CN108154804A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置,包括一显示屏幕、一基板以及多个发光单元,该些发光单元设置于基板及显示屏幕之间。每一个发光单元包含多个发光二极管,而其中任一个发光二极管可作为光检测元件。当显示屏幕为显示状态或全黑状态时,皆具有触控、物体检测及/或信号传输等功能的用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置,特别涉及一种将发光二极管作为发光元件及光检测元件的显示装置。
背景技术
发光二极管(LED)至今已有数十年的发展,LED除了作为指示灯号、照明光源、背光模块的光源、户外大型显示看板等应用外,目前LED已朝向电子装置显示器的应用发展。也就是,通过半导体微影制程技术,使LED晶片的尺寸可达微米等级,例如可相近或小于一显示器的像素大小,然后将微型化的LED(Micro LED)晶片排列成一阵列,藉此形成一显示器,其中,显示器的每个像素可包含一个或多个微型LED晶片,这种显示器可称为微型LED显示器(Micro LED display)。
此种LED显示器若应用于智能手机、笔记本电脑或平板等产品时,显示器通常需附加一触控模块来实现触控功能。另一方面,显示器若欲实现悬浮控制(即手指等物品不碰触到显示器但可被显示器感测)或物体检测或光信号传输等功能,亦需附加对应的零组件。此等零组件难免会增加显示器的厚度,也有可能增加显示器的成本等。
因此,如何使LED显示器在不增加零组件(或增加少量的零组件)的情况下,能实现出触控、物品感测及/或信号传输等功能,为本技术领域的一种研究目标。
发明内容
本发明的一目的在于提出一种显示装置,其除了将发光二极管作为发光元件用之外,更将发光二极管选择地作为光检测元件,藉此实现触控、物品检测及/或光信号传输等功能。本发明的另一目的在于提出一种显示装置,其能于显示屏幕于全黑状态下,实现触控、物品感测及/或信号传输等功能。
为达上述目的,本发明所提出的显示装置包含一显示屏幕、一基板以及多个发光元件,该些发光元件设置于该基板及该显示屏幕之间、且电性连接至该基板,其中,该些发光单元的每一个包括多个发光二极管,该些发光二极管的至少其中一个作为一光检测元件。
另一方面,本发明所提出的显示装置可有以下的实施方式:
1、一种具有光接收应用的显示装置,包括一显示屏幕、一基板以及多个发光单元,设置于该基板以及该显示屏幕之间,其中每一个发光单元由多个发光二极管组成,其中该些发光二极管的任一个可作为光检测元件。
2、如实施方式1所述的显示装置,其中每一个发光二极管的该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
3、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管所发出的波长为可见光的波长,该些可见光发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
4、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管所发出的波长包括可见光的波长及不可见光的波长,该些可见光发光二极管以及该不可见光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
5、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
6、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红色发光二极管一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一不可见光发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
7、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一红外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
8、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一紫外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
9、如实施方式1所述的显示装置,中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一红外线发光二极管、一紫外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
10、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光单元间的该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
11、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管可以检测外部提供的光源。
12、如实施方式1所述的显示装置,可以用于触控显示装置的用途。
13、如实施方式1所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有触控显示装置的用途。
14、如实施方式1所述的显示装置,可以用于物体检测的用途。
15、如实施方式1所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有物体检测的用途。
16、如实施方式1所述的显示装置,可以用于信号传输的用途。
17、如实施方式1所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有信号传输的用途。
18、如实施方式1所述的显示装置,其中该显示屏幕的材料为一透光材料,其材料可包括玻璃屏幕,塑胶屏幕,蓝宝石屏幕,可挠曲式屏幕。
19、如实施方式1所述的显示装置,其中该基板为一不透光基板,其材料可包括,印刷电路基板,陶瓷基板,半导体基板,塑胶基板,可挠曲式基板。
