參照第1圖與第2圖，在一些實施例中，溫度感測單元20包含一溫度感測開關元件21與一溫度感測電容器，溫度感測電容器電性連接於溫度感測開關元件21。

在一些實施例中，溫度感測單元20的溫度感測開關元件21包含一薄膜電晶體(TFT)。薄膜電晶體的範例如前所述，在此不多加贅述。此外，溫度感測開關元件21可與像素開關元件11透過同一製程同時形成，但本揭露實施例並非以此為限。

在一些實施例中，溫度感測單元20包含像素電極132，像素電極132電性連接於溫度感測開關元件21。舉例來說，如第2圖所示，像素電極132可透過一連接電極115與溫度感測開關元件21連接，但本揭露實施例並非以此為限。連接電極115具有與連接電極113相同或類似的材料，在此不多加贅述。具體而言，連接電極115可將溫度感測開關元件21的一延伸電極(例如，溫度感測開關元件21的汲極的延伸電極)與像素電極132連接。

再者，在一些實施例中，溫度感測單元20也包含液晶顯示層133。具體而言，溫度感測單元20可透過像素電極132偵測液晶顯示層133的液晶電容隨不同溫度的變化，得到一個像素結構P(或多個像素結構P)的溫度；或者，溫度感測單元20可透過溫度感測開關元件21(例如，薄膜電晶體)的漏電流變化，得到一個像素結構P(或多個像素結構P)的溫度。

如第2圖所示，在一些實施例中，顯示元件13更包含濾光層135，濾光層135設置於液晶顯示層133之上。舉例來說，濾光層135可包含彩色濾光片(color filter)，使得顯示元件13可呈現紅色、綠色或藍色的色光，但本揭露實施例並非以此為限。

如第2圖所示，在一些實施例中，顯示元件13更包含一遮光層137，遮光層137設置於液晶顯示層133之上。舉例來說，遮光層137可設置於濾光層135的周圍，用以防止不同像素結構P產生串擾(crosstalk)。遮光層137例如為黑色矩陣(black matrix)，其可包含光阻(例如，黑光阻或其他適當之非透明的光阻)、油墨(例如，黑色油墨或其他適當之非透明的油墨)、模制化合物(molding compound)(例如，黑色模制化合物或其他適當之非透明的模制化合物)、防焊材料(solder mask)(例如，黑色防焊材料或其他適當之非透明的防焊材料)、環氧樹脂、其他適當之材料或前述材料之組合。此外，遮光層137可為光固化材料、熱固化材料或前述材料之組合，但本揭露實施例並非以此為限。

如第2圖所示，顯示元件13可包含光間隔物(photo spacer)139，光間隔物139可設置於遮光層137的下方，用於區隔不同的像素結構P，但本揭露實施例並非以此為限。此外，部分光間隔物139也可作為一支撐結構。

如第2圖所示，像素結構P也可包含一蓋板30，蓋板30可設置於顯示元件13的液晶顯示層133的上方。具體而言，蓋板30可設置於濾光層135與遮光層137之上，用以保護液晶顯示層133。舉例來說，蓋板30可包含玻璃、環氧樹脂或藍寶石等，但本揭露實施例並非以此為限。

此外，在顯示元件13為一非自發光顯示元件的範例中，顯示元件13可進一步包含一背光模組(未繪示)。背光模組可設置於像素開關元件11與溫度感測開關元件21的下方，用於發射光線，但本揭露實施例並非以此為限。

如第2圖所示，像素結構P可進一步包含絕緣層40，絕緣層40可設置於像素開關元件11、顯示元件13、溫度感測開關元件21與溫度感測電容器之外的空間。舉例來說，絕緣層40可設置於像素開關元件11與液晶顯示層133之間，也可設置於像素開關元件11與溫度感測開關元件21之間，但本揭露實施例並非以此為限。此外，絕緣層40可包含例如氧化矽之氧化物、例如氮化矽之氮化物、其他合適的材料或前述之組合，但本揭露實施例並非以此為限。

