CN101520581A - 显示装置及其显示基板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示装置及其显示基板。在显示装置中，光源可发射光线，而显示面板则显示影像。显示面板包括具有多个显示像素的显示区域，及围绕在显示区域且具有多个黑色像素的黑框。在每两相邻的黑色像素间具有一空隙，且光检测单元被整合进基板内部且配置于两邻接的黑色像素间的空隙下。

Description

显示装置及其显示基板
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其显示基板，且此基板能整合光电检测单元。
背景技术
在现代，电子显示装置在信息传输媒介的地位日趋重要，并且被广泛的应用在许多的信息装置及家电产器。上述的电子显示装置基于许多不同信息需求，不断的增加新的功能。
一般而言，电子显示装置显示并且传送信息。换言之，电子显示装置将电子装置输出的电子信息讯号转换成人类视觉可辨识的光学信息讯号。
电子显示装置一般可分成发射性显示装置及非发射性显示装置。发射性显示装置会发射光线以显示光学信息讯号，而非发射性显示装置则通过反射、散射及干射以显示光学信息讯号。发射性显示装置包括阴极射线管(cathode ray tube，简称CRT)、等离子体显示器(plasma display panel，简称PDP)、发光二极管(light emitting diode，简称LED)及电致发光显示器(electroluminescent display，简称ELD)。发射性显示装置又称为主动式显示装置。同样地，非发射性显示装置又称为被动式显示装置，其包括液晶显示(liquid crystal display，简称LCD)装置、电化显示(electrochemical display，简称ECD)装置、电泳式映像显示器(electrophoretic image display，简称EPID)。
随着半导体技术的发展，对新的电子显示装置的需求日益增加，以平面显示装置杰出的特色来说，例如具有厚度薄、视角广、低驱动电压及低消耗功率的优点。平面显示装置的制造可利用快速进步的半导体技术。
现在，固态光线发射体(例如：发光二极管)可作为电子显示装置的光源。由一个或多个固态光线发射器所组成的光源的问题是，其发光强度会由于温度的变化及元件的老化而产生变动。再者，固态光发射器的特性(以及发光体的性能)可能因制造批次而有所不同。因此，一个完善的发光系统(例如：显示器背光模块及照明系统)必须保持其光源的稳定，有些系统则必须去量测并调整光源的光线。
光电二极管可应用于互补式金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide semiconductor，简称CMOS)影像感测器，其是以CMOS工艺制造的，用以检测光线。因为光电二极管由形成于PNP或NPN结结构内，其埋入于基板内，此光电二极管被称为埋入式光电二极管。CMOS影像感测器的功率消耗低并且可以简单工艺来制造。此外，CMOS影像感测器可以与讯号处理电路一起形成在单一芯片上，使得它成为下个世代的影像感测器。
因此，显示装置最好能即时检测及调整从光源所发出光线的强度，及拥有低制造成本及节省电路面积的优势。
发明内容
本发明提供一种显示面板及其显示基板，在同一制造过程中，光检测单元与其他在此显示装置的内部电路被制造及整合进此显示面板。
在本发明的一实施例中，显示装置包括光源，用以发射光线；以及基板。基板包括显示区域，其具有许多显示像素；黑框，围绕此显示区域并且拥有许多的黑色像素，相邻的每两个黑色像素之间有空隙存在；以及光检测单元，形成在基板的表面并且位于两个邻接的黑色像素间的空隙之下。
在本发明的一实施例中，该黑色像素电性绝缘于显示像素。该基板更包括金属层，用以形成黑色像素。该基板更包括驱动电路，用以驱动黑色像素来显示一黑色影像；以及一控制电路，依据光检测单元以调整该光源所发出的光线。
在本发明的一实施例中，该显示装置为反射式硅基液晶(Liquid CrystalOn Silicon，简称LCoS)显示器。此外，该黑色像素跟光检测单元可在同一个工艺中制造出。该光检测单元包括一个或多个光电二极管。该光电二极管由该基板的阱-基板结所形成。或着，该光电二极管由该基板的扩散-基板结所形成。该光源包括一个或多个发光二极管。
