CN103377606A

CN103377606A - 显示面板温度感测装置

Info

Publication number: CN103377606A
Application number: CN2012101241792A
Authority: CN
Inventors: 邓永佳
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-10-30

Abstract

一种显示面板温度感测装置的一实施例包括：一显示面板、至少一感温元件、至少一被动元件以及一振荡电路。至少一感温元件，设置在显示面板上。至少一被动元件，耦接此至少一感温元件以形成的一电阻电容(RC)结构。振荡电路耦接至此RC结构，此振荡电路的一输出端输出一感温信号。

Description

显示面板温度感测装置

技术领域

本发明是有关于一种显示面板温度感测装置。

背景技术

显示面板，例如是液晶显示面板，显示质量与温度皆有关系，若能测得显示面板的温度，则可对显示参数作补偿调整，以维持在各个温度的显示质量。

液晶的工作状态会受到温度变化的影响，主要表现在温度对液晶门坎值电压的影响，并直接影响着显示的对比度。温度升高将导致门坎值电压的下降，使得不显示状态一点点的接近显示状态，因此液晶显示器的元件的使用要注意环境的温度条件。如果使用环境的温度场变化比较大，就需要随温度的变化而适当地调整偏置电压，使得驱动电压适合于门坎值电压的变化。故此，在某一温度范围内操作的液晶模块中增加温度补偿的机制可以改善显示质量。

发明内容

本发明是有关于一种显示面板温度感测装置。此显示面板温度感测装置的一些实施例能以电路复杂度较低方式实现输出一感温信号，而且整体电路功能具有可延伸性。一些实施例能有助于进行与温度有关的后续处理，如与温度有关的显示质量的温度补偿调整。

根据一实施例，提出一种显示面板温度感测装置，其包括：一显示面板、至少一感温元件、至少一被动元件以及一振荡电路。至少一感温元件，设置在显示面板上。至少一被动元件，耦接该至少一感温元件以形成的一电阻电容(RC)结构。振荡电路耦接至此RC结构，此振荡电路的一输出端输出一感温信号。

根据另一实施例，提出一种显示面板温度感测装置，其包括：一显示面板、多个感温元件以及一振荡电路。这些感温元件设置在显示面板上以形成的一RC结构，这些感温元件包括：至少一电阻性感温元件以及至少一电容性感温元件。振荡电路耦接至此RC结构，此振荡电路的一输出端输出一感温信号。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是显示面板温度感测装置的一实施例的方块图。

图2是显示面板温度感测装置的另一实施例的方块图。

图3是显示面板温度感测装置中的RC振荡电路的一实施例的方块图。

图4示意图3中的RC振荡电路的输出特性的一波形图。

图5是显示面板温度感测装置中的RC振荡电路的另一实施例的方块图。

图6是显示面板温度感测装置的另一实施例的方块图。

图7示意使用透明导电膜作为感温元件的电阻率与温度的变化特征的关系图。

图8示意使用二极管形式的薄膜晶体管作为感温元件的温度与电压和电流的关系图。

[主要元件标号说明]

1、2、6：显示面板温度感测装置 10：显示面板

11、21：至少一感温元件 13、23：至少一被动元件

14、24、34、54：RC结构 15、35：振荡电路

20：RC振荡电路 61：计频器

111、112：感温元件 131、132、231、232：被动元件

341：至少一电阻性元件 342：至少一电容性元件

541、543、545：电路元件 Sf：感温信号

Sd：温度相关数字信号 Na：节点

P：周期 Vds：电压

Ids：电流 T0、T1、T2：温度

具体实施方式

以下提供一种显示面板温度感测装置的实施例。图1是显示面板温度感测装置的一实施例的方块图。显示面板温度感测装置1，包括：一显示面板10、至少一感温元件11、至少一被动元件13以及一振荡电路15。显示面板10例如为液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或其它显示面板。在显示面板10上，设置了至少一感温元件11，例如一感温元件101，此感温元件101例如是一种具温度系数的电路元件。此感温元件101，可以改为多个相同或不同种类的电路元件的组合，如图2所示的感温元件101及102。感温元件101或感温元件的组合可以为额外设置于显示面板10上的电路元件。又此至少一感温元件11，其中的一者、部分或全部亦可为显示面板10之中所设置且具温度系数的元件，例如是电阻性元件或电容性元件。而前述的至少一被动元件13，耦接前述的至少一感温元件11以形成的一电阻电容(RC)结构14。振荡电路15耦接至RC结构14，振荡电路15的一输出端输出一感温信号Sf。感温信号Sf的频率与感温元件所感测的温度相关。

