專利名稱：光感測顯示裝置及其顯示面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種顯示裝置及其顯示面板，且特別是有關(guān)于一種以虛子像 素感測周圍環(huán)境亮度之光感測顯示裝置及其顯示面板。
(2)
背景技術(shù)：
外在環(huán)境對于顯示裝置的顯示效果具有相當?shù)挠绊憽＠缭诿髁恋耐庠诠庠?下，畫面較為明亮。但在較黑暗的環(huán)境下，卻會出現(xiàn)波紋現(xiàn)象，且畫面太亮容易造 成眼睛疲勞。黑暗色影像的黑色浮動現(xiàn)象非常明顯，影像對比則大幅度降低。而畫 面較黑暗，色彩表現(xiàn)又不夠亮麗。因此， 一般顯示裝置可以外掛一光感測組件，用 以檢測周圍環(huán)境之亮度，以調(diào)整畫面的明亮，提高使用者視覺舒服程度。
在現(xiàn)有美國專利US5831693中，其揭露有多個光感測組件分別座落于顯示面 板之非顯示區(qū)(VA)的四個端點，需通過顯示裝置系統(tǒng)提供之運算放大電路，將光 感測組件輸出之光電流放大。因此，會造成系統(tǒng)復(fù)雜化及成本增加的情形。又，光 感測組件于VA區(qū)中之開孔將會占用多余面積，而且影響顯示裝置的視覺美觀。
此外，在中華民國專利TW575849中，其揭露一種可調(diào)式薄膜晶體管液晶顯示 器。藉由至少一設(shè)置于下基板之周圍區(qū)域中的薄膜晶體管當作一光感測組件，以檢 知一環(huán)境光源之亮度。相當類似于美國專利US5831693所提出之設(shè)計，同樣會面臨 上述種種之問題。
也就是說，美國專利US5831693及中華民國專利TW575849包括占用額緣面積 過大、走線空間浪費且復(fù)雜、開口區(qū)過大易使視覺美觀受影響以及因點狀式排列造 成受光角度無法全面之問題存在。
另外，在現(xiàn)有日本專利號11-125841中，其于每一子像素中，布局兩個薄膜 晶體管(ThinFilmTransistor， TFT); —為顯示畫面用，另一為用以于感光后傳送 光數(shù)據(jù)電流。其中，光感測組件是放置于子像素中，使得顯示區(qū)子像素走線錯綜復(fù)
雜，且單一子像素中布局個別之感測組件，會使開口率降低。再者，其于TFT基板 制程上再沈積一光電半導(dǎo)體作以光電轉(zhuǎn)換之用，會造成制程復(fù)雜度提高，使成本提 升。其將光感測組件設(shè)置于顯示區(qū)之用以顯示畫面的子像素中，再利用拉線布局將 控—制信號線拉出以供使用。此種設(shè)計方式易造成用以顯示畫面之子像素內(nèi)幵口率降 低、顯示區(qū)內(nèi)部走線設(shè)計交錯復(fù)雜之問題存在。
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發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種光感測顯示裝置及其顯示面板， 充分利用位于顯示區(qū)之虛子像素位置進行感測組件設(shè)計?？杀苊忾_孔區(qū)過大造 成的美觀問題獲得改善及感光角度較為全面，可有效提升感光效率。
根據(jù)本發(fā)明的一第一目的，提出一種光感測顯示裝置，包括一顯示面板及 一光感測控制器。顯示面板包括一顯示區(qū)、 一非顯示區(qū)、多個子像素及至少一 虛子像素。非顯示區(qū)系環(huán)繞顯示區(qū)設(shè)置。此些子像素系設(shè)置于顯示區(qū)內(nèi)，用以 顯示畫面。又，此虛子像素也是設(shè)置于顯示區(qū)內(nèi)，并具有一光感測組件。光感 測控制器與光感測組件耦接。
根據(jù)本發(fā)明的一第二目的，提出一種顯示面板，可用以感測照光強度，并 與光感測控制器電性連接，顯示面板包括一顯示區(qū)、 一非顯示區(qū)、多個子像素 ^至少一虛子像素。非顯示區(qū)系環(huán)繞顯示區(qū)設(shè)置。此些子像素設(shè)置于顯示區(qū)內(nèi)， 用以顯示畫面。此虛子像素設(shè)置于顯示區(qū)內(nèi)，并具有一光感測組件，用以感測 照光強度，并輸出一光感測信號至此光感測控制器。
為讓本發(fā)明之上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實
施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下
(4)


圖1繪示依照本發(fā)明一較佳實施例的光感測顯示裝置之示意圖。 國2繪示圖1的顯示面板中虛子像素的連接示意圖。 圖3繪示照光強度與光電流(導(dǎo))值的關(guān)系圖。 信號