在本发明的另一实施例中，显示装置包括具有许多显示像素的显示区域；一黑框，包围此显示区域并且拥有许多的黑色像素，在每两个相邻的黑色像素之间形成空隙.以及一光检测单元，形成在基板的表面并且配置在两个邻接的黑色像素间的空隙之下。
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。
附图说明
图1示出了根据本发明的一实施例的显示装置方块图。
图2示出了根据本发明实施例的基板120。
图3示出了本发明实施例的光电二极管整合进基板的示意图。
图4a及图4b示出了根据本发明实施例的光电二极管的两种实施方式。
附图符号说明
100：显示装置
110：光源
120：基板
121：光检测单元
122：控制电路
123：显示区域
130：发光二极管驱动器
201：讯号接脚
202：讯号处理电路
203：栅极驱动器
204：源极驱动器
205：黑框
206，207：缓冲器
211：黑色像素
301：光电二极管区域
401：N型阱
411：N型扩散区域
具体实施方式
以下将结合实施例的图示对本发明所提出的实施例进行详细说明。在各图示中所使用相同或相似的参考标号，是用来叙述相同或相似的部份。
图1示出了根据本发明的一实施例的显示装置方块图。请参照图1，根据本发明的一实施例显示装置100包括光源110、基板120及发光二极管驱动器130。在本实施例中，显示装置100比如为反射式硅基液晶(LCOS)显示器，且此基板比如为LCOS面板的硅基板为例，但不以此为限。
光源110用以发射光线。光源110包括多个发光二极管。此外，光源110可以包括红色、绿色、蓝色及/或白色发光二极管。
基板120包括光检测单元121、控制电路122及显示区域123。显示区域123具有多个显示像素。光源所输出的光线照射显示区域123。显示像素反射其入射光线并且显示影像给观赏者观看。
光检测单元121形成于基板120的表面。光检测单元121用以检测光源110所发出的光线并且转换检测结果为检测讯号Vout。光检测单元121包括最少一个光电二极管。此外，光电二极管在光检测单元121中是以一维或二维排列。此外，光检测单元121上的光电二极管可测量不同的光波长。
检测讯号Vout从光检测单元121传送到控制电路122。依据检测讯号Vout，控制电路122调整光源110所发出的光线。在实施例中，如图所示，控制电路122耦接发光二极管驱动器130并且通过此驱动器来控制光线的发射。此外，控制电路122操作有关于光检测单元121及光源110，并依据光检测单元121的检测来调整光源110所发出的光线。
更具体的说，光检测单元121中不同的光电二极管可量测不同的光波长，像是红光、绿光及蓝光波长。依照从光检测单元121所接收的检测讯号Vout，控制电路122分别调整光源110中红色、绿色及蓝色的发光二极管的发光强度。
图2示出了根据本发明的一实施例的显示基板120。请参照图2，基板120包括显示区域123、讯号接脚(pad)201、讯号处理电路202、栅极驱动器203、源极驱动器204及黑框205。在本实施例中，讯号接脚201、讯号处理电路202、栅极驱动器203、源极驱动器204及黑框205并不特别限制。
黑框205邻接在显示区域123的周围。换言之，黑框205围绕着显示区域123。黑框205具有多个黑色像素211。请参照图2，每两邻接的黑色像素211间有一空隙。光检测单元121放置于黑色像素211间的空隙底部。光源110发射的光线会穿越过黑色像素211间的空隙并到达光检测单元121。光检测单元121的检测结果经由缓冲器207放大成检测讯号Vout。
黑色像素211是由金属层所形成。源极驱动器204通过缓冲器206提供驱动电压Vdark来驱动黑色像素211，以显示黑色影像。换句话说，黑框中的黑色像素阻挡光源110所发出的光线，以避免反射光影响所显示的影像，并且只让少量的光线通过黑色像素211间的空隙。黑色像素211电性绝缘于显示区域123的显示像素。
更进一步来说，黑色像素211及光检测单元121中的光电二极管可以形成于同一工艺，例如CMOS工艺。此外，显示区域123中的显示像素、讯号接脚201、讯号处理电路202、栅极驱动器203及源极驱动器204是制造于同一个基板上，所以它们可以形成于同一工艺。据此，根据本发明的本实施例，整合光电二极管的基板可以缩小布局尺寸及成本。
