CN104332152A - 显示屏亮度调节电路及方法、自适应显示面板及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示屏亮度调节电路及方法、自适应显示面板及装置，涉及显示领域，能够在外界光环境变化时自动调整显示屏亮度，解决现有移动设备、户外广告显示装置在外界强光下显示画面不清、对比度不明显等问题。所述显示屏亮度调节电路包括：太阳能发电装置，太阳能发电装置接收到的环境光与显示屏接收到的环境光一致；电荷检测装置，对太阳能发电装置的发电量进行检测并将检测结果反馈给逻辑控制部件；电荷中和装置，使太阳能发电装置的正负电荷中和，释放太阳能发电装置的电荷量；逻辑控制部件，用于控制电荷检测装置和电荷中和装置，获取太阳能发电装置在预设时间段内的发电量，并根据所获取的发电量生成用于调节显示屏亮度的控制信号。

Description

显示屏亮度调节电路及方法、自适应显示面板及装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种显示屏亮度调节电路及方法、自适应显示面板及装置。

背景技术

在现代信息社会中，显示屏除应用于移动设备外，还作为信息显示载体在各大场所得到了广泛的应用，例如：银行、机场、商场等，主要用于实时信息公示、业务介绍、宣传等，通过显示屏可以更加直观、清楚、生动地将信息展现出来，从而更容易被人们接受。但具体应用中人们发现，当显示屏应用于移动设备、户外广告显示装置等时，由于环境光的变化范围非常大，显示屏在外界强光下容易出现显示画面不清，对比度不明显等问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种显示屏亮度调节电路及方法、自适应显示面板及装置，能够在外界光环境变化时自动调整显示屏亮度，解决现有移动设备、户外广告显示装置在外界强光下显示画面不清、对比度不明显等问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种显示屏亮度调节电路，包括：

太阳能发电装置，所述太阳能发电装置接收到的环境光与所述显示屏接收到的环境光一致；

电荷检测装置，用于对所述太阳能发电装置的发电量进行检测并将检测结果反馈给逻辑控制部件；

电荷中和装置，用于使所述太阳能发电装置的正负电荷中和，释放所述太阳能发电装置的电荷量；

逻辑控制部件，用于控制所述电荷检测装置和所述电荷中和装置，获取所述太阳能发电装置在预设时间段内的发电量，并根据所获取的发电量生成用于调节所述显示屏亮度的控制信号。

进一步地，所述显示屏亮度调节电路，还包括：存储装置，用于存储所述电荷检测装置的检测结果。

所述电荷检测装置具体用于在第一控制信号的控制下，每间隔一预设时间对所述太阳能发电装置的发电量进行一次检测；所述电荷中和装置具体用于在第二控制信号的控制下，待所述电荷检测装置的每次检测结束后，释放所述太阳能发电装置的发电量；所述逻辑控制部件具体用于生成所述第一控制信号和所述第二控制信号，并将每一次检测所获取的发电量与上一次检测所获取的发电量进行比较，根据比较结果生成用于调节所述显示屏亮度的控制信号。

可选地，所述太阳能发电装置为P型半导体和N型半导体组成的PN结。

可选地，所述电荷中和装置为触发器。

可选地，所述逻辑控制部件为处理器或者单片机。

可选地，所述太阳能发电装置内置于所述显示屏上。

本发明实施例还提供一种自适应显示面板，其特征在于，包括任一项所述的显示屏亮度调节电路。

优选地，所述显示面板包括用于分隔像素的黑矩阵；所述黑矩阵包裹所述太阳能发电装置，只露出靠近显示面板观看面的一侧，或者，所述黑矩阵自远离显示面板观看面的一侧覆盖所述太阳能发电装置。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括任一项所述的自适应显示面板。

本发明实施例还提供一种显示屏亮度调节方法，包括：

将太阳能发电装置安装能接收到与显示屏一致环境光的地方；

使所述太阳能发电装置的正负电荷中和，释放所述太阳能发电装置的电荷量；

对所述太阳能发电装置的发电量进行检测，获取所述太阳能发电装置在预设时间段内的发电量，并根据所获取的发电量生成用于调节所述显示屏亮度的控制信号。

现有显示屏存在亮度调节不到位造成白天看起来不够亮，或晚上看起来刺眼的问题，它导致观察者无法清晰地识读信息，甚至使观察者产生眩目。本发明提供一种显示屏亮度调节电路及方法、自适应显示面板及装置，采用太阳能发电装置作为光强检测器件，根据太阳能发电装置在预设时间段内的发电量生成用于控制显示屏亮度的控制信号，将此控制信号反馈给提供液晶偏转的电压器件(以液晶显示屏为例)，通过控制液晶的偏转来控制显示屏的显示亮度；也可以将此控制信号反馈给提供背光源电压或电流的器件，通过增大或减小背光源电压或电流的大小控制显示屏亮度，不需要对现有液晶显示面板的结构进行改进。本发明提供的亮度调节电路及方法、自适应显示装置，能够在外界光环境变化时自动调整显示屏亮度，解决现有移动设备、户外广告显示装置在外界强光下显示画面不清、对比度不明显等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的显示屏亮度调节电路的示意图一；