(5)具體實施方式
請同時參照圖1、 2所示，圖1繪示依照本發(fā)明一較佳實施例的光感測顯 示裝置之示意圖，圖2繪示圖1的顯示面板中虛子像素的連接示意圖。如圖1、
2所示，光感測顯示裝置300包括一顯示面板310及一光感測控制器320。顯 示面板310包括一顯示區(qū)AA、 一非顯示區(qū)VA、多個子像素pi及至少一個虛子 像素(dummysub-pixel) du，例如有多個虛子像素du。非顯示區(qū)VA系環(huán)繞顯示 區(qū)AA設(shè)置。子像素pi系設(shè)置于顯示區(qū)AA內(nèi)，用以顯示畫面。各虛子像素du 內(nèi)有一光感測組件，其用以感測照光強度，并輸出光感測信號S1。非顯示區(qū)VA 上則配置數(shù)據(jù)驅(qū)動器SD及掃描驅(qū)動器GD以控制子像素pi顯示畫面。
光感測控制器320與各虛子像素du之光感測組件500耦接，并接收光感 測信號Sl以處理，例如調(diào)整背光模塊之光源亮度。各具有光感測組件500之 虛子像素du，其光感測組件500與光感測控制器系具有多種連接方式。于本實 施例中，此些光感測組件500系以串聯(lián)互相連結(jié)，再與光感測控制器320電性 連接。例如，每個虛子像素du之光感測組件500是由一薄膜晶體管 (ThinFilmTransistor， TFT)所形成，每一個薄膜晶體管之柵極通過一控制 線G連接至光感測控制器320。每一個薄膜晶體管之源極通過一控制線S連接 至光感測控制器320。每一個薄膜晶體管之漏極通過一控制線D連接至光感測 控制器320。其中，薄膜晶體管之通道層可以是單晶硅、多晶硅(poly-Si)或 非晶硅(a-Si)，用g感光。另外，亦以各光感測組件500分別與光感測控制 器320電性連接。又，各光感測組件500可以分區(qū)方式分別與光感測控制器320 電性連接。其中，光感測控制器320亦可與數(shù)據(jù)驅(qū)動器SD或掃描驅(qū)動器GD整 合在一起。需要注意的是，光感測控制器320可以選擇性地根據(jù)所有或部分之 光感測組件500所輸出的光感測信號判斷周圍環(huán)境之亮度。
顯示面板310于本實施例為薄膜晶體管(ThinFilmTransistor)液晶顯示面 板，顯示面板310更包括一薄膜晶體管基板、 一彩色濾光片基板及一液晶層。 子像素Pi及麼子像素du系設(shè)置于薄膜晶體管基板上，液晶層設(shè)置于薄膜晶體 管基板及彩色濾光片基板之間。 一般而言，薄膜晶體管基板包含一主動矩陣像 素數(shù)組(activematrixpixelarray)，主動矩陣像素數(shù)組具有許多子像素。其 中，在顯示面板310最外圍之子像素，即主動矩陣像素數(shù)組最外圍之子像素， 定義為虛子像素du，其不會與子像素pi有電性連接之關(guān)系，且其不會被動作
而顯示畫面。也就是說，虛子像素du并不會受到數(shù)據(jù)驅(qū)動器SD及掃描驅(qū)動器 GD之驅(qū)動，但子像素Pi會受到數(shù)據(jù)驅(qū)動器SD及掃描驅(qū)動器GD之驅(qū)動。而于 本發(fā)明之概念下，將全部、部分或至少一個之虛子像素du加入光感測組件500， 而為圖1中之虛子像素du。而虛子像素du，可依設(shè)計者之需求，可調(diào)整在顯 示面板310之配置位置，而達到較佳之全面感光效果。如于圖2中，具光感測 組件500之虛子像素du配置于顯示區(qū)AA之四側(cè)。
在本實施例中，具光感測組件500之虛子像素du可連續(xù)或非連續(xù)地配置 于顯示區(qū)AA之三側(cè)。此外，具光感測組件500之虛子像素du亦可連續(xù)或非連 續(xù)地配置于顯示區(qū)AA之相鄰二側(cè)或相對二側(cè)。另外，具光感測組件500之虛 子像素du亦可連續(xù)或非連續(xù)地配置于顯示區(qū)AA之一側(cè)。
由于，太陽輻射之光譜，主要是以可見光為中心，其分布范圍從0.3微米 "m)之紫外光到數(shù)微米之紅外光為主，若換算成光子的能量，則約在0.4電 子伏特(eV)到4eV之間，當光子的能量小于半導(dǎo)體的能隙(energybandgap)， 則光子不被半導(dǎo)體吸收，此時半導(dǎo)體對光子而言是透明的。當光子的能量大于 半導(dǎo)體的能隙，則相當于半導(dǎo)體能隙的能量將被半導(dǎo)體吸收，產(chǎn)生電子-電洞 對，而其余的能量則以熱的形式消耗掉。因此制作光感測組件500之材料的能 隙，必須要能有效地產(chǎn)生電子-電洞對。