20、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括多个发光二极管晶片。
21、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管可以是多个发光二极管晶片。
22、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括氮化物半导体材料。
23、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括氮化镓(GaN)半导体材料。
24、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括砷化镓(GaAs)半导体材料。
25、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括磷化镓(GaP)半导体材料。
26、如实施方式1所述的显示装置,其中该些发光二极管包括硅(Si)半导体材料。
27、如实施方式1所述的显示装置,还包括一控制电路,分别与该些发光二极管电性连接,用以控制该些发光二极管的发光,并用以检测该些发光二极管的收光。
28、如实施方式1所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,发光波长最小的该发光二极管用以检测光线。
29、如实施方式1所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,发光波长最大的该发光二极管用以检测光线。
30、如实施方式1所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小及最大的该些发光二极管用以发出光线,发光波长介于中间的该发光二极管用以检测光线。
31、如实施方式1所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,其余的该些发光二极管用以检测光线。
32、如实施方式1所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,其余的该些发光二极管用以检测光线。
33、如实施方式1所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以检测光线。
34、如实施方式1所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以检测光线。
35、如实施方式1所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小及最大的该些发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长介于中间的该发光二极管用以检测光线。
36、如实施方式1所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该些发光二极管用以检测光线。
37、如实施方式1所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该些发光二极管用以检测光线。
38、如实施方式1所述的显示装置,其中在一个发光单元中,至少一个发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,至少一个发光二极管用以检测光线。
39、如实施方式1所述的显示装置,其中在一个发光单元中,所有该些发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该些发光二极管用以检测光线。
40、如实施方式1所述的显示装置,可以是一触控面板。
41、如实施方式1所述的显示装置,可以是一射击游戏显示器。
42、如实施方式1所述的显示装置,可以是一飞靶显示器。
43、如实施方式1所述的显示装置,可以是一手写板显示器。
44、如实施方式1所述的显示装置,还包括一控制电路,用以通过脉冲宽度调制(PWM)的方式控制该些发光二极管。
45、一种显示装置,包括一显示屏幕,用以接受一物体的碰触、一基板以及多个发光单元,设置于该基板以及该显示屏幕之间,其中每一个发光单元由多个发光二极管组成,其中,一个发光二极管用以发射一第一光线,该第一光线朝向该显示屏幕射出至外界,并经由该物体反射回一第二光线,其中,另一个发光二极管用以检测该第二光线,并输出一电信号,一控制电路,用以接收该电信号,并计算出该物体的碰触于该显示屏幕上的位置。
46、如实施方式45所述的显示装置,其中每一个发光二极管的该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
47、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管所发出的波长为可见光的波长,该些可见光发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
48、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管所发出的波长包括可见光的波长及不可见光的波长,该些可见光发光二极管以及该不可见光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
49、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
50、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一不可见光发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
51、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一红外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
52、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一紫外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
