CN117148986A - 面板装置 - Google Patents

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CN117148986A CN202210559379.4A CN202210559379A CN117148986A CN 117148986 A CN117148986 A CN 117148986A CN 202210559379 A CN202210559379 A CN 202210559379A CN 117148986 A CN117148986 A CN 117148986A
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Abstract

本发明公开了一种面板装置，包括一触碰感应器、第一光感应器与第二光感应器、第一走线、第二走线与控制电路。触碰感应器设置于面板装置上的第一区域，用以产生一触碰感应信号。第一光感应器与第二光感应器，设置于面板装置上之第二区域，用以感应一环境光以分别产生一第一光感应信号与一第二光感应信号。第一走线耦接第一光感应器。第二走线耦接第二光感应器。控制电路连接第一走线与第二走线，同时接收第一光感应信号与第二光感应信号以决定一环境光亮度，其中第一光感应器所对应之一灵敏度与第二光感应器所对应之一灵敏度不同。

Description

面板装置
技术领域
本发明关于一种面板装置的设计，特别是一种无需增加边框尺寸而可达成有效侦测环境光亮度的面板装置。
背景技术
随着科技的迅速发展，使得可携式电子装置具有重量轻、厚度薄、电功率消耗低等优点，而被广泛地应用于许多消费性电子产品，例如智慧型手机(smart phone)、平板电脑(tablet PC)或笔记型电脑(laptop PC)等。为了提供使用者更舒适的视觉感受，现今市场对于电子装置的显示面积要求越来越高。因此，如何有效控制边框尺寸以改善显示面积为面板装置设计的重要议题。
发明内容
本发明公开了一种面板装置，包括一触碰感应器、一第一光感应器与一第二光感应器、一第一走线、一第二走线与一控制电路。触碰感应器设置于面板装置上的第一区域，用以产生一触碰感应信号。第一光感应器与第二光感应器，设置于面板装置上之第二区域，用以感应一环境光以分别产生一第一光感应信号与一第二光感应信号。第一走线耦接第一光感应器。第二走线耦接第二光感应器。控制电路连接第一走线与第二走线，同时接收第一光感应信号与第二光感应信号以决定一环境光亮度，其中第一光感应器所对应之一灵敏度与第二光感应器所对应之一灵敏度不同。
本发明公开了另一种面板装置，包括一第一光感应器与一第二光感应器、一第一走线、一第二走线与一控制电路。第一光感应器与第二光感应器，用以感应一环境光以分别产生一第一光感应信号与一第二光感应信号。第一走线耦接第一光感应器。第二走线耦接第二光感应器。控制电路连接第一走线与第二走线，同时接收第一光感应信号与第二光感应信号以决定一环境光亮度。面板装置包含一显示区域与一非显示区域，第一光感应器与第二光感应器设置于面板装置上之非显示区域，并且第一走线与第二走线分别自控制电路沿着显示区域之一垂直方向穿越显示区域并延伸至第一光感应器与第二光感应器。
附图说明
图1显示根据本发明之一实施例所述的面板装置示意图。
图2显示根据本发明之另一实施例所述的面板装置示意图。
图3显示根据本发明之一实施例所述的光感应器之范例电路图。
图4显示利用光感应器执行光感应操作时对应的信号波形图。
图5显示根据本发明之一实施例所述的复数光感应器之配置以及执行光感应操作所得之感应结果示意图。
图6显示根据本发明之第一实施例所述的面板装置示意图。
图7显示根据本发明之第一实施例所述的控制电路之一范例电路图。
图8显示根据本发明之第一实施例所述的控制电路之另一范例电路图。
图9显示根据本发明之第二实施例所述的面板装置示意图。
图10显示根据本发明之第二实施例所述的控制电路之一范例电路图。
图11显示根据本发明之第三实施例所述的控制电路之一范例电路图。
图12显示根据本发明之第三实施例所述的执行显示驱动、触碰感应操作及光感应操作的时序图。
图13显示根据本发明之一实施例所述的面板装置示意图
图14显示根据本发明之另一实施例所述的面板装置示意图。
其中，附图标记说明如下：
100,200,600,900 面板装置；
110,210,610,910,1310,1410 显示面板；
120,220,920 电路板；
121,122,223,620,1320,1420 控制电路；
133,143 共同电极；
134,144,TS_1,TS_2,TS_1’,TS_2’ 走线；
135,145 显示源极线；
136,137,146,147 画素电极；
150,250 显示区域；
300,701,801,1001,1101,ALS_1,ALS_18,ALS_R,ALS_G,ALS_B,ALS_W,ALS_C,S_11,S_12,S_1N,S_21,S_22,S_2N,S_11’,S_12’,S_1N’,S_21’,S_22’,S_2N’ 光感应器；
702,802,1002,1010 触碰感应器；
703,704,803,804,1003,1004,RX1,RX30,RX31,RX32,RX545,RX574,RX575,RX576接收垫；
705,706,1005,1006,1105 开关电路；
707-1,707-2,708-1,708-2,807,808,1007-1,1007-2,1008-1,1008-2,1107,1108,1109 类比前端电路；
1102 显示单元；
1103 显示来源垫；
ALS-G1,ALS-G1’,ALS-L 第一群光感应器；
ALS-G2,ALS-G2’,ALS-M 第二群光感应器；
