CN110071164B - 一种显示基板及其亮度调节方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示基板及其亮度调节方法、显示装置；所述显示基板包括：衬底基板，以及设置于所述衬底基板上的多个像素单元；所述显示基板还包括：第一检测单元，所述第一检测单元有多个且均设置于所述显示基板的有效显示区内；每个所述所述第一检测单元均与至少一个所述多个像素单元对应设置，用于检测对应的所述像素单元的环境光强；处理单元，用于根据所述多个像素单元分别对应的所述环境光强生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调整所述多个像素单元的显示亮度。本发明针对每个像素单元进行基于环境关的亮度调节，解决显示装置亮度不均的问题，提升显示效果。

Description

一种显示基板及其亮度调节方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种显示基板及其亮度调节方法、显示装置。

背景技术

目前，各种类型的显示装置已经广泛的应用在各个领域中。其中，显示亮度对于显示装置的显示效果有着重要的影响，故一些现有的显示装置具备亮度调整功能。然而，现有的可自动调整亮度的显示装置一般采用光传感器检测环境光，显示装置上传感器数量有限，且多数位于显示装置的四周，只能检测到传感器周围的环境光，并不能精细到显示装置的各个区域，这造成了显示装置的中心区域和四周区域亮度不均问题，影响显示效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种显示基板及其亮度调节方法、显示装置，在有效显示区内针对像素单元进行基于环境关的亮度调节，解决显示装置亮度不均的问题，提升显示效果。

基于上述目的，本发明提供了一种显示基板，包括：衬底基板，以及设置于所述衬底基板上的多个像素单元；所述显示基板还包括：

第一检测单元，所述第一检测单元有多个且均设置于所述显示基板的有效显示区内；每个所述所述第一检测单元均与至少一个所述多个像素单元对应设置，用于检测对应的所述像素单元的环境光强；

处理单元，用于根据所述多个像素单元分别对应的所述环境光强生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调整所述多个像素单元的显示亮度。

在一些实施方式中，所述第一检测单元包括：远离所述衬底基板方向依次层叠设置的第一电极层、第一PIN半导体层和第二电极层；所述像素单元包括：薄膜晶体管；所述第一电极层与所述薄膜晶体管的源漏极相连，所述第二电极层与偏压控制线相连；所述偏压控制线用于向所述第一PIN半导体层施加偏压。

在一些实施方式中，所述第一检测单元和所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影至少部分重合。

在一些实施方式中，所述第一检测单元和所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影完全重合。

在一些实施方式中，所述第一检测单元还包括：仅供可见光透射的光栅；所述光栅设置在所述第二电极层远离所述衬底基板的一侧。

在一些实施方式中，所述光栅为亚波长金属光栅。

在一些实施方式中，多个所述第一检测单元与多个所述像素单元一一对应设置。

在一些实施方式中，所述显示基板还包括：设置在所述显示基板的冗余像素区内的第二检测单元，所述第二检测单元用于检测所述显示基板的整体环境光强；

所述处理单元还用于：在显示过程中，根据所述整体环境光强生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号调整所述多个像素单元的亮度。

在一些实施方式中，所述第二检测单元包括：远离所述衬底基板方向依次层叠设置的第三电极层、第二PIN半导体层和第四电极层；所述第四电极层和所述第三电极层间被施加偏压。

另一方面，本发明还提供了一种显示装置，包括：如上任意一项所述的显示基板。

再一方面，本发明还提供了一种如上任意一项所述的显示基板的亮度调节方法，包括：

通过多个所述第一检测单元分别检测每个述第一检测单元对应的所述像素单元的环境光强；

通过所述处理单元根据所述环境光强生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调整所述多个像素单元的亮度。

