CN112102766B - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本揭示内容关于一种显示装置,包含背光电路、处理电路及时钟脉冲产生电路。背光电路用以根据控制讯号被驱动。处理电路电性连接于背光电路,且用以产生电压讯号及控制讯号。时钟脉冲产生电路电性连接于该处理电路,以接收电压讯号。时钟脉冲产生电路用以根据电压讯号及环境光传送时钟脉冲讯号至处理电路。处理电路用以根据时钟脉冲讯号中的时钟脉冲频率调整控制讯号。
Description
技术领域
本揭示内容关于一种显示装置,特别是能通过背光电路调整显示面板的亮度的装置。
背景技术
时下各类的移动电子装置上常装设有光源感测器,用以检测移动电子装置周遭的环境光源。移动电子装置能根据环境光源的亮度大小,执行对应的动作或者调整显示参数。光源感测器的装设位置或制程都会影响到移动电子装置上其他元件(如:显示屏幕)的配置,因此成为业者在设计产品上的一大课题。
发明内容
本揭示内容关于一种显示装置,包含背光电路、处理电路及时钟脉冲产生电路。背光电路用以根据控制讯号被驱动。处理电路电性连接于背光电路,且用以产生电压讯号及控制讯号。时钟脉冲产生电路电性连接于处理电路,以接收电压讯号。时钟脉冲产生电路用以根据电压讯号及环境光,传送时钟脉冲讯号至处理电路。处理电路用以根据时钟脉冲讯号中的时钟脉冲频率调整控制讯号。
本揭示内容利用光相依性的时钟脉冲产生电路作为光源感测器,使处理电路能根据时钟脉冲频率的变化判断出环境光的强弱改变。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为根据本揭示内容的部份实施例的显示装置的示意图。
图2为根据本揭示内容的部份实施例的显示装置的示意图。
图3为根据本揭示内容的部份实施例的时钟脉冲产生电路的示意图。
图4为根据本揭示内容的部份实施例的时钟脉冲讯号的校正方式示意图。
图5A为根据本揭示内容的部份实施例的时钟脉冲产生电路的示意图。
图5B为根据本揭示内容的部份实施例的时钟脉冲产生电路的时钟脉冲讯号波形图。
图6A为根据本揭示内容的部份实施例的时钟脉冲产生电路的示意图。
图6B为根据本揭示内容的部份实施例的时钟脉冲产生电路的时钟脉冲讯号波形图。
其中,附图标记:
100:显示装置
110:背光电路
120:处理电路
121:时间数字转换器
122:补偿电路
122a:校正数据
123:驱动电路
124:参考时钟脉冲电路
125:位移电路
126:位移电路
127:辅助逻辑电路
130:时钟脉冲产生电路
131:压控振荡器
132:除频器
230:时钟脉冲产生电路
231:全数字多相时钟脉冲电路
232:辅助逻辑电路
233:时间数字转换器
330:时钟脉冲产生电路
P:显示面板
Tx:晶体管开关
Ty:晶体管开关
F1:频率
F2:频率
I1-In:反相器
T1-Tn:开关元件
T1a-Tna:开关元件
Ta:延迟时间
Tb:延迟时间
Tc:时间周期
Td:时间周期
Vc:电压讯号
Sb:控制讯号
CLK1:时钟脉冲讯号
CLKa:时钟脉冲讯号
CLKb:时钟脉冲讯号
CLKx:时钟脉冲讯号
CLKy:时钟脉冲讯号
L:环境光
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
以下将以附图揭露本发明的多个个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化附图起见,一些习知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。
于本文中,当一元件被称为「连接」或「耦接」时,可指「电性连接」或「电性耦接」。「连接」或「耦接」亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外,虽然本文中使用「第一」、「第二」、…等用语描述不同元件,该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明,否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位,亦非用以限定本发明。
本揭示内容关于一种显示装置,请参阅第1及2图,本揭示内容的部份实施例所揭示的显示装置100示意图。显示装置100包含背光电路110、处理电路120、时钟脉冲产生电路130及显示面板P。在部份实施例中,显示面板P及时钟脉冲产生器130设于显示装置100的同一侧面。背光电路110及处理电路120则设于显示装置100的内部。