ALS-S 第三群光感应器；
Bias 偏压；
CF_R,CF_G,CF_B 彩色滤光片；
Mode_Sel 模式选择信号；
P 端点；
PD 光二极体；
Reset 重置信号；
Select 选择信号；
SU1,SU30,SU31,SU32,SU545,SU574,SU575,SU576 感测单元；
SVDD 电压源；
SW1_ALS,SW1_B,SW1_G,SW1_R,SW2_ALS,SW2_SD,SW2_TP 开关装置；
T1,T2,T3,T4 电晶体；
TP_Signal 触碰感应信号；
Vout 输出电压；
具体实施方式
现今电子装置通常具备有显示、触控、接近感应(proximity sensing)、以及环境光感应(ambient light sensing)等能力。一般而言，接近感应器、环境光感应器以及其部分相关电路会设置于电子装置的边框区。然而，由于边框区被相关电路所占据的尺寸会随着感应器的数量增加而增加，使得感应器的数量调整会受限于边框区的尺寸，且在这样的设计之下也难以缩减边框区的尺寸。于以下实施例中，本发明提出了新颖的面板装置感应器设计，以及其对应的控制电路与走线设计。相较于既有技术，本发明所提出之面板装置可更有效侦测环境光亮度。此外，相较于既有技术，本发明所提出之面板装置可大幅缩短环境光亮度的侦测所需的时间并提高环境光亮度的侦测准确度。本发明所提出之面板装置无需增加边框尺寸，便可达成有效侦测环境光亮度的面板装置，以有效控制边框尺寸，甚至相较于既有技术可进一步缩减边框尺寸。
图1显示根据本发明之一实施例所述的面板装置示意图。面板装置100可以是设置于一电子装置或可携式电子装置之面板装置。面板装置100可包括一显示面板110与一电路板120。显示面板110可包括一显示区域150与一非显示区域，其中显示区域(Display Area)150又称有效区域(Active Area)，为面板装置之萤幕有效显示画面的范围，而非显示区域则为不显示画面的范围。电路板120可以是软性印刷电路板。
电路板120上可设置有控制电路121与122。根据本发明之一实施例，显示面板110可为一触控面板，控制电路121可以是用于控制显示面板110之显示与触碰感应操作的电路，并且可进一步根据触碰感应的结果控制显示面板110的显示。此外，根据本发明之一实施例，控制电路121也可进一步根据触碰感应的结果判断是否与物体近距离接触，以实施接近感应(proximity sensing)的功能。控制电路122可以是用于控制环境光感应操作的电路，并且可进一步根据环境光感应的结果控制显示面板110的显示。例如，控制电路122可将环境光感应的结果提供给控制电路121，使控制电路121可对应地调节显示面板110的亮度、或调整萤幕的色温等。
于本发明之一实施例中，控制电路121可以是一整合晶片，例如，一触碰显示驱动器整合(Touch with Display Driver Integration，缩写TDDI)晶片，而控制电路122也可以是一晶片，例如，一环境光感应器(Ambient Light Sensor，缩写ALS)驱动晶片。需注意的是，于本发明之一些实施例中，控制电路121与122的一个整体也可被视为一控制电路。
根据本发明之一实施例，面板装置100可更包括复数光感应器或者复数群光感应器，例如，图1中所示之第一群光感应器ALS-G1与第二群光感应器ALS-G2。需注意的是，于本发明之实施例中，一群光感应器可由一或多个光感应器组成。因此，本发明所述的一群光感应器并不限于必须包含一个以上的光感应器。
于图1中所示之实施例中，第一群光感应器ALS-G1可包括光感应器S_11、S_12…S_1N，第二群光感应器ALS-G2可包括光感应器S_21、S_22…S_2N，其中N为一正整数。第一群光感应器ALS-G1与第二群光感应器ALS-G2设置于面板装置100上之非显示区域，例如，显示区域150上方的区域。
根据本发明之一实施例，面板装置100可更包括复数走线，各走线可耦接于控制电路122与一光感应器之间。例如，于图1中，走线TS_1耦接于控制电路122与光感应器S_11之间，走线TS_2耦接于控制电路122与光感应器S_21之间。需注意的是，为简化说明与图示，图1中仅显示出两条走线TS_1与TS_2。于实际的配置中，走线的数量可大于或等于光感应器的总数量，也可小于或接近光感应器的总数量。
根据本发明之一实施例，控制电路122可直接连接前述耦接光感应器之走线，或者透过开关电路或类比前端电路连接到前述耦接光感应器之走线(以下段落将有更详细的介绍)。控制电路122可透过对应之走线同时接收由多个光感应器或者由多群光感应器所产生的光感应信号，以决定一环境光亮度。例如，设置于面板装置100上之非显示区域的光感应器S_11与S_21可用以感应一环境光以分别产生一第一光感应信号与一第二光感应信号，控制电路122可透过对应之走线同时接收第一光感应信号与第二光感应信号以决定一环境光亮度，其中于本发明之一实施例中，光感应器S_11所对应之一灵敏度与光感应器S_21所对应之一灵敏度不同，藉此设计可有效缩短环境光亮度的侦测所需的时间，同时提高环境光亮度的侦测准确度(以下段落将有更详细的介绍)。
需注意的是，于本发明之一实施例中，用于耦接光感应器的走线可分别自控制电路122沿着显示区域150之一垂直方向穿越显示区域150并延伸至对应之光感应器。换言之，于本发明之实施例中，用于耦接于光感应器的走线的部分布局与显示面板110的显示区域150重叠，因此，于本发明之实施例中，耦接于光感应器的走线(或者，走线的绝大部分)并非绕行于显示面板110的边框区，而是布局于显示面板110的显示区域150，藉此设计可有效缩减边框尺寸(以下段落将有更详细的介绍)。