53、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一红外线发光二极管、一紫外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
54、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光单元间的该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
55、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管可以检测外部提供的光源。
56、如实施方式45所述的显示装置,可以用于触控显示装置的用途。
57、如实施方式45所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有触控显示装置的用途。
58、如实施方式45所述的显示装置,可以用于物体检测的用途。
59、如实施方式45所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有物体检测的用途。
60、如实施方式45所述的显示装置,可以用于信号传输的用途。
61、如实施方式45所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有信号传输的用途。
62、如实施方式45所述的显示装置,其中该显示屏幕的材料为一透光材料,其材料可包括玻璃屏幕,塑胶屏幕,蓝宝石屏幕,可挠曲式屏幕。
63、如实施方式45所述的显示装置,其中该基板为一不透光基板,其材料可包括,印刷电路基板,陶瓷基板,半导体基板,塑胶基板,可挠曲式基板。
64、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括多个发光二极管晶片。
65、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管可以是多个发光二极管晶片。
66、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括氮化物半导体材料。
67、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括氮化镓(GaN)半导体材料。
68、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括砷化镓(GaAs)半导体材料。
69、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括磷化镓(GaP)半导体材料。
70、如实施方式45所述的显示装置,其中该些发光二极管包括硅(Si)半导体材料。
71、如实施方式45所述的显示装置,其中该控制电路分别与该些发光二极管电性连接,用以控制该些发光二极管的发光,并用以检测该些发光二极管的收光。
72、如实施方式45所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,发光波长最小的该发光二极管用以检测光线。
73、如实施方式45所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,发光波长最大的该发光二极管用以检测光线。
74、如实施方式45所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小及最大的该些发光二极管用以发出光线,发光波长介于中间的该发光二极管用以检测光线。
75、如实施方式45所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,其余的该些发光二极管用以检测光线。
76、如实施方式45所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,其余的该些发光二极管用以检测光线。
77、如实施方式45所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以检测光线。
78、如实施方式45所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以检测光线。
79、如实施方式45所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小及最大的该些发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长介于中间的该发光二极管用以检测光线。
80、如实施方式45所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该些发光二极管用以检测光线。
81、如实施方式45所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该发光二极管用以检测光线。
82、如实施方式45所述的显示装置,其中在一个发光单元中,至少一个发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,至少一个发光二极管用以检测光线。
83、如实施方式45所述的显示装置,其中在一个发光单元中,所有该些发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该些发光二极管用以检测光线。
84、如实施方式45所述的显示装置,可以是一触控面板。
85、如实施方式45所述的显示装置,可以是一射击游戏显示器。
86、如实施方式45所述的显示装置,可以是一飞靶显示器。
87、如实施方式45所述的显示装置,可以是一手写板显示器。
88、如实施方式45所述的显示装置,其中该控制电路用以通过脉冲宽度调制(PWM)的方式控制该些发光二极管。
89、一种显示装置,包括一显示屏幕,用以显示一画面,并具有至少一功能选项,以及一基板,以及多个发光单元,设置于该基板以及该显示屏幕之间,其中每一个发光单元由多个发光二极管组成,其中,至少一个发光二极管用以检测一外部光线的射入,并输出一电信号,一控制电路,用以接收该电信号,并计算出该外部光线射入该画面的的一位置,而据以执行该画面的位于该位置上的该功能选项。