RC结构14与振荡电路15形成的一RC振荡电路，产生感温信号Sf，其频率f(T)与RC结构14相关，故f(T)的频率代表感温元件所反映的温度数据。例如，显示质量与温度皆有关系，若能测得显示面板的温度，则可对显示参数作补偿调整，以维持在各个温度的显示质量。所以，可以利用感温信号Sf的频率f(T)作其它处理或控制，如转换成数字信号，以方便数字化的控制与处理，例如作温度补偿。此外，亦可改以模拟方式作后续处理。

以下说明上述图1所示意的显示面板温度感测装置10可以利用不同的方式实现。例如，前述的RC结构14与振荡电路15形成一RC振荡电路，其中RC振荡电路与RC结构14可以用不同实施方式实现。

实施例一

例如，图2是依据图1所示意的显示面板温度感测装置1的另一实施例的方块图。显示面板温度感测装置2，包括：一显示面板10、至少一感温元件21、至少一被动元件23以及一振荡电路15。在图2中，显示面板温度感测装置2的至少一被动元件23包括至少一电阻性元件231(如一电阻R1)以及至少一电容性元件232(如一电容C1)。也就是说，在此实施例中，此至少一被动元件23亦可为一RC结构。此至少一被动元件23与振荡电路15可视为一RC振荡电路20。

另外，在此实施例中，至少一感温元件21例如可具有一感温元件111和一感温元件112，它们各个可为电阻性元件或电容性元件。

在一例子中，至少一感温元件21例如都是电阻性元件，其电阻可以表示为温度变量T相关的变量R2(T)。RC振荡电路20用以产生一感温信号Sf，其主频率与R1及C1的值相关，再利用显示面板10上的至少一感温元件21的电阻值R2(T)改变整体RC结构24的电阻电容值使主频率改变，故感温信号Sf的频率f(T)代表感温元件所反映的温度数据，能有助于进行其它如前述的应用及处理。故在温度T时，RC结构24的电阻值为R’＝1/(1/R1+1/R2(T))，所以感温信号Sf的频率f(T)与感温元件的温度相关：

f(T)＝k*1/R’C，

则f(T)＝k*(1/R1+1/R2(T))/C，其中k为系数，如k＝1/(2π)。

在另一例子中，至少一感温元件21例如都是电容性元件，其电容可以表示为温度变量T相关的变量C2(T)。故在温度T时，RC结构24的电容值为C’＝C1+C2(T)，所以感温信号Sf的频率f(T)与感温元件的温度相关：

f(T)＝k*1/RC’，

则f(T)＝k*1/R(C1+C2(T))。

此外，图1及图2中的振荡电路15可以利用不同电路方式实现，例如以图3所示的振荡电路35实现。振荡电路35示意利用基于逻辑门的振荡电路，以三个或大于三的奇数个反相器串联且具有反馈回路的电路架构实现的振荡器。在图3中，RC结构34代表第1及图2中整体的RC结构14或34。图4示意图3中的RC振荡电路的输出特性的一波形图，其中此波形示意节点Na的电压随时间变化的情况。图4中的波形的周期P与RC结构34的RC值相关，例如周期P＝k*RC。此外，振荡电路15可利用不同方式与RC结构34连接。例如，RC结构34可以实施为如图5所示的RC结构54，RC结构54的电路元件541、543及545以T型方式连结并与反相器连结。元件541和543例如是为电阻性元件，电路元件545例如是为电容性元件。此外，在一些实施例中，电路元件541、543及545的任一者皆可视为感温元件。此外，RC结构当可以改为π型或其它如结构，而振荡电路亦可改以其它如运算放大器或韦恩电桥等不同的低频振荡器来实现。