根据本发明之一实施例，控制电路121与控制电路122可藉由薄膜覆晶结合(ChipOn Film，缩写COF)的封装方式固定于电路板120上。然而，本发明并不限于COF的封装方式。例如，控制电路121与控制电路122也可藉由玻璃覆晶结合(Chip On Glass，缩写COG)的封装方式固定于电路板120上。
图2显示根据本发明之另一实施例所述的面板装置示意图。面板装置200可以是设置于一电子装置或可携式电子装置之面板装置。面板装置200可包括一显示面板210与一电路板220。显示面板210可包括一显示区域250与一非显示区域，电路板220可以是软性印刷电路板。
于图2中所示之实施例中，面板装置200可更包括复数光感应器或者复数群光感应器，例如，第一群光感应器ALS-G1’与第二群光感应器ALS-G2’，其中。第一群光感应器ALS-G1’可包括光感应器S_11’、S_12’…S_1N’，第二群光感应器ALS-G2’可包括光感应器S_21’、S_22’…S_2N’。
图2所示之实施例与图1相似，其差别在于电路板220上设置有控制电路223，其为一整合型的控制电路，因此，关于显示面板210、电路板220、显示区域250、及光感应器的共通说明，可参考图1的相关段落，并于此不再赘述。
于图2所示之实施例中，控制电路223可以是一高度整合的晶片，例如，整合前述TDDI电路/晶片与ALS驱动电路/晶片的一晶片，用于控制显示面板210之显示与触碰感应操作并且根据触碰感应的结果控制显示面板210的显示、以及控制环境光感应操作并且根据环境光感应的结果控制显示面板210的显示。例如，控制电路223可根据环境光感应的结果对应地调节显示面板210的亮度、或调整萤幕的色温等。此外，根据本发明之一实施例，控制电路223也可进一步根据触碰感应的结果判断是否与物体近距离接触，以实施接近感应的功能。
于第2图中所示之实施例中，控制电路223可直接连接到耦接光感应器之走线，例如图中的走线TS_1’与TS_2’，或者透过开关电路或类比前端电路连接到耦接光感应器之走线。控制电路223可透过对应之走线同时接收由多个光感应器所产生的光感应信号，以决定一环境光亮度。例如，设置于面板装置200上之非显示区域的光感应器S_11’与S_21’可用以感应一环境光以分别产生一第一光感应信号与一第二光感应信号，控制电路223可透过对应之走线同时接收第一光感应信号与第二光感应信号以决定一环境光亮度，其中于本发明之一实施例中，光感应器S_11’所对应之一灵敏度与光感应器S_21’所对应之一灵敏度不同。此外，于本发明之一实施例中，用于耦接光感应器的走线可分别自控制电路223沿着显示区域250之一垂直方向穿越显示区域250并延伸至对应之光感应器。因此，于本发明之实施例中，耦接于光感应器的走线(或者，走线的绝大部分)并非绕行于显示面板210的边框区，而是布局于显示面板210的显示区域250，且走线之至少一部分与显示面板210的显示区域250重叠，藉此设计可有效缩减边框尺寸(以下段落将有更详细的介绍)。
需注意的是，为简化图示内容，图1与图2仅显示出与本发明相关之部分元件。熟悉此技艺者应可理解一面板装置或一触控面板装置当可包括其他未示于图示内的元件。
图3显示根据本发明之一实施例所述的光感应器之范例电路图。图4显示利用光感应器执行光感应操作时对应的信号波形图，用以说明光感应器于一次曝光时间中所执行的光感应操作。光感应器300可包括电晶体T1、T2、T3、T4、光二极体PD(图中以等效之电阻例示)以及电容等元件。选择信号Select之电压位准于曝光时间开始前被拉高，以导通电晶体T4。接着重置信号Reset之电压位准被拉高，以导通电晶体T1，使得P端点电压被重置于电压源SVDD的电压位准，例如，5V。接着，重置信号Reset之电压位准被拉低，以关闭电晶体T1，使光二极体PD两端跨压设定为5V，并开始进行光感应。当环境光照射到光二极体PD时，会透过光二极体PD放电，而光二极体PD的等效电阻值会随着环境光强弱而改变。环境光越强，光二极体电阻越小，电阻电容放电越快，使得P端点电压会降至越低的位准。P端点电压会透过电晶体T2与T4提供至输出端做为输出电压Vout，而电晶体T3由偏压Bias控制。例如图4所示，环境光越强，输出电压Vout的下降速度越快(下降斜率越大)。
于曝光时间尾端，选择信号Select之电压位准再度前被拉高，以导通电晶体T4，使得P端点电压可传到输出端，此时的输出电压Vout则由控制电路，例如，前述之控制电路122、223等，内的类比前端电路收回作为第一输出电压Vout1。接着，重置信号Resett之电压位准再度被拉高，将P端点电压重置于电压源SVDD的电压位准，且此时P端点电压可传到输出端，由控制电路内的类比前端电路收回作为第二输出电压Vout2。控制电路可根据第一输出电压Vout1与第二输出电压Vout2之差值取得环境光感应的结果。
更具体的说，第一输出电压Vout1与第二输出电压Vout2之差值经由类比前端电路内的类比至数位转换器(图未示)转换后可得一数值，控制电路，例如，前述之控制电路122、223等，内的处理器(图未示)可进一步根据此数值决定出一环境光亮度。然而，取决于光感应器内的感光元件(例如，图3所示的光二极体PD)的感光能力，可感应或侦测到的环境光亮度范围由一饱和上限值与一饱和下限值所界定，若第一输出电压Vout1与第二输出电压Vout2之差值等于饱和上限值，代表目前所使用的曝光时间可能过长，需减少曝光时间才能准确感应出环境光亮度。反之，若第一输出电压Vout1与第二输出电压Vout2之差值等于饱和下限值，代表目前所使用的曝光时间可能不足，需增加曝光时间才能准确感应出环境光亮度。
由于曝光时间的设定会影响感应结果，因此既有的面板装置通常需执行多次环境光感应，并于此过程中反复调整曝光时间以找出最适当的曝光时间，如此才能得到正确的感应结果。然而，这样的操作不仅费时，也会造成功率耗损。