背光电路110的位置对应于显示面板P的像素电路(图中未示出),包含多个个发光元件(如:发光二极体)。背光电路110用以接收处理电路120发送的控制讯号Sb,并根据控制讯号Sb被驱动,以朝像素电路的方向投射光线。
处理电路120电性连接于背光电路110、显示面板P及时钟脉冲产生电路,且用以产生电压讯号Vc及控制讯号Sb。处理电路120用以执行各种运算,在部份实施例中,处理电路可以被实施为微控制单元(microcontroller)、微处理器(microprocessor)、数字讯号处理器(digital signal processor)、特殊应用集成电路(application specific integratedcircuit,ASIC)或逻辑电路。
时钟脉冲产生电路130用以接收电压讯号Vc,并根据电压讯号Vc及环境光L的大小输出时钟脉冲讯号CLK1。在本实施例中,时钟脉冲产生电路130包含具有光相依性的电子元件,使得时钟脉冲产生电路130的电气特性会随着环境光L的强弱而改变,且时钟脉冲讯号CLK1中的时钟脉冲频率将对应于环境光L的强弱。意即,时钟脉冲产生电路130作为显示装置100上「光源感测器」的一部分。
前述「环境光」指显示装置100周遭的环境亮度,例如:当显示装置100处于户外白天的环境中,环境光L的强度较高。相对地,若显示装置100处于夜间且无照明的环境,则环境光L的强度较弱。
时钟脉冲产生电路130用以传送时钟脉冲讯号CLK1至处理电路120。时钟脉冲讯号CLK1中的时钟脉冲频率反应环境光L的大小,因此处理电路120能根据时钟脉冲讯号CLK1中的时钟脉冲频率,调整该控制讯号Sb。例如:当时钟脉冲频率提升时,代表环境光L较强。此时,处理电路120可提升控制讯号Sb的电压强度,以提高背光元件110的亮度。
请参阅图1所示,时钟脉冲产生电路130装设于显示装置100上邻近于显示面板P的位置。时钟脉冲产生电路130中具有光相依性的电子元件露出于显示装置100的表面,以能检测环境光L的大小。本揭示内容系利用「时钟脉冲」来检测「环境光」,使时钟脉冲产生电路130作为数字的光源感测器。由于时钟脉冲产生电路130的体积较小,故能配置于显示面板P旁边,而不至于压缩到显示面板P的面积。
此外,在一种实施例中,时钟脉冲产生电路130可于显示面板P的制程中制作。时钟脉冲产生电路130能形成于显示面板P中的薄膜晶体管(TFT)的制程基板上,以作为显示装置上的一种薄膜晶体管感光电路(光源感测器)。意即,将时钟脉冲产生电路130作为光源感测器的作法并不会影响到显示装置100的制作效率与成本。
在部份实施例中,薄膜晶体管(TFT)的制程基板由晶体管非晶硅(a-Si)、低温多晶硅(Low Temperature Poly-silicon,LTPS)或氧化铟镓锌(Indium-Gallium-Zinc-Oxide)等技术制成,以具有光的相依性。在其他实施例中,显示面板P的制程可参考美国第US7682883号专利,但本揭示内容并不以此为限。
如前所述,时钟脉冲产生电路130具有光相依性,在环境光L变化时,时钟脉冲产生电路130的电气特性亦相应改变。电气特性可为电子元件的阻抗或晶体管开关的临界电压值。在部份实施例中,时钟脉冲产生电路130包含至少一个晶体管开关,且晶体管开关的临界电压根据环境光L而改变。处理电路120提供固定强度的电压讯号Vc至时钟脉冲产生电路,在环境光L没有变化的情况下,时钟脉冲产生电路13输出的时钟脉冲讯号CLK的时钟脉冲频率将维持固定。因此,一旦时钟脉冲讯号CLK的时钟脉冲频率改变,处理电路120即可据以判断出环境光L发生了变化。举例而言,当一个晶体管开关的临界电压(thresholdvoltage)根据环境光L的变化而降低时,时钟脉冲产生电路130产生的时钟脉冲讯号CLK1中的时钟脉冲频率将升高。
请参阅图3所示,为本揭示内容的部份实施例的时钟脉冲产生电路130示意图。在部份实施例中,时钟脉冲产生电路130可包含压控振荡器131(voltage-controlledoscillator,VCO)。处理电路120传输给时钟脉冲产生电路130的电压讯号Vc为电源电压,压控振荡器131可根据电源电压,改变输出的时钟脉冲讯号CLK的时钟脉冲频率。时钟脉冲产生电路130的压控振荡器131包含多个个反相器I1~In及多个开关元件T1~Tn,该些反相器I1~In相互串接,该些开关元件T1~Tn则电性连接于该些反相器I1~In的多个控制端。