90、如实施方式89所述的显示装置,其中每一个发光二极管的该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
91、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管所发出的波长为可见光的波长,该些可见光发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
92、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管所发出的波长包括可见光的波长及不可见光的波长,该些可见光发光二极管以及该不可见光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
93、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
94、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一不可见光发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
95、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一红外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
96、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一紫外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
97、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管、一蓝光发光二极管、一红外线发光二极管、一紫外线发光二极管,其中该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
98如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光单元间的该些发光二极管可以相互作为发光元件以及光检测元件。
99、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管可以检测外部提供的光源。
100、如实施方式89所述的显示装置,可以用于触控显示装置的用途。
101、如实施方式89所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有触控显示装置的用途。
102、如实施方式89所述的显示装置,可以用于物体检测的用途。
103、如实施方式89所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有物体检测的用途。
104、如实施方式89所述的显示装置,可以用于信号传输的用途。
105、如实施方式89所述的显示装置,其中该显示屏幕为全黑时,仍具有信号传输的用途。
106、如实施方式89所述的显示装置,其中该显示屏幕的材料为一透光材料,其材料可包括玻璃屏幕,塑胶屏幕,蓝宝石屏幕,可挠曲式屏幕。
107、如实施方式89所述的显示装置,其中该基板为一不透光基板,其材料可包括,印刷电路基板,陶瓷基板,半导体基板,塑胶基板,可挠曲式基板。
108、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括多个发光二极管晶片。
109、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管可以是多个发光二极管晶片。
110、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括氮化物半导体材料。
111、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括氮化镓(GaN)半导体材料。
112、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括砷化镓(GaAs)半导体材料。
113、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括磷化镓(GaP)半导体材料。
114、如实施方式89所述的显示装置,其中该些发光二极管包括硅(Si)半导体材料。
115、如实施方式89所述的显示装置,其中该控制电路分别与该些发光二极管电性连接,用以控制该些发光二极管的发光,并用以检测该些发光二极管的收光。
116、如实施方式89所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,发光波长最小的该发光二极管用以检测光线。
117、如实施方式89所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,发光波长最大的该发光二极管用以检测光线。
118、如实施方式89所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小及最大的该些发光二极管用以发出光线,发光波长介于中间的该发光二极管用以检测光线。
119、如实施方式89所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,其余的该些发光二极管用以检测光线。
120、如实施方式89所述的显示装置,其中在每一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,其余的该些发光二极管用以检测光线。
121、如实施方式89所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以检测光线。
122、如实施方式89所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以检测光线。