在第2圖所示的像素結構P中，並未明確繪示出溫度感測電容器。舉例來說，可在像素電極132的上方(例如靠近液晶顯示層133的底部或頂部)設置(多個)感測電極，藉此產生溫度感測單元20的溫度感測電容器。舉例來說，如第1圖所示，位於像素陣列第三列第一行的像素結構P31可包含溫度感測電容器Csen_31，而位於像素陣列第三列第N行的像素結構P3N可包含溫度感測電容器Csen_3N，但本揭露實施例並非以此為限。

如第1圖所示，在一些實施例中，掃描電路3與資料電路5電性連接於每個像素結構P的像素開關元件11，而掃描電路3也電性連接於每個像素結構P的溫度感測開關元件21。此外，在一些實施例中，溫度供應訊號控制裝置7與溫度感測控制裝置9電性連接於每個像素結構P的溫度感測開關元件21。

本揭露的實施例提出一種溫度感測方法，用於感測例如個別像素結構P的溫度。溫度感測方法包含使用溫度供應訊號控制裝置7提供一寫入訊號至溫度感測單元20；經過一特定時段後，使用溫度感測控制裝置9提供一讀取訊號，以從溫度感測單元20得到一讀取值；以及將此讀取值與一參考值進行比較，以得到一變化值，並透過此變化值獲得像素結構P的溫度。

第3圖繪示顯示裝置100的操作時序圖(timing diagram)。以下將透過第3圖所示的時序圖描述本揭露實施例的溫度感測方法的一種範例，用於感測第1圖所示的顯示裝置100中各像素結構P的溫度，但本揭露實施例並非以此為限。

如第3圖所示，在一影格(frame)中，資料電路5透過資料線(data line)傳輸畫面資料至每個像素結構P，而閘極(G₁、G₂、G₃...G_M)依序開啟並透過掃描線(scan line)依序導通每個像素結構P中的像素開關元件11，以控制顯示元件13在此影格中呈現預定的畫面。在影格中可能存在一遮沒(Blanking)區間，此遮沒區間與接續的下一個影格連接，且在此遮沒區間中，閘極(G₁、G₂、G₃...G_M)皆為關閉。

此外，在此遮沒區間中，可使用溫度供應訊號控制裝置7提供一寫入訊號SW_TAS至每個像素結構P的溫度感測單元20。舉例來說，溫度供應訊號控制裝置7可提供一電壓，使得溫度感測單元20的溫度感測電容器產生一電容。

接著，經過一特定時段後，使用溫度感測控制裝置9提供一讀取訊號SW_TS_N，以從溫度感測單元20得到一讀取值。舉例來說，溫度感測控制裝置9可提供一電壓，以得到此時的電容值。

最後，將讀取值與一參考值進行比較，以得到一變化值，並透過此變化值獲得像素結構P的溫度。舉例來說，可將溫度供應訊號控制裝置7提供寫入訊號SW_TAS時，各像素結構P得到的初始電容值作為一參考值，而溫度感測控制裝置9提供讀取訊號SW_TS_N後得到的電容值為讀取值，將參考值減去讀取值即可得到各像素結構P在經過此特定時段後的電容變化。

由於在不同的溫度下的電容變化不同，因此，可透過各像素結構P的電容變化得知像素結構P的溫度。如第1圖與第3圖所示，溫度感測開關元件21對溫度感測電容器Csen_31(或溫度感測電容器Csen_3N)提供後端放電路徑，當溫度升高，通道變大且漏電加速，使得電容因漏電而下降。舉例來說，如第3圖所示，位於像素陣列第三列第一行的像素結構P31的電容變化為ΔCsen_31，而位於像素陣列第三列第N行的像素結構P31的電容變化為ΔCsen_3N。電容變化ΔCsen_31與電容變化ΔCsen_3N不同，因此可對像素結構P31與像素結構P3N進行不同的電流補償，使像素結構P31與像素結構P3N呈現良好的顯示品質。