因应上述问题，本发明提出之面板装置架构如图1与图2所示于面板装置内设置复数光感应器或者复数群光感应器，并且各光感应器或者各群光感应器对应于不同的灵敏度，相较于既有的技术可大幅缩短环境光亮度的侦测所需的时间，并且可有效提高环境光亮度的侦测准确度。
图5显示根据本发明之一实施例所述的复数光感应器之配置以及执行光感应操作所得之感应结果示意图。根据本发明之一实施例，面板装置可设置复数群光感应器，例如第一群光感应器ALS-L、第二群光感应器ALS-M与第三群光感应器ALS-S。复数群光感应器的感应器尺寸或数量可分别不同。例如，第一群光感应器ALS-L可选择大尺寸或灵敏度高的感光元件来实施，第二群光感应器ALS-M可选择中等尺寸或灵敏度中等的感光元件来实施，第三群光感应器ALS-S可选择小尺寸或灵敏度低的感光元件来实施，其中所述的感光元件可以是光二极体，而于相同的环境光强度之下，感光元件的灵敏度可表现于输出电压Vout的下降斜率。需注意的是，光感应器或感光元件的尺寸与灵敏度未必相关。于本发明之一些实施例中，也可在固定尺寸的感光元件下调整光感应器的灵敏度。此外，于本发明之一些实施例中，也可藉由调整准直孔(dimer)大小改变进光量进而达到调整对应之光感应器的灵敏度的效果。于本发明之另一些实施例中，灵敏度的调整也可以是以上一或多种方式之结合。
如图5所示，各群光感应器可包括复数光感应器，例如，在一实施例中，光感应器ALS_R、ALS_G、ALS_B、ALS_W、ALS_C。光感应器下方设置有玻璃基板与背光层，上方设置有玻璃基板与遮光材料。此外，光感应器ALS_R上方设置有涂上红色光阻之彩色滤光片CF_R，用以感应红色光亮度，光感应器ALS_G上方设置有涂上绿色光阻之彩色滤光片CF_G，用以感应绿色光亮度，光感应器ALS_B上方设置有涂上蓝色光阻之彩色滤光片CF_B，用以感应蓝色光亮度。光感应器ALS_W上方未设置彩色滤光片，可视为用以感应白色光(或自然光)亮度，而光感应器ALS_C上方则是布满遮光材料，亦称为BM(black matrix)，而其感应值可用以作为其他光感应器的感应值补偿使用。
根据本发明之一实施例，设置于光感应器上方的遮光材料可形成一或多个准直孔，而设置于不同群光感应器上方的准直孔的尺寸可分别不同。举例而言，于本发明之一实施例中，面板装置可包括第一遮光材料、第二遮光材料与第三遮光材料(例如，图中以全黑色网底填满的区域)，第一遮光材料设置于第一群光感应器ALS-L上方以形成复数第一准直孔(例如，于第一群光感应器ALS-L内之光感应器ALS_R/ALS_G/ALS_B/ALS_W上方未被遮光材料填充的复数孔洞)，第二遮光材料设置于第二群光感应器ALS-M上方以形成复数第二准直孔(例如，于第二群光感应器ALS-M内之光感应器ALS_R/ALS_G/ALS_B/ALS_W上方未被遮光材料填充的复数孔洞)，第三遮光材料设置于第三群光感应器ALS-S上方以形成复数第三准直孔(例如，于第三群光感应器ALS-S内之光感应器ALS_R/ALS_G/ALS_B/ALS_W上方未被遮光材料填充的复数孔洞)。其中第一准直孔之一尺寸大于第二准直孔之一尺寸，第二准直孔之一尺寸大于第三准直孔之一尺寸，藉此可控制射入彩色滤光片及/或光感应器的光量。
图5右侧显示出各群光感应器于一既定曝光时间之下执行光感应操作所得的感应结果，其中横轴代表光感应器之输出电压Vout或者前述输出电压的差值经由类比至数位转换器所产生的感应值(数位数值)，纵轴代表各感应值所对应的亮度大小，图中的线条绘制出感应值与亮度的对应关系，而方框定位出透过对应之光感应器(例如，绘示于左侧的光感应器)执行光感应操作所得的感应结果(例如，前述之输出电压Vout或者输出电压的差值)经类比至数位转换所得的感应值落点。
根据本发明之一实施例，复数群光感应器可同时于相同曝光时间内执行光感应操作，进而得到如图5右侧所示的感应结果。由于本发明使配置于面板装置内的光感应器具有不同的的灵敏度，因此光感应器可感应或侦测到的环境光亮度的最大值与最小值不同，或者光感应器可感应或侦测到的环境光亮度的范围不同。如图5所示之范例，第一群光感应器ALS-L内之至少一光感应器可感应或侦测到的最大环境光亮度为10K勒克斯(Lux)，最小境光亮度为0K勒克斯；第二群光感应器ALS-M内之至少一光感应器可感应或侦测到的最大环境光亮度为100K勒克斯，最小境光亮度为10K勒克斯；第三群光感应器ALS-S内之至少一光感应器可感应或侦测到的最大环境光亮度为1000K勒克斯，最小境光亮度为100K勒克斯。其中可感应或侦测到的最大环境光亮度所对应的感应值为饱和上限值，例如图中所示之4096；可感应或侦测到的最小环境光亮度所对应的感应值为饱和下限值，例如图中所示之0。
控制电路，例如，前述之控制电路122、223等，或控制电路内的处理器可判断由哪个光感应器所得的感应值介于饱和上限值与饱和下限值之间，并且根据介于饱和上限值与饱和下限值之间之感应值决定环境光亮度。于图5所示的感应结果中，由第一群光感应器ALS-L所产生之一光感应信号所对应的感应结果为数值2048，而由第二群光感应器ALS-M所产生之一光感应信号以及由第三群光感应器ALS-S所产生之一光感应信号所对应的感应结果皆为数值0，其表示目前的环境光较弱，因此是由灵敏度较高的第一群光感应器ALS-L于目前设定之既定曝光时间内准确地感应光亮度，控制电路或控制电路内的处理器可根据所得之感应值2048决定环境光亮度。同理，于环境光较强时，由第一群光感应器ALS-L所产生之一光感应信号以及由第二群光感应器ALS-M所产生之一光感应信号所对应的感应结果可能皆为数值4096，而由第三群光感应器ALS-S所产生之一光感应信号所对应的感应结果会介于饱和上限值与饱和下限值之间，因此控制电路或控制电路内的处理器可根据由第三群光感应器ALS-S所得之感应值决定环境光亮度。