图2为本发明实施例一中太阳能发电装置的原理示意图；

图3为本发明实施例一提供的显示屏亮度调节电路的示意图二；

图4为本发明实施例一提供的显示屏亮度调节电路的示意图三；

图5为本发明实施例一第一种设计方案中彩膜基板上太阳能发电装置的结构示意图；

图6为第一种设计方案中太阳能发电装置在彩膜基板上的设置示意图；

图7为本发明实施例一第二种设计方案中彩膜基板上太阳能发电装置的结构示意图；

图8为第二种设计方案中提供的太阳能发电装置在彩膜基板上的设置示意图；

图9为本发明实施例二提供的显示屏亮度调节电路的原理示意图；

图10为本发明实施例中太阳能发电装置、触发器和电荷检测装置的电路连接关系示意图；

图11为本发明实施例二提供的显示屏亮度调节电路的控制时序图。

附图标记

11-太阳能发电装置，12-电荷检测装置，13-电荷中和装置，

14-逻辑控制部件，15-存储装置，21-黑矩阵，22-透明电极层，

23-N型半导体层，24-P型半导体层，25-第二透明电极层，

10-基板，30-触发器，31-处理器，32-寄存器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

本发明实施例提供一种显示屏亮度调节电路，如图1所示，包括：太阳能发电装置11，该太阳能发电装置11选择恰当的设置位置，使其接收到的环境光与显示屏接收到的环境光一致；电荷检测装置12，用于对太阳能发电装置11的发电量进行检测并将检测结果反馈给逻辑控制部件14；电荷中和装置13，用于使太阳能发电装置11的正负电荷中和，释放太阳能发电装置11的电荷量；逻辑控制部件14，用于控制电荷检测装置12和电荷中和装置13，获取太阳能发电装置11在预设时间段内的发电量，并根据所获取的发电量生成用于控制显示屏亮度的控制信号。

太阳能发电装置是利用光生伏特效应将太阳能转化为光能的一种设备，可选地，太阳能发电装置可为P型半导体和N型半导体组成的PN结。如图2所述，在常规的太阳能电池中，当N型半导体材料和P型半导体材料接触后，导电粒子会发生扩散和漂移，在两种半导体材料的界面处形成由N型指向P型的内建电场。当光照在太阳能电池的表面后，如果入射光的光子能量大于禁带宽度，即可由入射光子提供能量使得半导体材料中的电子-空穴对被激发出来，这些被激发出来的电子-空穴对在内电场的作用下分离，并迅速在太阳能电池的上下两极积累。太阳能发电装置即基于上述原理制成，可以通过检测电荷量的大小可以检测外界光照的强度。

本发明实施例提供的亮度调节电路，采用太阳能发电装置11作为光强检测器件，太阳能发电装置11的设置位置选择能使太阳能发电装置11接收到的环境光与显示屏接收到的环境光一致的地方，太阳能发电装置11在预设时间段内的发电量即代表此时环境光的强弱，据此生成用于调节显示屏亮度的控制信号，对显示屏亮度进行自适应调节。

逻辑控制部件14生成的控制信号，施加至显示屏的显示电路，实现亮度调节功能。以液晶显示屏为例，可以将生成的控制信号反馈给提供液晶偏转的电压器件，通过控制液晶的偏转来控制面板的显示亮度；也可以将此控制信号反馈给背光源提供电压或电流的器件，通过增大或减小背光源电压或电流的大小控制背光亮度，从而实现显示屏亮度的调节，不需要对现有液晶显示面板进行改进。对于有机发光显示屏(Organic Light Emitting Diode，OLED)而言，OLED的显示原理是通过电压控制有机发光器件发光充当背光，因此可将生成的控制信号反馈给给OLED提供驱动电压的部件，通过反馈信号的大小改变有机发光器件的电压大小，即可实现对OLED显示屏亮度的调节，也不需要对现有OLED显示面板进行改进。