要注意的是，在一些其他的實施例中，供應訊號控制裝置7是在此遮沒區間之外提供寫入訊號SW_TAS。亦即，供應訊號控制裝置7的電壓可與閘極(G ₁、G ₂、G ₃…G _M)的至少其中之一同時開啟，但本揭露實施例並非以此為限。

舉例來說，顯示單元10持續顯示前端系統(經由資料電路5)給出的資料畫面，溫度感測單元20偵測顯示單元10上的溫度並回饋給一主控制單元(main controller unit, MCU)，主控制單元可找出一組對應溫度條件下的伽瑪曲線(gamma curve)，藉此調整(例如，調整電壓)以提供適當的資料畫面。此外，也可透過即時溫度偵測與開機後多個掃描影格(scan frame)的溫度趨勢累加計算，或者扣除溫度未變化(或變化微小)的區域，漸進式地補償因外部因素(例如，散熱出風口)造成的Mura或局部漏光現象。

第4圖顯示根據本揭露另一實施例的顯示裝置102的部分示意圖。類似地，第4圖是繪示顯示裝置102中各部件的電性連接關係，並非顯示裝置102的實際結構，且可能省略部分部件。

參照第4圖，在一些實施例中，顯示裝置102包含一像素陣列。舉例來說，像素陣列可由M×N(M, N為正整數)個像素結構P’所組成。亦即，像素陣列包含複數個像素結構P’，但本揭露實施例並非以此為限。如第4圖所示，在一些實施例中，每個像素結構P’包含一顯示單元10’及一溫度感測單元20’。

為了更清楚地呈現顯示裝置102中的電性連接關係，第4圖中將第三列的複數個像素結構P’(例如，像素結構P31’、像素結構P3N’)以電路圖呈現。但要注意的是，顯示裝置102中的電性連接關係並未限定於此電路圖。此外，每個像素結構P’中也可能包含其他未繪示出的電性連接關係。

第5圖顯示根據本揭露另一實施例的像素結構P’的部分剖面圖。要注意的是，為了簡便起見，第5圖中可能省略像素結構P’的部分部件。

參照第5圖，在一些實施例中，顯示單元10’包含一像素開關元件11’及一顯示元件13’，顯示元件13’電性連接於像素開關元件11’。具體而言，如第5圖所示，顯示元件13’可設置於像素開關元件11’之上，並透過一連接電極113’與像素開關元件11’連接。

顯示元件13’可例如為一自發光顯示元件，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，顯示元件13’包含一微型發光二極體(micro-LED, mLED或μLED)或有機發光二極體(organic light emitting diode, OLED)。舉例來說，顯示元件13’可包含承載基板，承載基板可為整塊的(bulk)半導體基板或包含由不同材料形成的複合基板，並且可以將承載基板摻雜(例如使用p型或n型摻質摻雜)或不摻雜。微型發光二極體可包含設置於承載基板之上的導電層，導電層的材料可包含金屬(例如，金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、其他合適的金屬、前述之合金或前述之組合)。

此外，顯示元件13’也可包含設置於導電層之上的複數半導體層，半導體層的範例如前所述，在此不多加贅述。顯示元件13’還可包含設置於半導體層之間的主動層，主動層可包含銻化鎵(gallium antimonide, GaSb)、砷化鎵(gallium arsenide, GaAs)、磷化銦(indium phosphide, InP)、矽鍺(silicon-germanium, SiGe)、氮化鎵(gallium nitride, GaN)、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。

顯示元件13’可發出紅色、綠色或藍色的色光，但本揭露實施例並非以此為限。亦即，可透過像素開關元件11’控制/調整顯示元件13’。舉例來說，可透過像素開關元件11’是否通電，決定顯示元件13’是否發光，但本揭露實施例並非以此為限。