从上面所述可以看出，本发明提供的显示基板及其亮度调节方法、显示装置，通过设置在有效显示区内的第一检测单元对应的检测像素单元的环境光强，并基于第一检测单元检测得到的环境光强生成第一控制信号，当根据该第一控制信号调整像素单元的显示亮度后，即能够使得像素单元的显示亮度能够与其所处的光环境相匹配，可实现在不同环境光下均能显示出适合观看的显示画面，提升了显示装置的亮度均一性，进而达到较佳的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。

图1为本发明实施例中的第一检测单元的结构示意图；

图2为本发明实施例中的第一PIN半导体层的等效结构图；

图3为本发明实施例中第一检测单元与薄膜晶体管设置关系示意图；

图4为本发明实施例的显示基板的显示区域示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明实施例提供了一种显示基板，其包括：衬底基板，以及设置于衬底基板上的像素单元。像素单元有多个，且多个像素单元在衬底基板呈阵列排布，以构成显示基板的有效显示区(Ative Area，AA区)，实现图像显示功能。

本实施例的显示基板还包括：第一检测单元和处理单元。

第一检测单元设置有多个且均位于显示基板的有效显示区内。对于每一个第一检测单元，其与至少一个像素单元对应设置。第一检测单元具有光检测功能，能够检测获得其所处的光环境下的环境光强；基于第一检测单元与像素单元的对应关系，上述检测获得的环境光强即对应为与第一检测单元对应的至少一个像素单元所处光环境下的环境光强。

例如，可以将阵列排布的多个像素单元划分为多个不同的组，每组中包括若干数量的像素单元，每个组所处的位置中，对应设置一个第一检测单元，则该第一检测单元检测获得的环境光强即为该组像素单元所处光环境下的环境光强。其中，多个像素单元划分为多个不同的组时，每组像素单元包括的像素单元的数量，以及每组对应的第一检测单元的设置位置可以根据具体的应用环境和需要而灵活设置。具体的，第一检测单元可以选用光电二极管、光敏电阻等常见的光电传感器件。

处理单元与第一检测单元配合工作，用于对第一检测单元检测得到的环境光强进行处理并相应控制像素单元进行显示。具体的，处理单元先接收第一检测单元检测得到的环境光强，然后根据该环境光强生成第一控制信号，进一步通过该第一控制信号作用于像素单元，以调整像素单元的显示亮度。其中，通过环境光强相应的生成第一控制信号的具体实施方式(电信号处理程序或电信号处理电路)可通过现有技术实现，本实施例中不作具体限定。

需要说明的是，本实施例的显示基板可应用于常用的lcd显示装置或oled显示装置。当应用于lcd显示装置时，只需通过处理单元将第一控制信号作用于相应的驱动电极，以改变像素单元的开口率，实现亮度调节。当应用于oled显示装置时，只需将第一控制信号作为驱动信号施加给oled像素单元以调节其显示亮度。

可见，在本实施例中，通过设置在有效显示区内的第一检测单元对应的检测像素单元的环境光强，并基于第一检测单元检测得到的环境光强生成第一控制信号，当根据该第一控制信号调整像素单元的显示亮度后，即能够使得像素单元的显示亮度能够与其所处的光环境相匹配，可实现在不同环境光下均能显示出适合观看的显示画面，提升了显示装置的亮度均一性，进而达到较佳的显示效果。

作为优选的，还可以将多个第一检测单元与多个像素单元一一对应设置，即第一检测单元与像素单元的数量相同，且每个像素单元均对应设置有一个第一检测单元。基于第一检测单元与像素单元一一对应的设置方式，每个第一检测单元即能够检测获得每个像素单元对应的环境光强，这样能够使得对环境光的调节补偿精确到每个像素单元，最大程度的保证了显示装置的亮度均一，进一步提升了显示效果。在后续的实施例中，为实现更佳的技术效果，均以多个第一检测单元与多个像素单元一一对应设置的实施例为基础进一步说明本申请的各个具体的实施方式。需要说明的是，多个第一检测单元与多个像素单元一一对应设置只是可选的实施方式之一，第一检测单元与像素单元的数量以及对应方式，可以根据具体实施过程中的条件而灵活选择。