进一步可选地，控制信号施加至显示屏的显示电路以调节显示屏亮度，之后该步骤的反馈信息可以直接在显示屏显示反馈给用户，也可以如图3所示，通过反馈信号在逻辑控制部件14上显示出来，后一种方法适用于户外广告显示装置等不适宜直接在显示屏显示反馈信息的装置。

其中，本实施例中的逻辑控制部件14控制电荷检测装置12和电荷中和装置13，先通过电荷中和装置13使太阳能发电装置11的正负电荷中和，释放太阳能发电装置11已有的电荷量；然后在经过预设时间段后，利用电荷检测装置12对太阳能发电装置11的发电量进行检测，获取太阳能发电装置11在预设时间段内的发电量，并反馈给逻辑控制部件14；本实施例所述逻辑控制部件14能够向电荷检测装置12和电荷中和装置13提供控制信号，并具有一定的逻辑编程功能，能根据所获取的发电量生成直接用于控制(或调节)显示屏亮度的控制信号，但本实施例对逻辑控制部件14的具体实现方式不作限定，可以是本领域技术人员所熟知的任何实现方式。

例如，生成的用于调节显示屏亮度的控制信号包含显示屏亮度参数值，逻辑控制部件14可内置控制信号生成程序，建立从太阳能发电装置11预设时间段内的发电量到显示屏亮度参数取值的对应。当检测到的预设时间段内的发电量满足某一预设的阈值范围时，此时的亮度参数值即设置成对应取值。可选地，该逻辑控制部件14为处理器或者单片机。

进一步地，如图4所示，所述显示屏亮度调节电路还包括：存储装置15，用于存储电荷检测装置12的检测结果、预设值以及其它中间处理结果等等。可选地，上述存储装置15可为寄存器、RAM和ROM等。

作为本实施例的一种具体实施方式，电荷检测装置12可具体用于在第一控制信号的控制下，每间隔一预设时间对太阳能发电装置11的发电量进行一次检测；电荷中和装置13可具体用于在第二控制信号的控制下，待电荷检测装置12的每次检测结束后，释放太阳能发电装置11的发电量，为下一次检测做准备；逻辑控制部件14具体用于生成第一控制信号和第二控制信号，并将每一次检测所获取的发电量与上一次检测所获取的发电量进行比较，根据比较结果生成用于控制显示屏亮度的控制信号。具体而言，如果该次检测所获取的发电量比上一次检测所获取的发电量大(或者优选地，该次检测所获取的发电量比上一次检测的发电量大于某一定值)，则生成增大背光显示屏亮度的控制信号；如果该次检测所获取的发电量比上一次检测所获取的发电量小(或者优选地小于某一定值)，则生成减小背光显示屏亮度的控制信号。更为优选的是，本实施方式中亮度的增加量(或减少量)与两次检测结果的差值成正比，更为精确有效地调节显示屏亮度。

可选地，本实施例上述电荷中和装置13为触发器，触发器接收第二控制信号，接通使太阳能发电装置11的正负电荷中和的电路或电路支路。

可选地，上述太阳能发电装置11内置于显示屏上。例如，参照图5和图6所示，显示屏上设置有用于分隔像素(对应图中的R、G、B)的黑矩阵21，黑矩阵21包裹太阳能发电装置11，只露出靠近显示屏观看面的一侧。具体而言，显示屏的彩膜基板包括基板10和依次沉积在基板10上的四层膜(自上而下依次为透明电极层22、N型半导体层23、P型半导体层24、第二透明电极层25)，这四层膜构成太阳能发电装置11。为了防止背光对太阳能发电装置11检测外界光强的影响，采用黑矩阵21包围这四层膜形成的太阳能发电装置11。采用此结构可以防止背光源的光线对光强检测的影响，只接受外界照射的光线。

或者，还可以如图7，黑矩阵21自远离显示屏观看面的一侧覆盖太阳能发电装置11。黑矩阵21只覆盖在四层沉积膜形成的太阳能发电装置11上，这四层膜的沉积顺序不变。图8所示为太阳能发电装置11与彩膜在彩膜基板上的结构。

本实施例提供的亮度调节电路，采用太阳能发电装置11作为光强检测器件，根据太阳能发电装置11在预设时间段内的发电量生成控制信号，对显示屏亮度进行自适应调节，能够切实有效、全面地跟踪环境光亮度的变化，在外界光环境变化时自动调整显示屏亮度，解决现有移动设备、户外广告显示装置在外界强光下显示画面不清、对比度不明显等问题。