123、如实施方式89所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小及最大的该些发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,发光波长介于中间的该发光二极管用以检测光线。
124、如实施方式89所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最大的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该些发光二极管用以检测光线。
125、如实施方式89所述的显示装置,其中在一个发光单元中,发光波长最小的该发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该发光二极管用以检测光线。
126、如实施方式89所述的显示装置,其中在一个发光单元中,至少一个发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,至少一个发光二极管用以检测光线。
127、如实施方式89所述的显示装置,其中在一个发光单元中,所有该些发光二极管用以发出光线,在另一个发光单元中,所有该些发光二极管用以检测光线。
128、如实施方式89所述的显示装置,可以是一触控面板。
129、如实施方式89所述的显示装置,可以是一射击游戏显示器。
130、如实施方式89所述的显示装置,可以是一飞靶显示器。
131、如实施方式89所述的显示装置,可以是一手写板显示器。
132、如实施方式89所述的显示装置,其中该控制电路用以通过脉冲宽度调制(PWM)的方式控制该些发光二极管。
133、一种显示设备,包括:透光板;基板;多个发光二极管,形成多个发光单元,配置于该基板与该透光板之间,且电性连接该基板;和控制电路,设置在所述基板上并电连接到所述每个发光二极管中,其中所述控制电路被配置成将第一控制信号施加到所述发光二极管的至少一个子集中的每一个发光二极管以在至少第一时间段期间发光,并且将第二控制信号施加到所述子集中的每一个发光二极管其于在第二时间段期间侦测响应每个子集产生的光电信号,或者所述控制电路被配置为将第一控制信号施加到所述发光二极管的至少第一子集的发光二极管发光,同时将第二控制信号施加到发光二极管的第二子集中的每一个以响应于发光二极管的第二子集中的每一个而产生的光电信号。
134、如实施方式133所述的显示装置,其特征在于,该些发光二极管包含多个可见光发光二极管。
135、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,该些发光二极管还包含一不可见光发光二极管。
136、如实施方式135所述的显示装置,其特征在于,该不可见光发光二极管包括一红外光发光二极管或一紫外光发光二极管,而该可见光发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管或一蓝光发光二极管。
137、如实施方式135所述的显示装置,其特征在于,所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到所述可见光发光二极管以发射可见光,并且同时将所述第二控制信号施加到所述不可见光光发二极管,用于响应于从可见光发光二极管发射的可见光的照射而检测由不可见光发光二极管产生的电信号。
138、如实施方式135所述的显示装置,其特征在于,其中所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到所述不可见光发光二极管以发射不可见光,并且同时将所述第二控制信号施加到所述可见光发光二极管,用于响应由不可见光发光二极管发出的不可见光的照射而检测由可见光发光二极管产生的电信号。
139、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,其中所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到第一可见光发光二极管以发射可见光并且同时将所述第二控制信号施加到第二可见光以响应由所述第一可见光发光二极管发出的可见光的照射而检测由所述第二可见光发光二极管产生的电信号。
140、如实施方式135所述的显示装置,其特征在于,其中,所述發光二極管還包括附加的不可見光發光二極管,並且所述控制電路被配置為將所述第一控制信號施加到所述附加的不可見光發光二極管以發射並同時將第二控制信號施加到不可見光發光二極管,以檢測由不可見光發光二極管產生的電信號,以響應由附加不可見光發射的不可見光的照射。
141、如实施方式135所述的显示装置,其特征在于,其中,所述显示装置限定全黑状态,并且所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到所述不可见光发光二极管以发射不可见光,并且同时将第二控制信号施加到可见光发光二极管以在全黑状态响应于从不可见光发射的不可见光照射而检测由可见光发光二极管产生的电信号。
142、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,其中,所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到所述多个发光二极管,以检测由所述发光二极管响应于被可见光照射而产生的电信号和/或从显示装置外部的光源发出的不可见光。
143、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,其中所述显示设备限定全黑状态,并且所述控制电路被配置为将所述第二控制信号施加到所述多个发光二极管,以在全黑状态下检测所述电响应于由显示设备外部的可见光和/或从光源发射的不可见光而照射由发光二极管产生的信号。
144、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,其中,所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到发光单元的发光二极管以发射第一波长的光,并且同时施加所述第二控制信号到所述发光单元的另一个发光二极管以响应于被第二波长的光照射而检测由所述另一个发光二极管产生的电信号,并且其中所述第二波长大于所述第一波长。