由于本发明于面板装置内配置复数群灵敏度不同的光感应器，因此，各群光感应器适用于侦测不同强度的光。于本发明之实施例中，利用复数群光感应器以相同的曝光时间同时执行光感应操作，如此仅需执行一次光感应操作便可以取得准确的感应结果，因而无须如既有技术为了需要找到最适当的曝光时间而必须反复执行多次环境光感应。
需注意的是，虽图5的实施例中以5个光感应器形成一群光感应器，本发明并不限于此。于本发明之一些实施例中，也可仅以1个光感应器形成一群光感应器，例如，各群光感应器可仅包含未设置彩色滤光片的光感应器ALS_W，或者以其他数量之光感应器形成一群光感应器，例如，各群光感应器可包含设置彩色滤光片的光感应器ALS_R、ALS_G与ALS_B，或者包含未设置彩色滤光片的光感应器ALS_W与ALS_C。而于包含设置彩色滤光片的光感应器ALS_R、ALS_G与ALS_B的实施例中，控制电路可更根据感应到的红、绿、蓝色环境光亮度调整显示面板的显示色温。
参考回第1、2图，面板装置100、200可实施为触控面板装置，并且可包括复数触碰感应器(第1、2图中未示)。触碰感应器设置于面板装置100、200上的第一区域，用以感应于显示区域之触碰行为，以产生对应之触碰感应信号，其中所述第一区域可包含显示区域150、250。触碰感应器透过对应之复数走线耦接控制电路121、223，藉此自控制电路121、223接收触碰感应操作所需的驱动与控制信号(以下统称为触碰感应控制信号)，以及将产生之触碰感应信号提供给控制电路121、223。耦接触碰感应器的走线可布局于第一区域，而控制电路121、223可包括复数接收垫，电性连接前述耦接触碰感应器的走线，控制电路121、223透过这些接收垫接收触碰感应信号。此外，面板装置100、200也包括复数显示单元(第1、2图中未示)。显示单元设置于面板装置100、200上的第一区域，并透过对应之复数走线耦接控制电路121、223，藉此自控制电路121、223接收显示操作所需的驱动与控制信号(以下统称为显示控制信号)。耦接显示单元的走线可布局于第一区域，而控制电路121、223可包括复数显示来源垫，电性连接前述耦接显示单元的走线，控制电路121、223透过这些显示来源垫提供显示控制信号至对应之显示单元。
于本发明之实施例中，可利用耦接控制电路121或223的接收垫或显示来源垫的走线传递光感应信号，例如，利用前述耦接触碰感应器或显示单元的走线传递光感应信号。藉此设计可将设置于面板装置100、200上的非显示区域(可理解为第二区域)的光感应器的走线布局于第一区域，进而有效缩减边框尺寸。举例而言，于本发明之实施例中，走线TS_1、TS_1’可耦接控制电路121或223的一接收垫或一显示来源垫，或者于一些实施例中，走线TS_1、TS_1’可同时耦接一光感应器与一触碰感应器或一光感应器与一显示单元。同理，走线TS_2、TS_2’可耦接控制电路121或223的一接收垫或一显示来源垫，或者于一些实施例中，走线TS_2、TS_2’可同时耦接一光感应器与一触碰感应器或一光感应器与一显示单元，其余未绘示之走线以此类推。
图6显示根据本发明之第一实施例所述的面板装置示意图，用以说明光感应器走线的一种配置。面板装置600可包括显示面板610与控制电路620。控制电路620可为包含TDDI电路/晶片与ALS驱动电路/晶片的一控制电路，或者整合TDDI电路/晶片与ALS驱动电路/晶片的一整合晶片。
控制电路620可包括复数接收垫，例如图中所示之接收垫RX1、…RX30、RX31、RX32、..RX545、…RX574、RX575、RX576。显示面板610可包括复数触碰感应器与复数光感应器，各触碰感应器可透过对应之一走线电性连接一接收垫。此外，一触碰感应器可对应于显示面板610上之一感测单元SU，例如，图6所示之感测单元SU1～SU576，用以感应于该感测单元所覆盖的区域之触碰行为，以产生对应之触碰感应信号，而一个感测单元所覆盖的区域可包含显示面板610上的复数画素。需注意的是，图6中的接收垫与感测单元数量仅为一说明范例，本发明并不限于此。
显示面板610之一部分感测单元设置于显示区域(或，可触控区域)，例如，感测单元SU1、SU30、SU545、SU574等，而一部分感测单元设置于非显示区域(或，不可触控区域)，例如，感测单元SU31、SU32、SU575、SU576等。
根据本发明之第一实施例，利用配置给设置于非显示区域内的感测单元所使用之接收垫接收光感应信号，如此可使光感应器的走线布局于显示面板的显示区域而非边框区。更具体的说，于本发明之第一实施例中，接收垫RX31、RX32、RX63、RX64、RX575、RX576等可透过对应之走线(于图6中以实线表示)耦接至一光感应器，其余接收垫可透过对应之走线(于图6中以虚线表示)耦接至一触碰感应器，控制电路620可透过接收垫RX31、RX32、RX63、RX64、RX575、RX576等自对应之光感应器接收光感应信号，以及透过其余接收垫自对应之触碰感应器接收触碰感应信号，如此可使光感应器的走线布局于显示面板的显示区域而无须布局于边框区。需注意的是，于本发明之实施例中，设置于非显示区域内的感测单元可被配置或不被配置一触碰感应器，本发明并不限于任一种实施方式。