图3示出了本发明的一实施例的光电二极管(PD)整合进基板示意图。请参照图3，其为配置于黑色像素211下方的光电二极管沿着图2的切线A至A’而得的横切面。光电二极管形成于基板120的表面。更进一步来说，光电二极管(PD)被配置于两黑色像素211间的空隙底部。更进一步来说，光电二极管(PD)的形成区域可称为光电二极管区域301。据此，从光源110所发出的光线通过此空隙并且被配置于空隙底部的光电二极管检测。
图4a及图4b示出了根据本发明的一实施例光电二极管的两个实施方式。在图4a，光电二极管由基板120的阱-基板结(well-substrate junction)所形成。阱-基板结形成于p型-基底120及N型阱401之间。换言之，在本实施例中，在图3光电二极管区域301是形成于N型阱401(其与P型基底120是不同导电型态)内，并且各个光电二极管由介于N-型阱401及基底120间的结所定义。
在图4b中，光电二极管是形成于基板120的扩散-基底结(diffusion-substrate junction)所形成。扩散-基底结形成于P型基底120及N型扩散区域411之间。换言之，在本实施例中，在图3光电二极管区域301是形成于N型扩散区域411(其与P型基底120是不同导电型态)内，并且各个光电二极管由介于N型扩散区域411及基底120间的结所定义。
如上所述，光电二极管被整合进显示装置的显示面板的基板中，所以光电二极管及显示装置中的其他电路可以在同一个工艺中形成。因此，根据实施例，显示装置的显示面板的制造成本低且电路尺寸小。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (20)

1.一种显示装置包括：
一光源，用以发射光线；以及
一基板，包括：
一显示区域，其具有多个显示像素；
一黑框，围绕在上述显示区域周围，上述黑框具有多个黑色像素，在每两个邻接的黑色像素之间具有一空隙；以及
一光检测单元，形成于上述基板的一表面，并且配置于上述两邻接的黑色像素间的上述空隙之下。
2.如权利要求1所述显示装置，其中上述黑色像素电性绝缘于上述显示像素。
3.如权利要求1所述显示装置，其中上述基板还包括一金属层，用以形成上述黑色像素。
4.如权利要求1所述显示装置，其中上述基板还包括一驱动电路，用以驱动上述黑色像素显示一黑色影像。
5.如权利要求1所述显示装置，其中上述基板还包括一控制电路，用以依照上述光检测单元调整上述光源的光线发射。
6.如权利要求1所述显示装置，其中上述显示装置为一反射式硅基液晶显示器。
7.如权利要求1所述显示装置，其中黑色像素及上述光检测单元形成于同一工艺。
8.如权利要求1所述显示装置，其中上述光检测单元为一光电二极管。
9.如权利要求8所述显示装置，其中上述光电二极管形成于上述基板的一阱-基板结。
10.如权利要求8所述显示装置，其中上述光电二极管形成于上述基板的一扩散-基板结。
11.如权利要求1所述显示装置，其中上述光源包括多个发光二极管。
12.一种显示面板包括：
一基板，包括：
一显示区域，其具有多个显示像素；
一黑框，围绕在上述显示区域周围，上述黑框具有多个黑色像素，在每两个邻接的黑色像素之间具有一空隙；以及
一光检测单元，形成于上述基板的一表面，并且配置于上述两邻接的黑色像素间的上述空隙之下。
13.如权利要求12所述显示面板，其中上述黑色像素电性绝缘于上述显示像素。
14.如权利要求12所述显示面板，其中上述基板还包括一金属层，用以形成上述黑色像素。
15.如权利要求12所述显示面板，其中上述基板还包括：
一驱动电路，用以驱动上述黑色像素显示一黑色影像；以及
一控制电路，用以依照上述光检测单元调整上述光源的光线发射。
16.如权利要求12所述显示面板，其中上述显示装置为一反射式硅基液晶显示器。
17.如权利要求12所述显示面板，其中上述黑色像素及上述光检测单元形成于同一工艺。
18.如权利要求12所述显示面板，其中上述光检测单元为一光电二极管。
19.如权利要求18所述显示面板，其中上述光电二极管形成于上述基板的一阱-基板结。
20.如权利要求18所述显示面板，其中上述光电二极管形成于上述基板的一扩散-基板结。
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