实施例二

本发明实施例提供的亮度调节电路如图9所示，包括：用于检测环境光强太阳能发电装置11以及电荷检测装置12、触发器30、处理器31、寄存器32。处理器31控制电荷检测装置12和触发器30，并将检测结果、预设值以及中间处理结果等存入寄存器32。太阳能发电装置11和电荷检测装置12、触发器30的电路连接示意图如图10所示，触发器30在太阳能发电装置11的正、负极直接形成放电回路，电荷检测装置12检测太阳能发电装置11的发电量，依据原理不同可以检测放电电流或电压或者其它电学参数，图10所示连接关系仅是示例性，并不用于限制。

如图11所示，处理器31发出触发脉冲(即第一控制信号)控制电荷检测装置12检测电荷检测装置12的发电量，电荷检测装置12将测量到的电量值反馈给处理器30，处理器30将检测到的电量值存入寄存器32。待检测完电量后，处理器31产生的脉冲触发触发器(即第二控制信号)使太阳能发电装置11正负电荷中和，太阳能发电装置11此时处于释放电荷阶段，直至太阳能发电装置11不存在电荷量和电流(当然也可以放电至太阳能发电装置11的电荷量为某一定值)。待太阳能发电装置11的电荷释放完后，触发器30再发出一个脉冲控制触发器30断开放电回路，结束电荷释放，此时太阳能发电装置11处在充电阶段，正负电荷不断积累。经过预设时间段，触发器30再发出一个脉冲控制电荷检测装置12对太阳能发电装置11的带电量进行检测并将结果反馈，如果本实施例是通过检测放电电流对带电量进行检测，则处理器31判断该次(如第i+1次)电流和上次(第i次)电流大小即I_i+1-I₁。若I_i+1-I₁>0则增大背光电流的大小，若I_i+1-I₁<0则不改变或者减小背光电流的大小。

其中，太阳能发电装置11的充放电通过触发器30控制，触发器30由处理器31产生触发脉冲(即第一控制信号)控制。第一控制信号用于实现太阳能发电装置11的充放电控制，设第一控制信号的脉冲周期为T，周期T分为两个阶段，第一阶段是释放电荷阶段，第二阶段是充电阶段，充电阶段紧邻放电阶段后。通过设置周期T可以对检测外界环境光的频率进行设置，即太阳能发电装置11内置于显示面板，设置周期T即设置显示面板扫描外界环境的周期。本方案第一、第二控制信号的时序图和太阳能电池的电荷量变化如图11所示，对于充放电控制脉冲(即第一控制信号)，第一个脉冲触发触发器30开启，第二个脉冲触发触发器30关闭；对于电量读取控制脉冲(即第二控制信号)，脉冲周期是充放电控制脉冲周期的2倍，并且，电量读取控制脉冲触发时间提前于充放电控制脉冲。

本实施例提供的亮度调节电路，通过利用太阳能发电装置作为光强的检测器件，并采用周期扫描检测太阳能发电装置的发电量和释放电荷，实现了实时检测外界光强变化，并根据外界光强变化控制显示屏的亮度，使显示屏即使在外界强光下也能够被人眼清晰看到，实现显示屏了亮度的自适应调节，解决现有显示装置在外界强光下显示画面不清、对比度不明显等问题。

实施例三

本发明实施例还提供一种自适应显示面板，包括实施例一、二中任一项的显示屏亮度调节电路。该显示屏亮度调节电路可以独立设置，作为附件安装于显示面板上，使显示面板可以根据环境光进行自适应调节，节能省电，同时还可获得更高的显示品质。

优选地，如图5-8所示，太阳能发电装置内置于显示面板的彩膜基板上。显示面板包括用于分隔像素的黑矩阵21；黑矩阵21包裹太阳能发电装置11，只露出靠近显示面板观看面的一侧，或者，黑矩阵21自远离显示面板观看面的一侧覆盖太阳能发电装置11。显示屏亮度调节电路的其余器件如电荷中和装置、电荷检测装置、逻辑控制部件等可设置于显示面板的背面，优选地该些器件可与显示芯片设置于同一块板子上，并且逻辑控制部件及存储装置可以与显示芯片共用，即本实施例中的逻辑控制部件及存储装置的功能可以直接利用显示控制的芯片实现。

太阳能发电装置11通过面板上的引线及柔性电路板与电荷中和装置、电荷检测装置相连，可实现显示屏亮度调节电路的隐藏设置，使显示面板可以根据环境光进行自适应调节，节能省电，同时还可获得更高的显示品质。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括实施例一、二中任一项的显示屏亮度调节电路，或者上述的自适应显示面板。该显示屏亮度调节电路可以独立设置，作为附件安装于显示装置上，也可以内置于显示装置中。所述显示装置亮度可以根据环境光进行自适应调节，节能省电，同时还可获得更高的显示品质。