參照第4圖與第5圖，在一些實施例中，溫度感測單元20’包含一溫度感測開關元件21’、溫度感測開關元件22’與一溫度感測電容器23’，溫度感測電容器23’電性連接於溫度感測開關元件21’與溫度感測開關元件22’。

在一些實施例中，溫度感測單元20’的溫度感測開關元件21’和溫度感測開關元件22’包含薄膜電晶體(TFT)。薄膜電晶體的範例如前所述，在此不多加贅述。此外，溫度感測開關元件21’和溫度感測開關元件22’可與像素開關元件11’透過同一製程同時形成，但本揭露實施例並非以此為限。

類似地，如第5圖所示，像素結構P’也可包含一蓋板30，蓋板30可設置於顯示元件13’的上方，用以保護顯示元件13’。蓋板30的範例如前所述，在此不多加贅述。

此外，如第5圖所示，像素結構P’可進一步包含絕緣層40，絕緣層40可設置於像素開關元件11’、顯示元件13’、溫度感測開關元件21’、溫度感測開關元件22’與溫度感測電容器23’之外的空間。舉例來說，絕緣層40可設置於像素開關元件11’與顯示元件13’之間，可設置於像素開關元件11’與溫度感測開關元件21’和溫度感測開關元件22’之間，也可設置於顯示元件13’與蓋板30之間，但本揭露實施例並非以此為限。絕緣層40的範例如前所述，在此不多加贅述。

如第4圖所示，在一些實施例中，掃描電路3與資料電路5電性連接於每個像素結構P’的像素開關元件11’，而掃描電路3也電性連接於每個像素結構P的溫度感測開關元件21’。此外，在一些實施例中，溫度供應訊號控制裝置7與溫度感測控制裝置9電性連接於每個像素結構P’的溫度感測開關元件22’。在本實施例中，於顯示裝置102的操作期間，溫度感測開關元件21’與溫度感測開關元件22’不會同時開啟。

第6圖繪示顯示裝置102的操作時序圖。以下將透過第6圖所示的時序圖描述本揭露實施例的溫度感測方法的一種範例，用於感測第4圖所示的顯示裝置102中各像素結構P’的溫度，但本揭露實施例並非以此為限。

類似地，可透過從溫度感測單元20’得到一讀取值，將此讀取值與一參考值進行比較以得到一變化值，並透過此變化值獲得個別像素結構P’的溫度。舉例來說，如第6圖所示，在遮沒區間之外，可使用溫度供應訊號控制裝置7持續提供一寫入訊號SW_TAS至每個像素結構P’的溫度感測單元20’。舉例來說，溫度供應訊號控制裝置7可提供一電壓，使得溫度感測單元20’的溫度感測電容器23’產生一電容。

同時，使用溫度感測控制裝置9在一特定時段內持續提供一讀取訊號SW_TS_N，以從溫度感測單元20’持續得到讀取值。舉例來說，溫度感測控制裝置9可提供一電壓，以得到溫度感測開關元件21’與溫度感測開關元件22’的漏電流值。

最後，將讀取值與一參考值進行比較，以得到一變化值，並透過此變化值獲得像素結構P’的溫度。舉例來說，可將常溫(例如，攝氏25度)下溫度感測單元20’的溫度感測開關元件21’與溫度感測開關元件22’的漏電流值作為一參考值，而溫度感測控制裝置9提供讀取訊號SW_TS_N後得到的漏電流值為讀取值，將參考值減去讀取值即可得到各像素結構P’在經過此特定時段後的漏電流變化。

由於在不同的溫度下溫度感測開關元件21’與溫度感測開關元件22’的漏電流變化不同，因此，可透過各像素結構P’的漏電流變化得知像素結構P’的溫度。因而，可對不同溫度像素結構P’(例如，像素結構P31’與像素結構P3N’)進行不同的電流補償，使顯示裝置102呈現良好的顯示品質。

