液晶顯示裝置及其顯示亮度調節方法

專利名稱：液晶顯示裝置及其顯示亮度調節方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示裝置及其顯示亮度調節方法。
背景技術：
液晶顯示裝置因為具有低輻射性、體積輕薄短小和耗電低 等特點，現已廣泛應用于手機、個人數字助理、筆記本電腦、 臺式電腦和電視等領域。液晶顯示裝置作為一種顯示裝置，其 顯示亮度是一個主要性能參數。為了滿足不同情形的顯示亮度 需求，需要對液晶顯示裝置的亮度進行調整。例如，在光線比 較暗的室內，需要將液晶顯示裝置調整到相對較低的顯示亮度， 以避免過高亮度對觀看者眼睛的傷害。通常可通過驅動一暴露 于環境光中的非晶硅薄膜晶體管，以產生 一 對應環境光照度的 光電流，并通過 一 處理單元接收該光電流，經處理后輸出與光 電流強度對應的環境光強度信號至 一 亮度調節單元，亮度調節 單元依據環境光強度信號適當調節液晶顯示裝置的亮度。
然而，該液晶顯示裝置通過單 一 的非晶硅薄膜晶體管感測 各種照度的環境光，其易因長時間暴露在環境光之中并被驅動 而導致非晶硅薄膜晶體管產生內部結構缺陷，其光電轉換效率 降低，造成在同 一 環境光之中該非晶硅薄膜晶體管所輸出的光 電流衰減，從而依據該光電流調節液晶顯示裝置亮度的可靠性 降低。

發明內容
為了解決現有技術液晶顯示裝置調節顯示亮度可靠性不高 的問題，有必要提供 一 種調節顯示亮度可靠性較高的液晶顯示裝置。
為了解決現有技術液晶顯示裝置顯示亮度調節可靠性不高 的問題，還有必要提供 一 種可靠性較高的液晶顯示裝置的顯示 亮度調節方法。
一種液晶顯示裝置，其包括一感光裝置、 一處理單元和一 亮度調節單元。該感光裝置包括至少兩個感光單元。該處理單 元依據環境光照度對應選擇驅動其中的 一 感光單元，使該感光 單元輸出 一 感測信號，該處理單元依據該感測信號相應輸出一 亮度調節信號。該亮度調節單元依據該亮度調節信號調節該液 晶顯示裝置的顯示亮度。
一種液晶顯示裝置的顯示亮度調節方法，使用該顯示亮度 調節方法的液晶顯示裝置包括一感光裝置、 一處理單元和一亮 度調節單元，該感光裝置包括至少兩個感光單元，該亮度調節 方法包括如下步驟該處理單元依據環境光照度對應選擇驅動
其中的 一 感光單元，使該感光單元輸出 一 感測信號；該處理單 元依據該感測信號相應輸出 一 亮度調節信號；該亮度調節單元 依據該亮度調節信號調節該液晶顯示裝置的顯示亮度。
與現有技術相比，本發明的液晶顯示裝置及其顯示亮度調 節方法采用 一 處理單元依據環境光照度選擇驅動至少兩個感光 單元的其中 一 個，當該液晶顯示裝置分別置于不同環境光照度 的環境中時，即可以選擇驅動不同的感光單元，從而 一 定程度 減少單個感光單元被驅動的時間，減少感光單元因長時間被驅 動而光電轉換效率降低的機率，使得依據該感光裝置所輸出感 測信號調節顯示亮度的可靠性較高。


圖1是本發明液晶顯示裝置第一實施方式的結構示意圖。
圖2是圖1所示感光裝置的放大剖視圖。
圖3是圖2所示感光裝置的電路結構示意圖。
圖4是圖1所示液晶顯示裝置的控制電路的方框圖。圖5是本發明液晶顯示裝置第二實施方式的結構示意圖。 圖6是本發明液晶顯示裝置第三實施方式的感光元件的示 意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1,是本發明液晶顯示裝置第一實施方式的結構示 意圖。該液晶顯示裝置2包括一感光裝置20、 一顯示區25、 一 框架22、 一支撐裝置26和一控制電路(圖未示)。該顯示區25 是一矩形區，其用于顯示畫面。該感光裝置20與該顯示區25 相鄰，其用于感測環境光的照度并輸出光感測信號。該控制電 路依據該感光裝置20輸出的光感測信號輸出對應的環境光照 度，并依據環境光照度相應調節該顯示區25的顯示亮度。該框 架22收容該感光裝置20 、該顯示區25和該控制電^各。該支撐 裝置26支撐該框架22。