图7显示根据本发明之第一实施例所述的控制电路之一范例电路图，其中显示出控制电路的一部分。配置于显示面板之光感应器701与触碰感应器702分别透过对应之走线与控制电路之接收垫703与704连接到控制电路。控制电路可包括开关电路705与706。开关电路705与706可分别包括两开关装置，各开关装置耦接至一类比前端电路，其中类比前端电路707-1与708-1用以处理自触碰感应器接收之触碰感应信号，例如，对触碰感应信号执行放大、滤除杂讯、或类比至数位转换等操作，类比前端电路707-2与708-2用以处理自光感应器接收之光感应信号，例如，对光感应信号执行放大、滤除杂讯、或类比至数位转换等操作。开关电路705与706中的一个开关装置会被关闭，用以将感应器连接至对应之类比前端电路。例如，开关电路705中耦接类比前端电路707-2之开关装置会被关闭，用以将光感应器701透过对应之走线与接收垫703连接至类比前端电路707-2，使控制电路可透过接收垫703接收光感应信号。同理，开关电路706中耦接类比前端电路708-1之开关装置会被关闭，用以将触碰感应器702透过对应之走线与接收垫704连接至类比前端电路708-1，使控制电路可透过接收垫704接收触碰感应信号。藉由这样的控制电路设计，可达到利用布局于显示面板上原有的走线传递光感应信号的实施结果。
以图6之实施例做为一个说明范例，假设原本每一栏(column)最多可配置有32个触碰感应器，而于本发明之实施例中，仅保留30(或31)个触碰感应器在显示区域内，且触碰感应器的大小可选择较原先可被设置的32个触碰感应器大一点，故每一个触碰感应器的大小会比原先大一点。如此一来，便可利用配置给原本触碰感应器(例如，每一栏所减少的1～2个触碰感应器)的走线连接光感应器，使得光感应信号可经由显示面板上的显示区域传递到控制电路。
需注意的是，本发明之实施例并不限于为一个光感应器/触碰感应器配置一个类比前端电路。即，图7中所示的类比前端电路也可耦接多个光感应器/触碰感应器，并且由这些光感应器/触碰感应器共用。
图8显示根据本发明之第一实施例所述的控制电路之另一范例电路图，其中显示出控制电路的一部分。于此实施例中，光感应器与触碰感应器可共用一个类比前端电路。配置于显示面板之光感应器801与触碰感应器802分别透过对应之走线与控制电路之接收垫803与804连接到控制电路内的类比前端电路807与808，使控制电路可分别透过接收垫803与804接收光感应信号与触碰感应信号。类比前端电路807与808可被设计为具备处理自触碰感应器接收之触碰感应信号与处理自光感应器接收之光感应信号的能力。类比前端电路807与808可接收一模式选择信号Mode_Sel，并响应于模式选择信号Mode_Sel的设定值执行对应的信号处理。例如，模式选择信号Mode_Sel至少可被切换于两设定值之间，响应于第一设定值，类比前端电路807与808可执行触碰感应信号所对应的信号处理，响应于第二设定值，类比前端电路807与808可执行光感应信号所对应的信号处理。控制电路内的处理器可根据所需的信号处理分别设定需提供给类比前端电路807与808的模式选择信号Mode_Sel，藉由这样的控制电路设计，同样可达到利用布局于显示面板上原有的走线传递光感应信号的实施结果。
图9显示根据本发明之第二实施例所述的面板装置示意图，用以说明光感应器走线的另一种配置。面板装置900可包括显示面板910与控制电路920。控制电路920可为包含TDDI电路/晶片与ALS驱动电路/晶片的一控制电路，或者整合TDDI电路/晶片与ALS驱动电路/晶片的一整合晶片。
控制电路920可包括复数接收垫，例如图中所示之接收垫RX1、…RX31、RX32、..RX545、…、RX575、RX576。显示面板910可包括复数触碰感应器与复数光感应器，各触碰感应器可透过对应之一走线电性连接一接收垫。此外，一触碰感应器可对应于显示面板910上之一感测单元SU，例如，图9所示之感测单元SU1～SU576，用以感应于该感测单元所覆盖的区域之触碰行为，以产生对应之触碰感应信号，而一个感测单元所覆盖的区域可包含显示面板910上的复数画素。需注意的是，图9中的接收垫与感测单元数量仅为一说明范例，本发明并不限于此。
根据本发明之第二实施例，利用配置给设置于显示区域内的感测单元所使用之接收垫接收光感应信号，同样可使光感应器的走线布局于显示面板的显示区域而非边框区。更具体的说，于本发明之第二实施例中，接收垫RX32、RX64、…、RX576等不仅分别透过对应之走线(于图9中以虚线表示)耦接一触碰感应器，且接收垫RX32、RX64、…、RX576等所耦接的走线更延伸至显示面板910的非显示区域，且分别透过对应之延伸走线(于图9中以实线表示)耦接至一光感应器，例如图中所示之光感应器ALS_1～ALS_18。控制电路920可透过接收垫RX1～RX576自对应之触碰感应器接收触碰感应信号，并且可更透过接收垫RX32、RX64、…、RX576等自对应之光感应器接收光感应信号，如此可使光感应器的走线布局于显示面板的显示区域而无须布局于边框区。
图10显示根据本发明之第二实施例所述的控制电路之一范例电路图，其中显示出控制电路的一部分。于本发明之第二实施例中，配置于显示面板之光感应器1001与触碰感应器1002透过对应之走线连接到控制电路的同一个接收垫1003，即，光感应器1001与触碰感应器1002共用走线与接收垫1003，而配置于显示面板之另一个触碰感应器1010则是透过对应之走线连接到控制电路的接收垫1004。控制电路可包括开关电路1005与1006。开关电路1005与1006可分别包括两开关装置，各开关装置耦接至一类比前端电路，其中类比前端电路1007-1与1008-1用以处理自触碰感应器接收之触碰感应信号，例如，对触碰感应信号执行放大、滤除杂讯、或类比至数位转换等操作，类比前端电路1007-2与1008-2用以处理自光感应器接收之光感应信号，例如，对光感应信号执行放大、滤除杂讯、或类比至数位转换等操作。开关电路1005与1006中的一个开关装置会被关闭，用以将感应器连接至对应之类比前端电路。例如，开关电路1006中耦接类比前端电路1008-1之开关装置会被关闭，用以将触碰感应器1010透过对应之走线与接收垫1004连接至类比前端电路1008-1，使控制电路可透过接收垫1004接收触碰感应信号。对于共用走线与接收垫1003的光感应器1001与触碰感应器1002，可由控制电路内的处理器根据目前执行的操作动态地控制开关电路1005内的开关装置。于执行触碰感应操作时，开关电路1005中耦接类比前端电路1007-1之开关装置会被关闭，用以将触碰感应器1002透过对应之走线与接收垫1003连接至类比前端电路1007-1，使控制电路可透过接收垫1003接收触碰感应信号；而于执行光感应操作时，开关电路1005中耦接类比前端电路1007-2之开关装置会被关闭，用以将光感应器1001透过对应之走线与接收垫1003连接至类比前端电路1007-2，使控制电路可透过接收垫1003接收光感应信号。