第7圖顯示根據本揭露又一實施例的顯示裝置104的部分示意圖。類似地，第7圖是繪示顯示裝置104中各部件的電性連接關係，並非顯示裝置104的實際結構，且可能省略部分部件。

顯示裝置104具有與第1圖所示的顯示裝置100類似的結構。其不同之處的其中之一在於，並非像素陣列的每個像素結構P都包含一顯示單元10及一溫度感測單元20。舉例來說，如第7圖所示，位於像素陣列第三列第一行的像素結構P31包含一顯示單元10及一溫度感測單元20，而位於像素陣列第三列第N行的像素結構P3N’’只包含顯示單元10而不包含溫度感測單元20。

由於鄰近的像素結構P可能具有相同或相近的溫度，因此溫度感測單元20可以固定/非固定的週期排列方式設置於特定的像素結構P中，可進一步降低像素結構P中的元件密度。

參照第7圖，在一些實施例中，顯示裝置104更包含一溫度掃描電路8，溫度掃描電路8電性連接於每個像素結構P的溫度感測單元20。亦即，每個像素結構P的溫度感測單元20不與對應的顯示單元10共用同一條掃描線，可獨立由溫度掃描電路8的閘極(GTS₁、GTS₂、GTS₃...GTS_M)控制。

第8圖繪示顯示裝置104的操作時序圖。以下將透過第8圖所示的時序圖描述本揭露實施例的溫度感測方法的一種範例，用於感測第7圖所示的顯示裝置104中各像素結構P的溫度，但本揭露實施例並非以此為限。

如第8圖所示，類似地，由於在不同的溫度下的電容變化不同，因此，可透過各像素結構P的電容變化得知像素結構P的溫度。如第7圖與第8圖所示，溫度感測開關元件21對溫度感測電容器Csen_31提供前端給電路徑，當溫度升高，液晶電容變大。舉例來說，如第8圖所示，位於像素陣列第三列第一行的像素結構P31的電容變化為△Csen_31，因此可對像素結構P31進行電流補償，使像素結構P31呈現良好的顯示品質。

承上述說明，本揭露實施例的像素結構包含溫度感測單元，可用於即時感測像素結構的溫度。此外，使用此像素結構的顯示裝置也可透過本揭露實施例提供的一種溫度感測方法，得到顯示裝置各(不同)區域的即時溫度，以進一步調整此區域的參數(例如，電壓)，藉此達到良好的顯示品質。

以上概述數個實施例的部件，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。

整份說明書對特徵、優點或類似語言的引用，並非意味可以利用本揭露實現的所有特徵和優點應該或者可以在本揭露的任何單個實施例中實現。相對地，涉及特徵和優點的語言被理解為其意味著結合實施例描述的特定特徵、優點或特性包括在本揭露的至少一個實施例中。因而，在整份說明書中對特徵和優點以及類似語言的討論可以但不一定代表相同的實施例。

再者，在一個或多個實施例中，可以任何合適的方式組合本揭露的所描述的特徵、優點和特性。根據本文的描述，相關領域的技術人員將意識到，可在沒有特定實施例的一個或多個特定特徵或優點的情況下實現本揭露。在其他情況下，在某些實施例中可辨識附加的特徵和優點，這些特徵和優點可能不存在於本揭露的所有實施例中。

100,102,104:顯示裝置 3:掃描電路 5:資料電路 7:溫度供應訊號控制裝置 8:溫度掃描電路 9:溫度感測控制裝置 10,10’:顯示單元 11,11’:像素開關元件 113,115:連接電極 13,13’:顯示元件 131,132:像素電極 133:液晶顯示層 135:濾光層 137:遮光層 139:光間隔物 20,20’:溫度感測單元 21,21’,22’:溫度感測開關元件 23’:溫度感測電容器 30:蓋板 40:絕緣層 Clc_31,Clc_3N:儲存電容器 Csen_31,Csen_3N:溫度感測電容器 Cst_31,Cst_3N:液晶電容器 G ₁,G ₂,G ₃,G _M,GTS ₁,GTS ₂,GTS ₃,GTS _M:閘極 P,P31,P3N,P’,P31’,P3N’,P3N’’:像素結構 SW_TAS:寫入訊號 SW_TS_N:讀取訊號 ΔCsen_31,ΔCsen_3N:電容變化