請參閱圖2 ,是圖1所示感光裝置20的剖示放大圖。該感 光裝置20包括一第一基板23和相對該第一基板23的第二基板 24。該第一基板23朝向該第二基板24的一表面包括一第一感 光元件260、 一第二感光元件262、 一第三感光元件264、 一第 四感光元件266、 一第五感光元件267和一補償元件27。該第 二基板24朝向該第一基板23的表面包括一黑矩陣240和與該 黑矩陣240間隔設置的一第一透光元件245、 一第二透光元件 246、 一第三透光元件247和一第四透光元件248。該第一基板 23和該第二基板24之間填充有 一液晶層(圖未示)。
該多個透光元件是將顏料和感光劑等混入樹脂所形成的彩 色光刻膠層，且該第一透光元件245、該第二透光元件246、該 第三透光元件247和該第四透光元件248的透光率依次遞增并 且小于該第二基板24的透光率。例如，該第一透光元件245、 該第二透光元件246、該第三透光元件247和該第四透光元件 248和該第二基板24的透光率分別為百分之二十、百分之四十、 百分之六十、百分之八十和百分之百。通過調整顏料的濃度、色彩或透光元件的厚度均可控制各透光元件的透光率。
該補償元件27是 一 非晶硅薄膜晶體管，其對應于該黑矩陣 240 ，從而其因為該黑矩陣240的遮擋而無法接受環境光的照射。 該第 一感光元件260、該第二感光元件262、該第三感光元件264、 該第四感光元件266和該第五感光元件267分別是 一 非晶珪薄 膜晶體管，其分別對應該第一透光元件245、該第二透光元件 246、該第三透光元件247、該第四透光元件248和位于該黑矩 陣240間的第二基板24 ，從而該感光裝置20處于同 一 照度的環 境光時，光線分別穿過該第 一透光元件245、該第二透光元件 246、該第三透光元件247、該第四透光元件248和該第二基板 24而照射該第 一 感光元件260 、該第二感光元件262 、該第三感 光元件264、該第四感光元件266和該第五感光元件267, ^使該 第一感光元件260、該第二感光元件262、該第三感光元件264、 該第四感光元件266和該第五感光元件267所接受的光照量依 次遞增。每一感光元件和對應的透光元件構成一感光單元。
該顯示區25包括多個用于控制畫面顯示的非晶硅薄膜晶體 管(圖未示)和與其對應的彩色濾光層(圖未示)，其分別設置于該 第 一基板23和該第二基板24表面，并分別與該顯示區25的感 光元件和透光元件一起形成。
請參閱圖3和圖4，圖3是圖2所示感光裝置20的電路結 構示意圖，圖4是該液晶顯示裝置的控制電路的方框圖。該第 一感光元件260、該第二感光元件262、該第三感光元件264、 該第四感光元件266和該第五感光元件267的漏極連接在一起 并經 一 第 一 電阻268接地，/人該共的漏才及即可測量光電壓Vp 。 該補償元件27用于產生 一 對比參考值。該補償元件27的柵極 和源極分別連接至 一 固定的棚-極電壓Vg和 一 固定的源極電壓 Vs ，其漏極經 一 第二電阻269 4妄地。該補償元件27在該4冊極電 壓Vg的作用下，在其源極與漏極之間產生 一 導電溝道，該源極 電壓驅動該導電溝道中的電子朝該漏極運動產生電流，電流經 該第二電阻269并在該漏極輸出該參考電壓Vr。該第二電阻269的電阻值等于該第 一 電阻268的電阻值。
該控制電路28包括一處理單元280和一 亮度調節單元288。 該處理單元280包括一差分放大器281、 一模/數轉換器282、 一 微處理器284和一存儲單元286。該差分放大器281的兩個輸入 端分別接收光電壓Vp和參考電壓Vr,并輸出該光電壓Vp與參 考電壓Vr的差值電壓△ V(未標示)。該模/數轉換器將該差值電 壓△ V轉換為相應的數字信號。