:般來說，理想的光感測組件500材料必須具備有下列特性
1. 能隙在1. leV到1. 7eV之間。
2. 直接能隙半導(dǎo)體。
3. 組成的材料無毒性。
4. 可利用薄膜沉積的技術(shù)，并可大面積制造。
5. 有良好的光電轉(zhuǎn)換效率。
而巳知硅的能隙為1.12eV，且是地球上蘊含量第二豐富的元素，因此在光 感測材^4的使用上較被接受。又，硅原子依據(jù)不同的結(jié)晶方式，可區(qū)分成單晶 硅、多晶硅及非鼎硅。單晶硅及多晶硅的光電轉(zhuǎn)換效率較高且性截穩(wěn)定，但非 晶ra光的吸收性比硅強約500倍，所以對非晶硅而言，只需要薄薄的一層就 可以把光子的能量有效的吸收；而且可大面積低溫沉積在價格較便宜的玻璃、 陶瓷或是金屬等基板上，如此可以節(jié)省大量的材料成本。
當a-Si材料受光照射后會產(chǎn)生電子電洞對，此受光之復(fù)合 (Recombination)作用提供大量的移動載子而提升其光電導(dǎo)(Photoconductivity) 。請參照圖3，其繪示照光強度與光電流(導(dǎo))值之關(guān)系圖。一 般受光照射后之光電導(dǎo)大小則與照射強度成正比，亦照光愈強光電導(dǎo)愈大。因 此，本發(fā)明以a-SiTFT作為主要的感光組件，但是不局限于此，亦可使用多晶 硅、單晶硅等基板進行設(shè)計。
于本發(fā)朋之概念中，若使用a-Si作為光感測組件500之信道層時，雖然 其受光特性相當敏銳，但由于a-Si薄膜晶體管的載子移動率很低(約 0. 5 lcra2/V-s)，如要提供足夠大的電流給系統(tǒng)端作應(yīng)用，則必須將組件W/L 值(布局面積)增加方可達成。
舉一實例說明，若顯示面板310之分辨率為176XRGBX220 (如1. 9吋之 面板)，且每一虛子像素可布局的光感測組件500大小之長寬比，即W/L=300/5， 因此，有(176*3+2)*2+220*2=1500個虛子像素，共計整體感測組件最大可設(shè)計 之長寬比為(1500*300)/5=450000/5。
若是將光感測組件500面積布局變大；則對現(xiàn)有專利US5， 831， 693及及中 華民國專利TW575849而言，由于是以一個一個點狀式分布，加上必須為光傳 感器作開孔，才能讓光感測組件500接受外界光之照射。因此若于相同條件下， 現(xiàn)有專利US5， 831， 693之光傳感器布局面積增大，則勢必會使外殼開孔面積變 大，將使視覺美觀問題浮現(xiàn)。因此，本發(fā)明不僅可以避免開孔區(qū)過大所造成之 美觀不良問題而獲得改善。由于利用條狀布局，對于感光角度較為全面，可有 效提升感光效率，有別于現(xiàn)有專利US5,831，693及及中華民國專利TW575849 之點感測設(shè)計。另外，因為將布局位置拉至顯示區(qū)的最外圍區(qū)域，因此可以降 低額緣面積及走線復(fù)雜的情形發(fā)生。
本發(fā)明相對于日本專利專利號11-125841而言，則是利用顯示區(qū)之虛子像 素進行控制信號線布局，較無拉線跨接且復(fù)雜之問題存在，對于顯示區(qū)內(nèi)部用 以顯示畫面之子像素顯示資料之影響也較小。
光感測組件500之驅(qū)動，于圖l之實施例中，系統(tǒng)一由光感測控制器320 驅(qū)動，亦可個別地由一個光感測控制器32D驅(qū)動。或者是，幾個光感測組件500 由一個光感測控制器320驅(qū)動。而于實標應(yīng)用時，光感測控制器320有可能與
數(shù)據(jù)驅(qū)動器SD或掃描驅(qū)動器GD整合。亦或光感測控制器320與數(shù)據(jù)驅(qū)動器SD 及掃描驅(qū)動器GD為一整合控制器。其上述情況，皆于本發(fā)明之范疇內(nèi)。
本發(fā)明上述實施例所揭露之光感測顯示裝置及其顯示面板，充分利用位于 顯示區(qū)之虛子像素位置進行感測組件設(shè)計。可避免開孔區(qū)過大造成的美觀問 題。且由于利用條狀布局，對于感光角度較為全面，可有效提升感光效率。另 外，因為將布局位置拉至顯示區(qū)的最外圍區(qū)域，因此可以降低額緣面積及走線 復(fù)雜的情形發(fā)生。且于顯示區(qū)內(nèi)部子像素顯示資料的影響也較小。在既有制程 下，整合感光組件于顯示裝置，提高可攜式電子裝置(如手機或個人數(shù)字助理) 附加價值。再者，在不同驅(qū)動器之應(yīng)用，搭配不同感光布局模式，達到降低傳 輸信號損失情形發(fā)生。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本 發(fā)明。