以下將配合所附圖式詳述本揭露實施例。應注意的是，各種特徵部件並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，元件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本揭露實施例的技術特徵。第1圖顯示根據本揭露一實施例的顯示裝置的部分示意圖。第2圖顯示根據本揭露一實施例的像素結構的部分剖面圖。第3圖繪示顯示裝置的操作時序圖。第4圖顯示根據本揭露另一實施例的顯示裝置的部分示意圖。第5圖顯示根據本揭露另一實施例的像素結構的部分剖面圖。第6圖繪示顯示裝置的操作時序圖。第7圖顯示根據本揭露又一實施例的顯示裝置的部分示意圖。第8圖繪示顯示裝置的操作時序圖。

100:顯示裝置 3:掃描電路 5:資料電路 7:溫度供應訊號控制裝置 9:溫度感測控制裝置 10:顯示單元 11:像素開關元件 20:溫度感測單元 21:溫度感測開關元件 Clc_31,Clc_3N:儲存電容器 Csen_31,Csen_3N:溫度感測電容器 Cst_31,Cst_3N:液晶電容器 P,P31,P3N:像素結構 SW_TAS:寫入訊號 SW_TS_N:讀取訊號

Claims

一種像素結構，包括：一顯示單元，包括：一像素開關元件；及一顯示元件，電性連接於該像素開關元件；以及一溫度感測單元，包括：複數個溫度感測開關元件，且每該溫度感測開關元件的源極/汲極彼此電性連接且每該溫度感測開關元件的閘極與不同的掃描線電性連接；及一溫度感測電容器，電性連接於該複數個溫度感測開關元件。
如請求項1之像素結構，其中該顯示元件為一自發光元件。
如請求項2之像素結構，其中該自發光元件包括有機發光二極體或微型發光二極體。
如請求項1之像素結構，其中該顯示元件包括：一像素電極，電性連接於該像素開關元件；及一液晶顯示層，設置於該像素電極之上並覆蓋該像素電極。
如請求項4之像素結構，其中該顯示元件更包括：一濾光層，設置於該液晶顯示層之上。
如請求項4之像素結構，其中該顯示元件更包括：一遮光層，設置於該液晶顯示層之上。
一種顯示裝置，包括：一像素陣列，包括複數個如請求項1~6中任一項之像素結構；一掃描電路與一資料電路，電性連接於每該像素結構的顯示單元；以及一溫度供應訊號控制裝置與一溫度感測控制裝置，電性連接於每該像素結構的溫度感測單元。
如請求項7之顯示裝置，其中該掃描電路電性連接於每該像素結構的溫度感測單元。
如請求項7之顯示裝置，更包括：一溫度掃描電路，電性連接於每該像素結構的溫度感測單元。
一種溫度感測方法，用於感測如請求項1~6中任一項之像素結構的溫度，該溫度感測方法包括：使用一溫度供應訊號控制裝置提供一寫入訊號至該溫度感測單元；使用一溫度感測控制裝置提供一讀取訊號，以從該溫度感測單元得到一讀取值；以及將該讀取值與一參考值進行比較，以得到一變化值，並透過該變化值獲得該像素結構的溫度。
如請求項10之溫度感測方法，其中該變化值包括該溫度感測電容器的一電容差值或該溫度感測開關元件的一漏電流變化值。
如請求項10之溫度感測方法，其中在使用該溫度供應訊號控制裝置提供該寫入訊號至該溫度感測單元的步驟之後，經過一特定時段，才執行使用該溫度感測控制裝置提供該讀取訊號。
如請求項10之溫度感測方法，其中使用該溫度感測控制裝置提供該讀取訊號持續一特定時段。