該存儲單元286是一個只讀存儲器，其存儲一第一查找表、 一第二查找表和一第三查找表。該第一查找表為每一感光元件 建立其光電壓Vp對應的數字信號與環境光照度間的關系。該第 二查找表建立環境光照度范圍與切換信號間的對應關系，該切 換信號選擇驅動與該環境光照度范圍相對應的 一 感光元件。該 第一感光元件260、該第二感光元件262、該第三感光元件264、 該第四感光元件266和該第五感光元件267分別對應照度依次 遞減的第 一 光照度范圍、第二光照度范圍、第三光照度范圍、 第四光照度范圍和第五光照度范圍，該五個環境光照度范圍依 次連續并構成該光感測電路的可感測范圍。如，設定可感測的 環境光照度范圍為1勒克斯(Lux ) -100000勒克斯，則將第一 光照度范圍、第二光照度范圍、第三光照度范圍、第四光照度 范圍和第五光照度范圍分別劃分為20001勒克斯-100000勒克 斯、2001勒克斯-20000勒克斯、501勒克斯-2000勒克斯、11 勒克斯-500勒克斯和1勒克斯-10勒克斯。該第三查找表建立 環境光照度與顯示亮度調節信號間的關系。
該微處理器284依據其接收的數字信號和該第 一查找表查 找對應該數字信號的環境光照度，并依據該環境光照度判斷其 所屬的環境光照度范圍，再在該第二查找表查找并輸出對應的 切換信號，以驅動與環境光照度范圍對應的 一 感光元件而關閉 其它感光元件。其中，該切換信號包括一第 一切換信號Vcl和 第二切換信號Vc2,其中，Vcl是該微處理器284輸出至該五個 感光元件柵極的數字序列，如"10000"，表示為該第 一 感光元件260提供柵極驅動電壓，第二切換信號Vc2輸出與第 一切換信號 Vc 1相同的數字序列至該五個感光元件的源極，表示同時為該第 一感光元件260提供源；f及驅動電壓，以驅動該第 一 感光元件260 在環境光照射下輸出感測信號。
當環境光照度屬于照度最強的第 一 環境光照度范圍內時， 該微處理器284輸出的第一切換信號Vcl經電平轉換后施加一 與柵極電壓Vg相等的高電平至該第 一感光元件260的柵極，使 其漏極與源極之間產生 一 導電溝道。因該第 一 感光元件260接 受光照射時可產生光生電子，其導電溝道中的電子數量相對于 該補償元件27導電溝道中的電子數量多，且電子數量隨光照照 度增強而增多。同時，該微處理器284輸出的第二切換信號Vc2 經電平轉換后施加 一 與源極電壓Vs相等的高電平至該第 一 感光 元件260的源極，以驅動該導電溝道中的電子向該漏極運動并 形成光電流，因導電溝道中的電子較多，其光電流大于該補償 元件27所產生的漏極電流，從而經該第 一 電阻268輸出的光電 壓Vp大于該參考電壓Vr，該光電壓Vp與該參考電壓Vr的差 值A V隨光照照度增大而增大。
因為該多個感光元件分別于不同的環境光照度范圍內被驅 動以輸出對應環境光的光電壓，即該處理單元280可隨環境光 照度的變化而選擇驅動不同的感光元件，從而可 一 定程度避免 單個感光元件在光照下接受過長時間的驅動。另外，因為該第 一感光元件260是對應該透光率最4氐的第 一透光元件245,環境 光照射至該第 一感光元件260時，因該第 一透光元件245僅讓 百分之二十的光照量通過，從而該第一感光元件260所接受的 光照照度較大程度降低，以保護該第一感光元件260不受強光 照射，從而該第 一 感光元件260產生內部結構缺陷的機率減小， 其穩定性較好。此時，其它感光元件因處于關閉狀態，其產生 內部結構缺陷的機率也可降低。