实施例二

图6是依据图1所示意的显示面板温度感测装置1的另一实施例的方块图。相较于前述实施例，显示面板温度感测装置6还包括一额外电路，如计频器61，计频器61耦接振荡电路15的输出端并输出一温度相关数字信号Sd。计频器6接收到感温信号Sf，并输出与感温信号Sf的频率f(T)对应的温度相关数字信号Sd。而依据温度相关数字信号Sd，则可得知感温元件的对应温度数据。计频器61例如利用计数器(counter)加以实现。如此，可以直接利用感温信号Sf的频率f(T)作其它处理控制，以方便数字化的控制与处理，例如温度补偿，以有助以调整显示面板的显示质量。

此外，实施例二中的额外电路，例如计频器61可改为一滤波器，滤波器耦接振荡电路15的输出端并输出一温度相关模拟信号，以模拟方式作后续处理及应用。

其它实施例

前述各实施例中的至少一感温元件的一者、部分或全部，例如是为显示面板10的具温度系数的电阻性元件。如表一所示为显示面板结构中的元件可能会使用的金属的电阻率及电阻温度系数的关系。

物质	温度T/℃	电阻率Ωm	电阻温度系数a_R/℃^-1
				银	20	1.586	0.0038(20℃)
铜	20	1.678	0.00393(20℃)
				金	20	2.40	0.00324(20℃)
铝	20	2.6548	0.00429(20℃)

由于显示面板结构中，大部分元件的电气特性皆为温度相关，故皆可利用为感温元件，如表一中的金属常被应用在显示面板结构中，且已具感温电阻特性。故使用此等金属作为感温元件，透过前述各实施例的RC振荡电路输出感温信号Sf，能反映出电阻值的差异，继而代表显示面板10的温度的变化。例如，感温元件是为显示面板10的任一金属线电阻。

显示面板10中的其它具温度系数的元件亦可作为电阻性的感温元件。例如显示面板10的透明导电膜(Indium Tin Oxide，ITO)电阻。图7为显示面板10中的一透明导电膜的电阻率与温度的变化特征。在图7中，某些温度范围内，如0至200℃，电阻率与温度可视为具有近似线性关系，故可以利用透明导电膜电阻作为感温元件；此外，亦可利用内插法或其它方式来处理以取得温度值。

又例如，显示面板10的至少一薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)亦可用作感温元件，例如是以一薄膜晶体管的栅极与漏极连接，相对于此薄膜晶体管的源极而成为二极管形式的(diode-connected)薄膜晶体管。图8示意使用二极管形式的薄膜晶体管作为感温元件的温度与电压和电流的关系图。在图8中，随着温度的改变为不同的温度T0、T1、T2，二极管形式的薄膜晶体管的漏极和源极间的电压Vds与电流Ids的变化特征亦随之改变。依据此特性，亦可作为电阻性的感温元件。

在一些实施例中，至少一感温元件11是为显示面板10的电阻性元件，则至少一被动元件13可以仅利用电容性元件来实施。而有关RC结构14的方式，当然并不以此为限。

而显示面板10中的其它具温度系数的元件亦可作为电容性的感温元件。例如，感温元件是为显示面板10的液晶(LC)电容。又例如，感温元件是为显示面板10的至少一薄膜晶体管亦可作为电容性的感温元件，例如是一薄膜晶体管的源极与漏极连接，相对于此薄膜晶体管的栅极而成为电容形式的(capacitor-connected)薄膜晶体管。又例如，感温元件是为显示面板10的两个导体，此两导体是为实质上互相平行(即平行或近似于平行)的方式设置在显示面板10中并具有电容特性。

在一些实施例中，至少一感温元件11为显示面板10的电容性元件，则至少一被动元件13可以仅利用电阻性元件来实施。而有关RC结构14的方式，当然并不以此为限。

此外，在另一些实施例中，至少一感温元件11是为多个感温元件，可设置于显示面板10的一处或不同位置，检测出显示面板10各处的温度，设置位置例如是像素阵列之中或以外，或接近像素阵列的边缘。这些感温元件与其对应的至少一被动元件耦接，并通过振荡电路，输出多个相对应的感温信号，各个感温信号能代表所对应的位置的温度数据。