作为一个可选的实施例，参考图1，所述的第一检测单元2包括：远离衬底基板1方向依次层叠设置的第一电极层201、第一PIN半导体层202和第二电极层203；其中，为实现光的透射，第二电极层203选用透明金属材质，如为氧化铟锡(ITO)。参考图2，为第一PIN半导体层202的等效结构图，其包括：远离衬底基板1(图2中未示出)方向依次层叠设置的N型半导体层2021、本征层2022和P型半导体层2023。当第一PIN半导体层202被施加偏压时，环境光照射到第一PIN半导体层202后被吸收，本征层2022产生光激发电子，电子单向移动(无法穿越P型半导体层2023)由N型半导体层2021流出，生成电信号，即检测获得所述的环境光强。当第一PIN半导体层202不加电压时，则第一PIN半导体层202不导通。

本实施例中的显示基板应用于oled显示装置，则本实施例的像素单元为oled像素单元。本实施例中，所述的像素单元包括：薄膜晶体管3(TFT)和oled单元4。其中，oled单元4用作显示，而薄膜晶体管3用作oled单元4的控制开关。本实施例中，第一PIN半导体层202与薄膜晶体管3相连；薄膜晶体管3包括：源漏极301、栅极302和有源层303。具体的，第一电极层201与所述薄膜晶体管3的源漏极301相连，第二电极层203与偏压控制线5相连。通过偏压控制线5控制第一检测单元2的工作状态，当需要第一检测单元2工作时，由偏压控制线5通过第二电极层203向第一PIN半导体层202施加偏压；在结构上，偏压控制线5可以设置在显示基板的任意金属走线层中。

需要说明的是，为了更清楚的展示第一检测单元2的自身结构以及与薄膜晶体管3的连接关系，图1所示的内容进行了简化，即仅示出了一个像素单元及其对应的第一检测单元2。对于本领域技术人员来说，根据图1以及本实施例的文字记载，应可以清楚的理解和知晓本实施例的显示基板的实际结构。

在本实施例中，第一检测单元2中的第一PIN半导体层202与像素单元中的薄膜晶体管3相连，即第一检测单元2和像素单元共用一个薄膜晶体管3。基于此，参考图1和图2，本实施例的第一检测单元2的具体工作方式为：

在非显示时，由偏压控制线5通过第二电极层203向第一PIN半导体层202施加偏压，环境光照射到第一PIN半导体层202后被吸收，本征层2022产生光激发电子，电子单向移动由N型半导体层2021流出，获得对应环境光强的电信号；薄膜晶体管3导通，对应环境光强的电信号通过薄膜晶体管3连接的Data线传输，由处理单元包括的读出电路(ROIC)依序读取出每个像素单元的对应环境光强的电信号，在经过处理单元包括的放大器及类比数位转换ADC转换成数字信号，最终处理获得第一控制信号作用于像素单元，实现针对每个像素单元进行基于环境关的亮度调节。

在显示时，第一PIN半导体层202不加电压，第一PIN半导体层202不导通。薄膜晶体管3导通(此时电流不会从N型半导体层2021流到P型半导体层2023)，oled单元4的阴极401通电，激发出的电子通过电子传输层402到达有机发光层403，同时阳极405通电后，产生的空穴通过空穴传输层404到达有机发光层403，在电子和空穴的作用下，有机发光层403发光，实现图像显示。在显示过程中，各像素单元均基于第一检测单元2的第一控制信号调节显示亮度。

可见，本实施例的显示基板，在非显示时，由第一检测单元2监测环境光强，并在显示时通过第一检测单元2生成的第一控制信号作用于每个像素单元，实现针对每个像素单元进行基于环境关的亮度调节，解决亮度不均的问题，提升显示效果。此外，本实施例的显示基板中，第一检测单元2和像素单元共用一个像素单元中既有的薄膜晶体管3，电路结构上较为简单，不会增加过多的电路制作流程，有利于制造成本的控制。