图11显示根据本发明之第三实施例所述的控制电路之一范例电路图，其中显示出控制电路的一部分。于本发明之第三实施例中，配置于显示面板之显示单元1102透过对应之走线连接到控制电路的一个显示来源垫1103。此外，光感应器1101也透过对应之走线连接到控制电路的同一显示来源垫1103，即，光感应器1101与显示单元1102共用显示来源垫1103，控制电路透过显示来源垫1103提供显示控制信号至显示单元1102，并且透过显示来源垫1103自光感应器1101接收光感应信号。
控制电路可包括开关电路1105。开关电路1105可包括开关装置SW2_TP、SW2_SD与SW2_ALS，各开关装置耦接至一类比前端电路，其中类比前端电路1107用以处理自光感应器1101接收之光感应信号，例如，对光感应信号执行放大、滤除杂讯、或类比至数位转换等操作，类比前端电路1108可对显示控制信号进行处理，例如，执行数位至类比转换，类比前端电路1109可对触碰感应控制信号进行处理。于控制电路执行显示驱动时，开关装置SW2_SD会被关闭，用以将显示控制信号透过显示来源垫1103与对应之走线提供至显示单元1102。于控制电路执行光感应操作时，开关装置SW2_ALS会被关闭，用以透过显示来源垫1103与对应之走线自光感应器1101接收光感应信号。于控制电路执行触碰感应操作时，开关装置SW2_TP会被导通，用以提供触碰感应控制信号。
显示单元1102内可包括复数画素电路与复数开关装置，例如，开关装置SW1_R、SW1_G、SW1_B与SW1_ALS。于执行显示驱动时，控制电路可以依序关闭开关装置SW1_R、SW1_G与SW1_B，以提供显示控制信号给对应之画素电路(例如，提供对应的电压给红、绿、色画素电路)。于执行光感应操作时，控制电路关闭开关装置SW_ALS，用以自光感应器1101接收光感应信号。
根据本发明之一实施例，控制电路可于一第一时间区间(time period)接收触碰感应信号，复数光感应器可于一第二时间区间产生对应之光感应信号，其中第一时间区间与第二时间区间彼此不重叠。此外，控制电路可于一第三时间区间输出显示控制信号，其中第三时间区间与第二时间区间彼此不重叠。
图12显示根据本发明之第三实施例所述的执行显示驱动、触碰感应操作及光感应操作的时序图。图12依序绘出提供至开关装置SW1_R、SW1_G、SW1_B、SW1_ALS、SW2_SD、SW2_ALS与SW2_TP用以控制其开关状态之控制信号波形，以及接收到的触碰感应信号波形。于显示时间区间，控制电路关闭开关装置SW2_SD，并且依序关闭开关装置SW1_R、SW1_G与SW1_B，以提供对应的电压给红、绿、色画素电路。于触碰感应时间区间，控制电路关闭开关装置SW2_TP，以执行对应之触碰感应操作并接收触碰感应信号TP_Signal。于光感应时间区间，控制电路关闭开关装置SW2_ALS与SW1_ALS，以执行光感应操作并接收对应之光感应信号。
需注意的是，于本发明之其他实施例，例如前述之第一实施例，执行触碰感应的时间区间与执行光感应的时间区间可以彼此重叠。例如，控制电路可于执行触碰感应的同时执行光感应，因此，本发明并不限于图12所示的时序。
图13显示根据本发明之一实施例所述的面板装置示意图，用以说明面板装置的一种迭构。图13的主图为显示面板1310与控制电路1320的俯视图，于主图下方绘示横截面A与横截面B的侧视图。显示面板1310之显示区域可包含复数画素电极，例如画素电极136与137，画素电极下方为共同电极133。此外。于本发明之实施例中，显示面板1310之显示区域也包含复数可用以传递触碰感应信号及光感应信号之走线，例如走线134，以及用以传送显示控制信号的复数显示源极线，例如显示源极线135。于此实施例中，用以传递触碰感应信号及光感应信号之走线，例如走线134，以及用以传送显示控制信号的复数显示源极线，例如显示源极线135被设置于同一层。
图14显示根据本发明之另一实施例所述的面板装置示意图，用以说明面板装置的另一种迭构。图14的主图为显示面板1410与控制电路1420的俯视图，于主图下方绘示横截面A’与横截面B’的侧视图。显示面板1410之显示区域可包含复数画素电极，例如画素电极146与147，画素电极下方为共同电极143。此外。于本发明之实施例中，显示面板1410之显示区域也包含复数可用以传递触碰感应信号及光感应信号之走线，例如走线144，以及用以传送显示控制信号的复数显示源极线，例如显示源极线145。于此实施例中，用以传递触碰感应信号及光感应信号之走线，例如走线144，以及用以传送显示控制信号的复数显示源极线，例如显示源极线145被设置于不同层。
于本发明之实施例中，面板装置所设置的触碰感应器与光感应器可以相同制程制造。于本发明之一些实施例中，光感应器可具备触碰感应功能，或触碰感应器可具备光感应功能。此外，于本发明之实施例中，光感应器也可与显示面板的制程一起完成，即，光感应器被实施为显示面板的一部分，而非于显示面板完成后再外加的元件。