當環境光照度分別屬于第二光照度范圍、第三光照度范圍、 第四光照度范圍和第五光照度范圍時，則微處理器284分別驅動該第二感光元件262、該第三感光元件264、該第四感光元件 266和該第五感光元件267，即該第一感光元件260、該第二感 光元件262、該第三感光元件264、該第四感光元件266和該第 五感光元件267分別負責感測20001勒克斯-100000勒克斯、 2001勒克斯-20000勒克斯、501勒克斯-2000勒克斯、11勒克 斯-500勒克斯和1勒克斯-10勒克斯照度范圍的環境光。如此， 可避免各感光元件接受照度過大的環境光照射，且當環境光照 度較弱時，驅動透光率較高的透光元件所對應的感光元件，可 保證有足夠光照量透過該透光元件照射該感光元件，使其可以 產生便于識別的光電壓。
該微處理器284依據該環境光照度和該第三查找表輸出一 對應環境光照度的顯示亮度調節信號至該亮度調節單元288。該 亮度調節單元288是一背光調節單元，其依據該顯示亮度調節 信號，通過調節背光亮度等方式將該顯示區25的顯示畫面調節 至與環境光相適應的亮度。
當該微處理器284在連續的預定的多個周期所輸出的第一 切換信號Vcl均未發生變化時，可認為該液晶顯示裝置2處于 一光照度較穩定的環境中。此時，該微處理器284間歇式驅動 該感光元件直至第 一切換信號Vcl發生變化，以避免該液晶顯 示裝置2長時間處于某 一 光照度范圍的環境時所對應的 一 感光 元件連續長時間被驅動，從而進 一 步避免感光元件因長時間被 驅動所產生的內部結構缺陷。
本發明液晶顯示裝置2具可切換式的光傳感器，通過該微 處理器284在不同環境光照度范圍內驅動不同的感光元件，可 一定程度避免單 一 感光元件于光照射下過長時間被驅動，從而 減少感光元件產生內部結構缺陷的機率，提高該感光裝置的穩 定性，從而使得該液晶顯示裝置2的可靠性較高。另外，因環 境光較強時驅動位于透光率較低的透光元件下的感光元件，使 感光元件接受適當照度的環境光照射，并依據該感光元件輸出 的光電壓調節該顯示區25的顯示亮度，避免作為感光元件的非晶硅薄膜晶體管因接受較強的環境光照射所產生的內部結構缺 陷，提高該非晶硅薄膜晶體管作為感光元件的穩定性，進而依 據該光傳感器輸出的信號調節顯示亮度的液晶顯示裝置2可靠 性較高。
請參閱圖5，是本發明液晶顯示裝置第二實施方式的示意 圖。該液晶顯示裝置3與液晶顯示裝置2大致相同，其主要區 別在于該框架32收容該顯示區35，該感光裝置30設置于該 框架32上，該顯示區35和該感光裝置30是相互獨立形成。
請參閱圖6，是本發明液晶顯示裝置第三實施方式的感光元 件的示意圖。該液晶顯示裝置與液晶顯示裝置2大致相同，其 區別在于每 一 感光元件分別由n2個非晶硅薄膜晶體管組成，
其中n=2、 3、 4......。該！12個非晶硅薄膜晶體管平均分為n組，
每一組的中的n個非晶硅薄膜晶體管的源極和漏極依次相連形 成串聯結構，并保留 一 獨立源極和 一 獨立漏極，每 一 組的獨立 漏極相連成為 一 等效漏才及D,每 一 組的獨立源4 L相連為 一 等效源 極S,該112個非晶硅薄膜晶體管的柵極連接成為一等效柵極G。 圖6以n=2，即四個(22)非晶硅薄膜晶體管為例。該等效柵極G、 該等效源極S和該等效漏極D即為該等效非晶硅薄膜晶體管的 柵極、源極和漏極，其與單個非晶硅薄膜晶體管特性基本相同， 且因為其串聯并聯結構使各非晶硅薄膜晶體管之間相互牽制， 單個非晶硅薄膜晶體管之間因具體結構和制程所產生的特性差 異此消彼長而產生中和作用，使得批量生產的各等非晶硅薄 膜晶體管之間特性差異較小，從而使得其量產性較佳。
然而，本發明并不限于上述實施方式所述，如該液晶顯示
裝置2也可以不包括該補償元件27和該差分》文大器281，而通
過該存儲單元286存儲一預設的Vr,且通過該微處理器284比
較該Vr和轉換為數字信號的Vp;該第一切換信號Vcl也可以
通過一開關元件將與該補償元件27柵極電壓Vg相等的電壓施
加至該感光元件的柵極，例如，通過控制 一 薄膜晶體管的開啟