作为一个可选的实施例，参考图1，第一检测单元2还包括：仅供可见光透射的光栅204。光栅204设置在第二电极层203远离衬底基板1的一侧，即环境光在照射到第一PIN半导体层202之前，会先经过光栅204。光栅204具有不可见光的过滤功能，环境光照射到光栅204后，红外/紫外等不可见光会被阻挡，可见光则会透射，并进而照射到第一PIN半导体层202。通过本实施例中的光栅204的设置，能够有效的避免环境光中的不可见光对于第一检测单元2和薄膜晶体管3的伤害和干扰，延长第一检测单元2和薄膜晶体管3使用寿命，并保证第一检测单元2的环境光强检测的准确度。光栅204的具体类型和结构形式可以根据具体的实施需要而灵活选择。具体的，本实施例中，可通过构图工艺在第二电极层203远离衬底基板1的一侧形成狭缝结构的光栅204。显然，根据具体的实施需要，光栅204也可以选择其他的类型和加工方式，只要能够实现不可见光的过滤功能即可。

作为优选的，光栅204为亚波长金属光栅。基于亚波长金属光栅具有的透射增强特性，本实施例的光栅204在过滤掉不可见光的同时，增强可见光的透射，提高第一PIN半导体层202对于可见光的吸收，有效的提高环境光强检测的灵敏度。

作为一个可选的实施例，在本实施例的显示基板中，第一检测单元和薄膜晶体管在衬底基板上的正投影至少部分重合。由于需要检测环境光，则第一检测单元需要设置在薄膜晶体远离衬底基板的一侧，而在本实施例中，将第一检测单元和薄膜晶体管二者在衬底基板正投影方向上的位置关系设置为至少部分重合，这样的设置使得第一检测单元和薄膜晶体管在空间上存在重叠，对衬底基板上的空间实现了更加高效的利用，也留出了更加充裕的布线空间，能够方便显示基板的结构设计。其中，第一检测单元和薄膜晶体管之间相互重合的多少，可以根据不同的显示基板的需要而灵活设置。

作为优选的，第一检测单元和薄膜晶体管在衬底基板上的正投影完全重合。参考图3，示出了部分阵列排布的像素单元。对于一个像素单元，oled单元4作为发光显示部分。而第一检测单元2和薄膜晶体管在衬底基板上的正投影完全重合，即使得图3仅能够看到第一检测单元2。本实施例中第一检测单元2和薄膜晶体管的设置方式最大程度的利用了空间，能够方便显示基板的设计和制作。

作为一个可选的实施例，所述的显示基板还包括：设置在冗余像素区内的第二检测单元，第二检测单元用于检测显示基板的整体环境光强。本实施例中，第二检测单元设置在冗余像素区(Dummy区)，冗余像素区是有效显示区(AA区)到非有效显示区的过渡部分，位于显示基板四周部分，参考图4所示。第二检测单元能够检测显示基板所处环境内的整体环境光强。相应的，处理单元还用于：在显示过程中，根据第二检测单元检测获得的整体环境光强生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号调整多个像素单元的亮度。在前述实施例中，由于在显示时第一检测单元不工作，这使得若在显示时，环境光线发生较大的变化，会一定程度的影响显示效果。故在本实施例中，通过第二检测单元的设置，在显示时通过第二检测单元的工作来实现对环境光的调节补偿，从而保证显示效果。

进一步的，本实施例中的第二检测单元的结构与前述实施例中的第一检测单元的结构相同。具体的，第二检测单元包括：远离衬底基板方向依次层叠设置的第三电极层、第二PIN半导体层和第四电极层。其中，第二PIN半导体层与第一PIN半导体层的结构相同。第四电极层和第三电极层用于控制第二检测单元的开关状态，当第四电极层和第三电极层间被施加偏压时，第二检测单元工作。在一些实施例中，第二检测单元也可以包括仅供可见光透射的光栅，从而实现不可见光的过滤和可见光增透效果。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括如上任意一实施例所述的显示基板。