如图3所示的电路,压控振荡器131可为环形振荡器。该些反相器I1~In的负供电端通过开关元件T1~Tn连接至接地端。在部份实施例中,开关元件T1~Tn可包含晶体管开关(如:薄膜晶体管),且反相器I1~In亦包含多个晶体管开关。晶体管开关可为N型TFT或P型TFT。根据图3所示的电路,时钟脉冲产生电路130的频率与时间能以下列特性公式表示:
前述特性公式中,tPHL的定义为时钟脉冲产生电路130控制时钟脉冲讯号CLK1由高电位变为低电位的延迟时间,意即,时钟脉冲产生电路130决定将以时钟脉冲讯号CLK1由高电位转变为低电位时的反应延迟时间。tPLH的定义则为时钟脉冲产生电路130控制时钟脉冲讯号CLK1由低电变为高电位的延迟时间,意即,时钟脉冲产生电路130决定将以时钟脉冲讯号CLK1由低电位转变为高电位的反应延迟时间。F为时钟脉冲讯号CLK1的频率。VTn、VTp则为N型TFT及P型TFT的临界电压(在本实施例中,反相器包含N型TFT或P型TFT)。由前述特性公式可知,当N型TFT及P型TFT的临界电压随着环境光的光照变强而降低时,tPHL及tPLH将会降低,而时钟脉冲频率F则会提升。
此外,在本实施例中,时钟脉冲产生电路130的压控振荡器131内包含除频器132。除频器132用以降低压控振荡器131对时钟脉冲讯号CLK1的取样数,以减少处理电路120负担。除频器132将处理后的时钟脉冲讯号CLK1传送给处理电路120。
请参阅图2所示,在部份实施例中,处理电路120包含时间数字转换器121(Time-to-Digital Converter,TDC)、补偿电路122(sensor compensator)、驱动电路123、参考时钟脉冲电路(reference clock circuit)124、位移电路125、126(level shifter circuit)及辅助逻辑电路127。时间数字转换器121通过驱动电路123产生控制讯号Sb,且通过补偿电路122及参考时钟脉冲电路124产生电压讯号Vc。
位移电路125用以将电压讯号Vc的电压电位调整至与时钟脉冲产生电路130内的操作电压一致。位移电路126则用以将时钟脉冲讯号CLK1的电压电位调整至与处理电路120内的操作电压一致,并通过辅助逻辑电路127,将处理后的时钟脉冲讯号CLK1传回时间数字转换器121。
在部份实施例中,补偿电路122内还储存有校正数据122a。校正数据122a包含频率设定值,例如:电压讯号Vc中的脉冲强度为5V时,时钟脉冲产生电路130产生的预期频率(即,频率设定值)应为3MHz。处理电路120用以根据校正数据122a对时钟脉冲产生电路130进行校正,避免时钟脉冲产生电路130因为内部晶体管开关的「片间差」而产生误差。
如图4所示,由于时钟脉冲产生电路130内晶体管开关的特性可能不同,因此时钟脉冲产生电路130接收时电压讯号Vc后,产生的时钟脉冲讯号CLK的时钟脉冲频率会因为晶体管开关之间的片间差(即,每批次生产出的晶体管间的结构差异)而有误差。举例而言:当电压讯号Vc为5V时,时钟脉冲产生电路130产生的预期频率(即,频率设定值)应为3MHz。在显示装置100未接受环境光照射的情况下,处理电路120提供「5V」的电压讯号Vc至时钟脉冲产生电路130。接着,处理电路120接收时钟脉冲产生电路130回传的时钟脉冲讯号CLK1,并判断时钟脉冲讯号CLK1的时钟脉冲频率是否与频率设定值一致?若时钟脉冲讯号CLK1中的时钟脉冲频率并未对应于频率设定值(如图4所示,频率F1为2.8MHz,与频率设定值的3MHz不同),代表时钟脉冲产生电路130应进行校正。此时,处理电路120将调整电压讯号Vc(如:提升至5.2V),使时钟脉冲讯号CLK1中的时钟脉冲频率对应于频率设定值(如图4所示,调整后的频率F2为3MHz)。处理电路120会纪录调整后的电压讯号Vc,并将调整后的电压讯号Vc「5.2V」设定为新的电压讯号Vc。
请参阅图5A及图5B所示,其中图5A为本揭示内容的其他实施例的时钟脉冲产生电路示意图。在该实施例中,时钟脉冲产生电路230包含相互串联的多个反相器I1a~Ina、全数字多相时钟脉冲电路231(all-digital multiphase clock generator)、辅助逻辑电路232及时间数字转换器233Time-to-Digital Converter,TDC),用以形成压控环状振荡器。