將薄膜晶體管的源極電壓傳輸到與其漏極相連的該感光元件的柵極；該第 一 電阻268和該第二電阻269也可替換為 一 非晶硅 薄膜晶體管。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，其包括一感光裝置、一處理單元和一亮度調節單元，其特征在于該感光裝置包括至少兩個感光單元，該處理單元依據環境光照度對應選擇驅動其中的一個感光單元，使該感光單元輸出一感測信號，該處理單元依據該感測信號相應輸出一亮度調節信號，該亮度調節單元依據該亮度調節信號調節該液晶顯示裝置的顯示亮度。
2. 如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于該至少 兩個感光單元在同 一環境光照度下所接受的光照量互不相同。
3. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于每一感 光單元分別包括一個感光元件和對應該感光元件的一個透光元 件，環境光透過該透光元件照射該感光元件。
4. 如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于該透光 元件的透光率互不相同。
5. 如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于當該液 晶顯示裝置分別置于兩個不同照度的環境光之中，且該兩個不同 的環境光照度分別屬于不同的預設環境光照度范圍時，該處理單 元分別選擇驅動其中的一個感光元件，且在較強環境光照度時所 選擇驅動的一感光元件所對應透光元件的透光率比另 一感光元件所對應透光元件的透光率^f氐。
6. 如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于該感光 元件是非晶硅薄膜晶體管。
7. 如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于該至少 兩個感光元件的漏極相互連接并經 一 電阻接地，并于其漏極輸出 該感測信號，該處理單元輸出驅動信號至該感光元件的柵極和源 極。
8. 如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于每一感 光元件是由112個非晶硅薄膜晶體管等效而成，其中該112個非晶硅 薄膜晶體管分成n組，每一組的n個非晶硅薄膜晶體管的漏極與源極依次相連，并保留一自由源極和一自由漏極，并將各組的自 由源極分別連接成為一等效源極，將各組的自由漏極分別連接成 為一等效漏極。
9. 一種液晶顯示裝置的顯示亮度調節方法，使用該顯示亮度 調節方法的液晶顯示裝置包括一感光裝置、 一處理單元和一亮度 調節單元，該感光裝置包括至少兩個感光單元，該亮度調節方法 包括如下步驟該處理單元依據環境光照度對應選擇驅動其中的 一感光單元，使該感光單元輸出一感測信號；該處理單元依據該 感測信號相應輸出 一亮度調節信號；該亮度調節單元依據該亮度 調節信號調節該液晶顯示裝置的顯示亮度。
10. 如權利要求9所述的液晶顯示裝置的顯示亮度調節方法，其特征在于該至少兩個感光單元在同 一環境光照度下所接受的 光照量互不相同。
全文摘要
本發明涉及一種液晶顯示裝置及其顯示亮度調節方法。該液晶顯示裝置包括一感光裝置、一處理單元和一亮度調節單元。該感光裝置包括至少兩個感光單元。該處理單元依據環境光照度對應選擇驅動其中的一個感光單元，使該感光單元輸出一感測信號，該處理單元依據該感測信號相應輸出一亮度調節信號。該亮度調節單元依據該亮度調節信號調節該液晶顯示裝置的顯示亮度。該液晶顯示裝置調節顯示亮度的可靠性較高。
文檔編號G09G3/36GK101409049SQ20071012392
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月12日 優先權日2007年10月12日
發明者許福源 申請人:群康科技(深圳)有限公司;群創光電股份有限公司