145、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,其中,所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到发光单元的发光二极管以发射第一波长的光,并且同时施加所述第二控制信号到所述发光单元的另一发光二极管以响应于被第二波长的光照射而检测由所述另一发光二极管产生的电信号,并且其中所述第二波长小于所述第一波长。
146、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,其中,所述控制电路被配置为将所述第一控制信号施加到发光单元的两个发光二极管以发射第一波长的光和第二波长的光,并且同时将所述第二控制信号施加到所述发光单元的另一个发光二极管以响应于由第三波长的光照射而检测由所述另一个发光二极管产生的电信号,并且其中所述第三波长在第一和第二波长之间。
147、如实施方式133所述的显示装置,其特征在于,其中所述控制电路被配置为通过使用脉宽调制来控制所述发光二极管的发光。
148、如实施方式133所述的显示装置,其特征在于,其中,所述控制电路被配置为基于所述电信号来执行触摸控制功能,物体检测功能和/或信号传输功能。
149、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,该透光板包括玻璃屏幕、塑胶屏幕、蓝宝石屏幕或可挠曲式屏幕。
150、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,该基板为一不透光基板、且包括印刷电路基板、陶瓷基板、半导体基板、塑胶基板或可挠曲式基板。
151、如实施方式134所述的显示装置,其特征在于,该些发光二极管的制造材料包括氮化物、氮化镓、砷化镓、磷化镓或硅。
152、一种显示设备,包括:透光板;基板;和多个发光二极管,形成多个发光单元,配置于该基板与该透光板之间,且电性连接该基板,其中该发光二极管包括多个可见光发光二极管以及多个不可见光的发光二极管。
为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂,下文以较佳的实施例配合附图进行详细说明。
附图说明
图1A为本发明的较佳实施例的显示装置的示意图。
图1B为本发明的较佳实施例的显示装置的功能方块图。
图2A至图2D为本发明的较佳实施例的显示装置于使用时的示意图。
图3A至图3C为本发明的另一较佳实施例的显示装置的元件及使用时的示意图。
图4A~4C显示出根据本发明实施例的控制电路和发光二极管阵列。
具体实施方式
请参阅图1A所示,其显示了依据本发明的一较佳实施例的显示装置10的元件配置的示意图,该显示装置10除了显示影像外,更可作检测光线而实现触控、物品检测及/或信号传输等功能。
显示装置10可包括一显示屏幕1001、一基板1002以及多个发光单元1003~1005(以三个为例来说明)。显示屏幕1001为透光,以使发光单元1003~1005所发出的光线可穿透显示屏幕1001;此外,显示屏幕1001可包括玻璃屏幕、塑胶屏幕、蓝宝石屏幕或可挠曲式屏幕等本技术领域中应知悉的屏幕类型。
基板1002可为不透光基板,故发光单元1003~1005所发出的部分光线朝基板1002前进时,可被基板1002反射而朝显示屏幕1001前进;此外,基板1002可包括印刷电路基板、陶瓷基板、半导体基板、塑胶基板或可挠式基板等本技术领域中应知悉的基板类型。基板1002还可包括导电线路层、接垫或连接器(图未示),以使发光单元1003~1005能易于设置基板1002上、且相互电性连接。另,基板1002与显示屏幕1001两者为相间隔设置。
该些发光单元1003~1005设置于基板1002与显示屏幕1001之间,且可设置或形成于基板1002上;此外,该些发光单元1003~1005与显示屏幕1001可相间隔设置(亦可能相贴合),此外,两者之间可设置有其他光学结构(图未示)。该些发光单元1003~1005可排列成一矩阵,且该些发光单元1003~1005作为一个像素单元,因此该些发光单元1003~1005整体上可显示出一影像,而其中一个发光单元1003~1005所发射出的光线可构成该影像的其中一像素。
该些发光单元1003~1005的每一个包含多个发光二极管1006~1008,而于本实施例中,该些发光二极管1006~1008包含多个可见光发光二极管,也就是红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管,所发出的光线的峰值波长为可见光的波长。此外,该些发光二极管1006~1008的每一个可为一或多个发光二极管片(晶粒),且该些发光二极管1006~1008的制造材料(磊晶层)可包括氮化物、氮化镓、砷化镓、磷化镓、硅等。
如图1B,显示装置10更可包含一控制电路1030,其可设置于基板1002上、并电性连接该些发光单元1003~1005的发光二极管1006~1008。控制电路1030设置成控制该些发光二极管1006~1008发光,也就是,控制电路1030可控制该些发光二极管1006~1008的何者被施加电能而发出光线,以作为发光元件用。控制电路1030还设置成通过例如脉冲宽度调制(PWM)等方式来控制发光二极管1006~1008的发光,控制发光二极管1006~1008的发光时机,使其轮流地发光。
当发光二极管1006~1008被控制不发出光线的时候,可作为一光检测元件。也就是,利用发光二极管的材料特性,当发光二极管1006~1008的任一者被光线(可见光或不可见光皆可)照射时,可产生对应的电信号;控制电路1030可接收该电信号,进而判断发光单元1003~1005的哪一个中的发光二极管1006~1008的何者被光线照射。如此,发光单元1003~1005的任一个可设置成具有接收及检测光线的功能,且发光二极管1006~1008的任一个可选择地作为发光元件及光检测元件。另,发光二极管1006~1008作为发光元件及光检测元件的切换时间较短(切换频率较高,例如可达1kHz),故使用者应不会明显地感觉到发光二极管1006~1008在闪烁。