如图5B所示,反相器I1a~Ina用以形成数字延迟线(Delay line)。时钟脉冲产生电路230用以接收输入时钟脉冲讯号CLKa、CLKb,并输出时钟脉冲讯号CLK1。在环境光L发生变化的情况下,时钟脉冲讯号CLKa、CLKb之间会具有不同的延迟时间Ta、Tb(如:环境光L较强时的延迟时间为Ta、环境光L较弱时的延迟时间为Tb)。
在其他部份实施例中,时钟脉冲产生电路330可为其他类型的压控振荡器。请参阅图6A所示,本揭示内容的其他实施例的时钟脉冲产生电路330示意图。时钟脉冲产生电路330包含交叉耦合对电路,其包含多个电阻R1、R2、多个电容C1、C2及两个相对应的晶体管开关Tx、Ty。在该实施例中,晶体管开关Tx外露于显示装置100,以感应环境光。意即,晶体管开关Tx的临界电压根据环境光而改变、晶体管开关Ty位于显示装置100内部,其临界电压维持固定。据此,时钟脉冲产生电路330输出的时钟脉冲讯号CLK1的时钟脉冲频率亦将随着环境光而变化。时钟脉冲产生电路330的阻抗及输出的时钟脉冲频率的特性公式如下,其中Req为时钟脉冲产生电路330的输出等效阻抗值、CL则为时钟脉冲产生电路330的输出负载电容:
请参阅图6B所示,为时钟脉冲产生电路330输出的时钟脉冲讯号CLK1的变化示意图。在显示装置100位于漆黑环境中(即,未受到光照时),时钟脉冲讯号CLKX的时间周期为Tc。而在显示装置被环境光照射时,晶体管开关Tx的临界电压变低,此时为时钟脉冲产生电路330输出的时钟脉冲讯号CLKy的时间周期Td将变短。意即,时钟脉冲讯号CLKy的频率变高。
前述各实施例中的各项元件、方法步骤或技术特征,可相互结合,而不以本揭示内容中的文字描述顺序或附图呈现顺序为限。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
一背光电路,用以根据一控制讯号被驱动;
一处理电路,电性连接于该背光电路,且用以产生一电压讯号及该控制讯号;以及
一时钟脉冲产生电路,电性连接于该处理电路,以接收该电压讯号,其中该时钟脉冲产生电路用以根据该电压讯号及一环境光传送一时钟脉冲讯号至该处理电路,该处理电路用以根据该时钟脉冲讯号中的一时钟脉冲频率调整该控制讯号;
其中,该时钟脉冲产生电路包含具有光相依性的电子元件,使得时钟脉冲产生电路的电气特性会随着该环境光的强弱而改变,且该时钟脉冲讯号中的时钟脉冲频率将对应于该环境光的强弱。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该时钟脉冲产生电路包含至少一个晶体管开关,该至少一个晶体管开关的一临界电压根据该环境光而改变。
3.如权利要求2所述的显示装置,其特征在于,该至少一个晶体管开关的该临界电压根据该环境光的变化而降低时,该时钟脉冲产生电路产生的该时钟脉冲讯号中的该时钟脉冲频率将升高。
4.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该时钟脉冲产生电路包含多个相互串接的反相器。
5.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该时钟脉冲产生电路包含一压控振荡器。
6.如权利要求5所述的显示装置,其特征在于,该压控振荡器为一环型震荡器。
7.如权利要求5所述的显示装置,其特征在于,该时钟脉冲产生电路还包含一除频器,用以降低该压控振荡器对该时钟脉冲讯号的取样数。
8.如权利要求5所述的显示装置,其特征在于,该压控振荡器包含一交叉耦合对电路,该交叉耦合对电路包含两个相对应的晶体管开关,该些晶体管开关中的一个晶体管开关的一临界电压根据该环境光而改变。
9.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该处理电路储存有一校正数据,该校正数据包含一频率设定值,该处理电路用以根据该频率设定值,对该时钟脉冲产生电路进行校正。
10.如权利要求9所述的显示装置,其特征在于,在该显示装置未接受该环境光的照射,且该处理电路判断该时钟脉冲讯号中的该时钟脉冲频率并未对应于该频率设定值时,该处理电路调整该电压讯号,使该时钟脉冲讯号中的该时钟脉冲频率对应于该频率设定值。
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