上述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

本发明实施例还提供一种显示屏亮度调节方法，包括：

步骤一、将太阳能发电装置安装能接收到与显示屏一致环境光的地方；

步骤二、使太阳能发电装置的正负电荷中和，释放太阳能发电装置的电荷量；

步骤三、对太阳能发电装置的发电量进行检测，获取太阳能发电装置在预设时间段内的发电量，并根据所获取的发电量生成用于控制显示屏亮度的控制信号。

现有显示屏存在亮度调节不到位造成白天看起来不够亮，或晚上看起来刺眼的问题，它导致观察者无法清晰地识读信息，甚至使观察者产生眩目。本发明提供一种亮度调节方法，采用太阳能发电装置作为光强检测器件，根据太阳能发电装置在预设时间段内的发电量生成用于控制显示屏亮度的控制信号，将此控制信号反馈给提供显示屏的显示电路，对显示屏的亮度进行调节，能够在外界光环境变化时自动调整显示屏亮度，解决现有移动设备、户外广告显示装置在外界强光下人眼观察显示画面不清、对比度不明显等问题。

采用此方法设计的显示面板能够控制面板的亮度变化，在外界环境发生变化时能够自动对亮度进行适应性调整，可以应用在户外显示面板及便携式随身携带的显示设备等之上。

为了便于清楚说明，在本发明中采用了第一、第二等字样对相似项进行类别区分，该第一、第二字样并不在数量上对本发明进行限制，只是对一种优选的方式的举例说明，本领域技术人员根据本发明公开的内容，想到的显而易见的相似变形或相关扩展均属于本发明的保护范围内。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于设备实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种显示屏亮度调节电路，其特征在于，包括：

太阳能发电装置，所述太阳能发电装置接收到的环境光与所述显示屏接收到的环境光一致；

电荷检测装置，用于对所述太阳能发电装置的发电量进行检测并将检测结果反馈给逻辑控制部件；

电荷中和装置，用于使所述太阳能发电装置的正负电荷中和，释放所述太阳能发电装置的电荷量；

逻辑控制部件，用于控制所述电荷检测装置和所述电荷中和装置，获取所述太阳能发电装置在预设时间段内的发电量，并根据所获取的发电量生成用于调节所述显示屏亮度的控制信号。

2.根据权利要求1所述的显示屏亮度调节电路，其特征在于，还包括：

存储装置，用于存储所述电荷检测装置的检测结果。

3.根据权利要求2所述的显示屏亮度调节电路，其特征在于，

所述电荷检测装置具体用于在第一控制信号的控制下，每间隔一预设时间对所述太阳能发电装置的发电量进行一次检测；

所述电荷中和装置具体用于在第二控制信号的控制下，待所述电荷检测装置的每次检测结束后，释放所述太阳能发电装置的发电量；

所述逻辑控制部件具体用于生成所述第一控制信号和所述第二控制信号，并将每一次检测所获取的发电量与上一次检测所获取的发电量进行比较，根据比较结果生成用于调节所述显示屏亮度的控制信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的显示屏亮度调节电路，其特征在于，

所述太阳能发电装置为P型半导体和N型半导体组成的PN结。

5.根据权利要求1-3任一项所述的显示屏亮度调节电路，其特征在于，

所述电荷中和装置为触发器。

6.根据权利要求1-3任一项所述的显示屏亮度调节电路，其特征在于，

所述逻辑控制部件为处理器或者单片机。

7.根据权利要求1所述的显示屏亮度调节电路，其特征在于，

所述太阳能发电装置内置于所述显示屏上。

8.一种自适应显示面板，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的显示屏亮度调节电路。

9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括用于分隔像素的黑矩阵；所述黑矩阵包裹所述太阳能发电装置，只露出靠近显示面板观看面的一侧，或者，所述黑矩阵自远离显示面板观看面的一侧覆盖所述太阳能发电装置。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8或9任一项所述的自适应显示面板。

11.一种显示屏亮度调节方法，其特征在于，包括：

将太阳能发电装置安装能接收到与显示屏一致环境光的地方；

使所述太阳能发电装置的正负电荷中和，释放所述太阳能发电装置的电荷量；

对所述太阳能发电装置的发电量进行检测，获取所述太阳能发电装置在预设时间段内的发电量，并根据所获取的发电量生成用于调节所述显示屏亮度的控制信号。