另外，在其它实施例中，图1中的RC结构14可以完全由多个设置在该显示面板上的感温元件来实施。换句话说，在这些实施例中，不必设置如图1所示的至少一被动元件13，而多个感温元件可以包括至少一电阻性感温元件和至少一电容性感温元件且耦接而形成一RC结构。至于电阻性感温元件及电容性感温元件，可利用如前述实施例的不同方式、组合或在不同位置实施。

又一些实施例中，显示面板温度感测装置本身为一集成型的显示模块，故此，各种温度补偿模块皆可集成于此显示面板温度感测装置中，以达成温度补偿的调整机制，调控面板与温度相关的参数。如此，显示面板温度感测装置除了有助于显示面板10改善显示质量，还得以减少整体的电路面积。

上述揭露的显示面板温度感测装置的实施例，可以利用复杂度较低的电路实现，而且电路功能具有可延伸性的优点。在上述某些实施例中，显示面板温度感测装置输出感温信号Sf的频率f(T)，可利用其它电路转换成数字信号，以方便数字化的控制与处理，如有助于温度补偿，以维持在各个温度的显示质量。此外，亦可改以模拟方式作后续处理。此外，在一些实施例中，显示面板温度感测装置本身为一集成型的显示模块，除了便于集成其它电路以外，亦得以减少整体的电路面积。

综上所述的显示面板温度感测装置，虽然已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种显示面板温度感测装置，包括：

一显示面板；

至少一感温元件，设置在该显示面板上；

至少一被动元件，耦接该至少一感温元件以形成的一电阻电容RC结构；以及

一振荡电路，该振荡电路耦接至该RC结构，该振荡电路的一输出端输出一感温信号。

2.根据权利要求1所述的显示面板温度感测装置，还包括一计频器，该计频器耦接该振荡电路的该输出端并输出一温度相关数字信号。

3.根据权利要求1所述的显示面板温度感测装置，还包括一滤波器，该滤波器耦接该振荡电路的该输出端并输出一温度相关模拟信号。

4.根据权利要求1所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的一种具温度系数的电路元件。

5.根据权利要求4所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的具温度系数的电阻性元件。

6.根据权利要求4所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的金属线电阻。

7.根据权利要求4所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的透明导电膜电阻。

8.根据权利要求4所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的薄膜晶体管，该薄膜晶体管的栅极与漏极连接相对于该薄膜晶体管的源极成为二极管形式的薄膜晶体管。

9.根据权利要求4至8中的任一所述的显示面板温度感测装置，其中各该至少一被动元件为电容性元件。

10.根据权利要求4至8中的任一所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一被动元件包括至少一电容性元件和至少一电阻性元件。

11.根据权利要求1所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的具温度系数的电容性元件。

12.根据权利要求11所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的液晶电容。

13.根据权利要求11所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的薄膜晶体管，该薄膜晶体管的源极与漏极连接相对于该薄膜晶体管的栅极成为电容形式的薄膜晶体管。

14.根据权利要求11所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一感温元件之一为该显示面板的两导体，该两导体为实质上互相平行并具有电容特性。

15.根据权利要求11至14中的任一所述的显示面板温度感测装置，其中各该至少一被动元件为电阻性元件。

16.根据权利要求11至14中的任一所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一被动元件包括至少一电容性元件和至少一电阻性元件。

17.根据权利要求1所述的显示面板温度感测装置，其中该显示面板为液晶显示面板。

18.根据权利要求1所述的显示面板温度感测装置，其中该显示面板为有机发光二极管显示面板。

19.一种显示面板温度感测装置，包括：

一显示面板；

多个感温元件，设置在该显示面板上以形成的一电阻电容RC结构，该多个感温元件包括：至少一电阻性感温元件和至少一电容性感温元件；以及

20.根据权利要求19所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一电阻性感温元件为该显示面板的具温度系数的电阻性元件。

21.根据权利要求19或20所述的显示面板温度感测装置，其中该至少一电容性感温元件为该显示面板的具温度系数的电容性元件。