任何本案所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍 內(nèi)，當可作各種之更動與潤飾。因此本發(fā)明之保護范圍當視后附之申請專利范 圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種光感測顯示裝置，包括一顯示面板，包括一顯示區(qū)；一非顯示區(qū)，系環(huán)繞該顯示區(qū)設(shè)置；多個子像素，設(shè)置于該顯示區(qū)內(nèi)，用以顯示畫面；及至少一虛子像素，設(shè)置于該顯示區(qū)內(nèi)，并具有一光感測組件；以及一光感測控制器，與該光感測組件耦接。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該顯示面板更包括多個該虛子 像素，該些光感測組件以串聯(lián)互相連結(jié)，并與該光感測控制器電性連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該顯示面板更包括多個該虛子 像素，該些光感測組件分別與該光感測控制器電性連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該顯示面板更包括多個該虛子 像素，該些光感測組件以分區(qū)之方式分別與該光感測控制器電性連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該顯示面板更包括多個該虛子 像素，該些虛子像素系連續(xù)或非連續(xù)地設(shè)置于該顯示區(qū)至少之一側(cè)。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該光感測組件是一薄膜晶體管， 該薄膜晶體管之通道層是由單晶硅、多晶硅或非晶硅至少其中之一構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該顯示面板更包括一薄膜晶體 管基板、 一彩色濾光片基板及一液晶層，該液晶層是設(shè)置于該薄膜晶體管基板 及該彩色濾光片基板之間，該些子像素及該虛子像素系設(shè)置于該薄膜晶體管基 板上。
8. —種顯示面板，可用以感測照光強度，并與一光感測控制器電性連接，該顯示面板包括 一顯示區(qū)；一非顯示區(qū)，系環(huán)繞該^示區(qū)設(shè)置；多個子像素，設(shè)置于該顯示區(qū)內(nèi)，用以顯承畫面；以及至少一虛子像素，設(shè)置于該顯示區(qū)內(nèi)，并具有一光感測組件，用以感測照 光強度，并輸出一光感測信號至該光感測控制器。
9. 如權(quán)利要求8所述的顯示面板，其特征在于更包括多個該虛子像素， 該些光感測組件是以串聯(lián)互相連結(jié)，并與該光感測控制器電性連接。
10. 如權(quán)利要求8所述的顯示面板，其特征在于更包括多個該虛子像素，該些光感測組件是分別與該光感測控制器電性連接。
11. 如權(quán)利要求8所述的顯示面板，其特征在于更包括多個該虛子像素， 該些光感測組件是以分區(qū)方式分別與該光感測控制器電性連接。
12. 如權(quán)利要求8所述的顯示面板，其特征在于更包括多個該虛子像素， 該些虛子像素系連續(xù)或非連續(xù)地設(shè)置于該顯示區(qū)至少之一側(cè)。
13.如權(quán)利要求8所述的顯示面板，其特征在于t中該光感測組件是一薄膜 晶體管，該薄膜晶體管的通道層系由單晶硅、多晶硅或非晶硅至少其中之一構(gòu) 成。
14.如權(quán)利要求8所述的顯示面板，其特征在于更包括一薄膜晶體管基板、 一彩色濾光片基板及一液晶層，該液晶層是設(shè)置于該薄膜晶體管基板及該彩色 濾光片基板之間，該些子像素及該虛子像素是設(shè)置于該薄膜晶體管基板上。
全文摘要
一種光感測顯示裝置，包括一顯示面板及一光感測控制器。顯示面板包括一顯示區(qū)、一非顯示區(qū)、多個子像素及至少一虛子像素。非顯示區(qū)系環(huán)繞顯示區(qū)設(shè)置。此些子像素是設(shè)置于顯示區(qū)內(nèi)，用以顯示畫面。另外，此虛子像素也是設(shè)置于顯示區(qū)內(nèi)，并具有一光感測組件。光感測控制器與光感測組件耦接。
文檔編號G02F1/13GK101097303SQ200610094690
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者紀俊吉, 羅新臺, 蔡宛真, 許景富 申請人:勝華科技股份有限公司