图4A~4C显示出根据本发明实施例的控制电路1030和发光二极管阵列200。在图4A中,控制电路包括连接到发光二极管阵列200的X扫描电路301和Y扫描电路302,用于控制发光二极管阵列的各个发光二极管,连接到X扫描电路的驱动器电路303和Y扫描电路,连接到X扫描电路和Y扫描电路的电流感测电路304以及连接到驱动器电路303和电流感测电路304的微控制器单元(microcontroller unit,MCU)或控制器305。电路303控制X扫描电路和Y扫描电路向选定的发光二极管施加功率以控制它们发光。电流感测电路304使用PWM扫描来控制X扫描电路和Y扫描电路以将信号施加到选定的发光二极管以控制电流检测。MCU305控制驱动器电路303和电流感测电路304,并且可以被编程为执行在本公开中描述的各种发光和检测模式。
在图4B中,中断电路306连接到发光二极管阵列200,以控制对由数组中的发光二极管产生的电流信号的检测。MCU/MUX(multiplexer,MUX多路复用器)307连接到中断电路306.控制器308连接到驱动器电路303和MCU307。通过使用驱动器电路303来控制发光并使用中断电路306来控制光信号检测,不需要PWM扫描。
在图4C中,代替中断电路306,X中断电路309和Y中断电路310连接到LED数组200,以控制对由数组中的LED产生的电流信号的检测。MCU/MUX 311连接到X中断电路和Y中断电路。通过使用驱动器电路303来控制发光,并使用X和Y中断电路309和310来控制光信号检测,不需要PWM扫描。
在上述示例中,控制器305或308可以被配置为处理由电流感测电路304或中断电路306,309或310检测到的信号,以计算物体正在接触的透光板上的位置。
控制电路1030的组件设置在基板1002上。
请参阅图2A所示,接着将说明发光二极管1006~1008作为光检测元件的一种使用方式。发光二极管1006~1008可轮流地产生一光线(可见光)L1,因此未有产生光线L1的发光二极管1006~1008作为光检测元件。当一物体1012(例如手指,不限定为导体)接触或接近显示屏幕1001、并且位于其中一个发光单元1004上时,发光二极管1006所发出的光线L1(例如红光,或称第一光线)被物体1012反射至相邻的发光二极管1007;由于发光二极管1007此时未有发光而作为光检测元件,故可检测被物体1012反射的光线L2(或称第二光线)而产生一电信号。如此,控制电路1030(图1B)或者与显示装置10电性连接的一处理器(图未示,例如为中央处理器、微处理器等本领域所知悉的处理器)可判断出物体1012位于哪一个发光单元1003~1005的上方(前方),进而判断出物体1012位于显示屏幕1001的何处,以实现显示屏幕1001的触控功能。
请参阅图2B所示,发光二极管1006所发出的光线L1被物体1012反射时,若反射角度较大时,反射的光线L2亦可被未相邻发光二极管1008来检测而产生相应的电信号。请参阅图2C所示,当物体1012位于两个发光单元1003、1004之间时,其中一个发光单元1004所发出的光线L1被物体1012反射后的光线L2可被另一个发光单元1005检测;可知,位于不同的发光单元1003、1004亦可相互检测光线。
另说明的是,发光二极管1006~1008可相互作为发光元件以及光检测元件,并非只有发光二极管1006作为发光元件,其他颜色的发光二极管1007、1008亦可。也就是,可选择具有最大发光(峰值)波长的发光二极管(例如红光发光二极管)1006作为光检测元件,或具有最小发光波长的发光二极管(例如蓝光发光二极管)1008作为光检测元件,或具有介于中间的发光波长的发光二极管(例如绿光发光二极管)1007作为光检测元件。
请参阅图2D所示,发光二极管1006~1008除了设置成可检测其他发光二极管1006~1008的光线L1、L2,亦可设置成检测来自显示屏幕1001外的一光源1020所发出的光线L0。更具体而言,光源1020(例如可为自然光源或人造光源)所产生的光线L0(例如可为可见光或不可见光)照射到显示屏幕1001的一处或多处时,对应的发光单元1003~1005之中的发光二极管1006~1008可检测到光线L0。因此,发光单元1003~1005可依据光源1020的光线L0的亮度,来动态地调整其发光亮度。
此外,光源1020可为激光笔等照射范围较小的光源,使用者可控制光线L0照射于显示屏幕1001的一特定位置,使对应的发光单元1003~1005检测该光线L0,然后据以执行该位置上的功能选项。例如,显示装置10作为一游戏机的显示器时,该游戏机执行一射击游戏,而其操控器所发出光线L0照射到显示屏幕1001的一特定位置时,可表示该特定位置被射击到,藉此游戏机执行该位置上的功能选项。
另一方面,光源1020的光线L0可编码成光信号,照射于显示装置10的显示屏幕1011,然后由作为光检测元件的发光二极管1006~1008检测,接着由控制电路1030或外部的处理器进行光信号的解码等处理。因此,显示装置10可具有光信号传输的功能。
上述的显示装置10于显示屏幕1001于全黑时,亦可检测外部的光源1020的光线L0。更具体而言,显示屏幕1001定义有一全黑状态,于此状态中,发光单元1003~1005不会发出可见光的光线,故使用者观看显示屏幕1001会认为显示屏幕1001为黑色;于此状态中,发光二极管1006~1008皆可作为光检测元件,以检测外部的光源1020的光线L0。
以上是显示装置10的技术内容的说明,接着说明依据本发明其他实施例的技术内容,而各实施例的技术内容应可互相参考,故相同的部分将省略或简化。此外,各实施例的技术内容应可互相应用、组合搭配。
请参阅图3A至3C所示,其显示了依据本发明的另一较佳实施例的显示装置10’的示意图,显示装置10’亦包含显示屏幕1001、基板1002及多个发光单元1003、1004(以两个为例),而发光单元1003、1004除了包含可见光的发光二极管1015~1017(例如为红光、绿光、蓝光发光二极管)外,还包含一个或多个不可见光的发光二极管1018、1019。