由于应用了上述实施例所述的显示基板，则本实施例的显示装置具有能够针对每个像素单元进行基于环境关的亮度调节的效果，能够解决显示装置亮度不均的问题，提升显示效果。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示基板的亮度调节方法，该亮度调节方法应用于上述任意一实施例所述的显示基板，其包括以下步骤：

通过多个所述第一检测单元分别检测多个所述像素单元对应的环境光强；

通过所述处理单元根据所述多个像素单元分别对应的所述环境光强生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调整所述多个像素单元的亮度。

基于上述实施例的显示基板，并通过本实施例的亮度调节方法对所述显示基板的显示亮度进行调节后，能够针对每个像素单元进行基于环境关的亮度调节的效果，能够解决显示装置亮度不均的问题，提升显示效果。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示基板，包括：衬底基板，以及设置于所述衬底基板上的多个像素单元；其特征在于，所述显示基板还包括：

第一检测单元，所述第一检测单元有多个且均设置于所述显示基板的有效显示区内；每个所述第一检测单元均与至少一个所述多个像素单元对应设置，用于检测对应的所述像素单元的环境光强；

处理单元，用于根据所述多个像素单元分别对应的所述环境光强生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调整所述多个像素单元的显示亮度；

所述第一检测单元包括：远离所述衬底基板方向依次层叠设置的第一电极层、第一PIN半导体层和第二电极层；所述像素单元包括：薄膜晶体管；所述第一电极层与所述薄膜晶体管的源漏极相连，所述第二电极层与偏压控制线相连；所述偏压控制线用于向所述第一PIN半导体层施加偏压；第一检测单元中的第一PIN半导体层与像素单元中的薄膜晶体管相连，即第一检测单元和像素单元共用一个薄膜晶体管；

在非显示时，由偏压控制线通过第二电极层向第一PIN半导体层施加偏压，获得对应环境光强的电信号；薄膜晶体管导通，对应环境光强的电信号通过薄膜晶体管连接的Data线传输，由处理单元包括的读出电路依序读取出每个像素单元的对应环境光强的电信号并转换成数字信号，最终处理获得第一控制信号作用于像素单元，实现针对每个像素单元进行基于环境光的亮度调节；

在显示时，第一PIN半导体层不加电压且不导通；薄膜晶体管导通以实现图像显示；在显示过程中，各像素单元均基于第一检测单元的第一控制信号调节显示亮度。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一检测单元和所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影至少部分重合。

3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述第一检测单元和所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影完全重合。

4.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一检测单元还包括：仅供可见光透射的光栅；所述光栅设置在所述第二电极层远离所述衬底基板的一侧。

5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所述光栅为亚波长金属光栅。

6.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，多个所述第一检测单元与多个所述像素单元一一对应设置。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括：设置在所述显示基板的冗余像素区内的第二检测单元，所述第二检测单元用于检测所述显示基板的整体环境光强；

所述处理单元还用于：在显示过程中，根据所述整体环境光强生成第二控制信号，并根据所述第二控制信号调整所述多个像素单元的亮度。

8.根据权利要求7所述的显示基板，其特征在于，所述第二检测单元包括：远离所述衬底基板方向依次层叠设置的第三电极层、第二PIN半导体层和第四电极层；所述第四电极层和所述第三电极层间被施加偏压。

9.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1至8任意一项所述的显示基板。

10.一种如权利要求1至8任意一项所述的显示基板的亮度调节方法，其特征在于，包括：

通过多个所述第一检测单元分别检测每个述第一检测单元对应的所述像素单元的环境光强；

通过所述处理单元根据所述环境光强生成第一控制信号，并根据所述第一控制信号调整所述多个像素单元的亮度。

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