更具体而言,不可见光的发光二极管1018、1019可包含红外光或紫外光的发光二极管,所发出的光线L1为不可见光,故不用于构成影像显示。当显示屏幕1001上有的物体1012时,光线L1被反射然后可被其他可见光的发光二极管1015~1017或不可见的发光二极管1018、1019接收。此外,不可见的发光二极管1018、1019亦可选择地作为光检测元件,以检测可见光的发光二极管1015~1017或其他不可见的发光二极管1018、1019所发出的光线L1;换言之,可见光的发光二极管1015~1017及不可见的发光二极管1018、1019可相互作为发光元件及光检测元件。不可见的发光二极管1018、1019亦可接收外部的光源1020所发出的光线L0(例如图2D)。因此,显示装置10’亦可有触控、物体检测或信号传输的功能。
另一方面,当显示屏幕1001处于全黑状态时,可见光的发光二极管1015~1017未有发出光线,但不可见光的发光二极管1018、1019仍可发出光线L1。因此,物体1020于全黑的显示屏幕1001上时,发光二极管1015~1017可检测来自发光二极管1018、1019的反射光线L2。因此,于全黑状态时,显示装置10’仍可有触控、物体检测或信号传输的功能。
于另一实施例中,可仅让不可见光的发光二极管1018、1019做光检测元件,则可见光的发光二极管1015~1017仅作为发光元件来构成显示影像用。如此,控制电路1030应可较为简化,不需切换发光二极管1015~1017作为发光元件及光检测元件。
综合上述,本发明的较佳实施例所提出的显示装置可利用发光二极管作为光检测元件,从而显示屏幕无论是处于显示状态或全黑状态时,显示装置都可实现触控、物体检测及/或信号传输等功能。此外,显示装置不会因为实现这些功能而增加大量的零组件。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式,以及阐释本发明的技术特征,并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围,本发明的权利保护范围应以权利要求为准。
Claims (20)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
一显示屏幕;
一基板;以及
多个发光单元,设置于该基板及该显示屏幕之间、且电性连接至该基板,其中,该些发光单元的每一个包括多个发光二极管,该些发光二极管的至少其中一个作为一光检测元件。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该些发光二极管包含多个可见光发光二极管。
3.如权利要求2所述的显示装置,其特征在于,该些发光二极管还包含一不可见光发光二极管。
4.如权利要求3所述的显示装置,其特征在于,该不可见光发光二极管包括一红外光发光二极管或一紫外光发光二极管,而该可见光发光二极管包括一红光发光二极管、一绿光发光二极管或一蓝光发光二极管。
5.如权利要求3或4所述的显示装置,其特征在于,该不可见光发光二极管作为该光检测元件、且设置成用以检测该可见光发光二极管所发出的该可见光。
6.如权利要求3或4所述的显示装置,其特征在于,该可见光发光二极管作为该光检测元件、且设置成用以检测该不可见光发光二极管所发出的该不可见光。
7.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,该可见光发光二极管作为该光检测元件、且设置成用以检测其他的该可见光发光二极管所发出的该可见光。
8.如权利要求3或4所述的显示装置,其特征在于,该些发光二极管还包含另一不可见光发光二极管,该不可见光发光二极管作为该光检测元件、且设置成用以检测该另一不可见光发光二极管所发出的该不可见光。
9.如权利要求3或4所述的显示装置,其特征在于,该显示屏幕定义有一全黑状态,该可见光发光二极管作为该光检测元件、且设置成于该全黑状态下,用以检测该不可见光发光二极管所发出的该不可见光。
10.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,该光检测元件设置成用以检测来自该显示屏幕外的一光源所发出的可见光及/或不可见光。
11.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,该显示屏幕定义一全黑状态,该光检测元件设置成于该全黑状态下,用以检测来自该显示屏幕外的一光源所发出的可见光及/或不可见光。
12.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,于其中一个该发光单元之中,作为该光检测元件的该发光二极管所具有的发光波长大于其他的该些发光二极管所具有的发光波长。
13.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,于其中一个该发光单元之中,作为该光检测元件的该发光二极管所具有的发光波长小于其他的该些发光二极管所具有的发光波长。
14.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,于其中一个该发光单元之中,作为该光检测元件的该发光二极管所具有的发光波长介于其他的该些发光二极管所具有的发光波长之间。
15.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,还包括一控制电路,该控制电路电性连接该些发光二极管,且设置成用以控制该些发光二极管发光、且接收该光检测元件的信号。
16.如权利要求15所述的显示装置,其特征在于,该控制电路设置成用以通过脉冲宽度调制来控制该些发光二极管发光。
17.如权利要求15所述的显示装置,其特征在于,该控制电路设置成接收该光检测元件的信号后,执行一触控、物体检测及/或信号传输功能。
18.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,该显示屏幕包括玻璃屏幕、塑胶屏幕、蓝宝石屏幕或可挠曲式屏幕。
19.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,该基板为一不透光基板、且包括印刷电路基板、陶瓷基板、半导体基板、塑胶基板或可挠曲式基板。
20.如权利要求2、3或4所述的显示装置,其特征在于,该些发光二极管的制造材料包括氮化物、氮化镓、砷化镓、磷化镓或硅。
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