于本发明所提出之多种面板装置的设计中，面板装置配置有复数具不同灵敏度之光感应器，且利用设置于面板内的走线，例如，用以传送触碰感应信号或显示控制信号的走线来接收光感应信号，可有效节省面板装置的侧边框与下边框的面积，同时也无须额外增加控制电路的接收垫数量。特别是，各光感应器需要一条走线传送光感应信号，光感应器的数量越多，所需的走线数量越多。若将走线设置于面板装置的边框区，将会大幅增加边框区面积。藉由本发明所提出之多种面板装置的设计，则可节省面板装置的侧边框与下边框的面积，甚至可于无需增加边框尺寸的方式下同时达成高准确度且快速侦测环境光亮度的结果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种面板装置，包括：
一触碰感应器，设置于该面板装置上的一第一区域，用以产生一触碰感应信号；
一第一光感应器与一第二光感应器，设置于该面板装置上之一第二区域，用以感应一环境光以分别产生一第一光感应信号与一第二光感应信号；
一第一走线，耦接该第一光感应器；
一第二走线，耦接该第二光感应器；以及
一控制电路，连接该第一走线与该第二走线，同时接收该第一光感应信号与该第二光感应信号以决定一环境光亮度，其中该第一光感应器所对应之一灵敏度与该第二光感应器所对应之一灵敏度不同。
2.如权利要求1所述的面板装置，其特征在于，该控制电路于一第一时间区间(timeperiod)接收该触碰感应信号，该第一光感应器与该第二光感应器于一第二时间区间产生该第一光感应信号与该第二光感应信号，其中该第一时间区间与该第二时间区间彼此不重叠。
3.如权利要求1所述的面板装置，其特征在于，该第一区域包含该面板装置之一显示区域，该第二区域为该面板装置之一非显示区域，并且该第一走线与该第二走线自该控制电路沿着该显示区域之一垂直方向分别延伸至该第一光感应器与该第二光感应器。
4.如权利要求3所述的面板装置，其特征在于，该第一走线更耦接该触碰感应器。
5.如权利要求1所述的面板装置，其特征在于，还包括：
一第一遮光材料，设置于该第一光感应器上方以形成一第一准直孔；以及
一第二遮光材料，设置于该第二光感应器上方以形成一第二准直孔，其中该第一准直孔之一尺寸大于该第二准直孔之一尺寸。
6.如权利要求1所述的面板装置，其特征在于，该第一光感应器所包含之一感光元件之一尺寸大于该第二光感应器所包含之一感光元件之一尺寸。
7.如权利要求6所述的面板装置，其特征在于，于决定该环境光亮度时，该控制电路更判断该第一光感应信号所对应之一感应值与该第二光感应信号所对应之一感应值之何者介于一饱和上限值与一饱和下限值之间，并且根据介于该饱和上限值与该饱和下限值之间之该感应值决定该环境光亮度。
8.如权利要求1所述的面板装置，其特征在于，该控制电路为包括一第一接收垫、一第二接收垫与一第三接收垫之一整合晶片，该控制电路透过该第一接收垫接收该第一光感应信号、透过该第二接收垫接收该第二光感应信号、以及透过该第三接收垫接收该触碰感应信号。
9.如权利要求1所述的面板装置，其特征在于，该控制电路为包括一第一接收垫与一第二接收垫之一整合晶片，该控制电路透过该第一接收垫接收该第一光感应信号与该触碰感应信号、以及透过该第二接收垫接收该第二光感应信号。
10.如权利要求1所述的面板装置，其特征在于，还包括一显示单元，设置于该第一区域，并且该控制电路为一整合晶片，该整合晶片包括：
一显示来源垫，用以提供一显示控制信号至该显示单元，其中该显示来源垫更耦接该第一光感应器；
一第一开关装置，耦接该显示来源垫；
一第二开关装置，耦接该显示来源垫；
一第一处理电路，耦接该第一开关装置，用以输出该显示控制信号；以及
一第二处理电路，耦接该第二开关装置，用以处理该第一光感应信号，
其中于该控制电路执行显示驱动时，该第一开关装置被关闭，并且于该控制电路执行环境光感应时，该第二开关装置被关闭。
11.一种面板装置，包括：
一第一光感应器与一第二光感应器，用以感应一环境光以分别产生一第一光感应信号与一第二光感应信号；
一第一走线，耦接该第一光感应器；
一第二走线，耦接该第二光感应器；以及
一控制电路，连接该第一走线与该第二走线，同时接收该第一光感应信号与该第二光感应信号以决定一环境光亮度，
其中该面板装置包含一显示区域与一非显示区域，该第一光感应器与该第二光感应器设置于该面板装置上之该非显示区域，并且该第一走线与该第二走线分别自该控制电路沿着该显示区域之一垂直方向穿越该显示区域并延伸至该第一光感应器与该第二光感应器。
12.如权利要求11所述的面板装置，其特征在于，该第一光感应器所对应之一灵敏度与该第二光感应器所对应之一灵敏度不同。
13.如权利要求11所述的面板装置，其特征在于，还包括：
一触碰感应器，设置于该面板装置上的该显示区域，用以产生一触碰感应信号。
14.如权利要求13所述的面板装置，其特征在于，该控制电路于一第一时间区间(timeperiod)接收该触碰感应信号，该第一光感应器与该第二光感应器于一第二时间区间产生该第一光感应信号与该第二光感应信号，该第一时间区间与该第二时间区间彼此不重叠。
15.如权利要求13所述的面板装置，其特征在于，该第一走线更耦接该触碰感应器。
16.如权利要求11所述的面板装置，其特征在于，还包括：
一第一遮光材料，设置于该第一光感应器上方以形成一第一准直孔；以及
一第二遮光材料，设置于该第二光感应器上方以形成一第二准直孔，其中该第一准直孔之一尺寸大于该第二准直孔之一尺寸。
17.如权利要求11所述的面板装置，其特征在于，该第一光感应器所包含之一感光元件之一尺寸大于该第二光感应器所包含之一感光元件之一尺寸。
18.如权利要求17所述的面板装置，其特征在于，于决定该环境光亮度时，该控制电路更判断该第一光感应信号所对应之一感应值与该第二光感应信号所对应之一感应值之何者介于一饱和上限值与一饱和下限值之间，并且根据介于该饱和上限值与该饱和下限值之间之该感应值决定该环境光亮度。
19.如权利要求13所述的面板装置，其特征在于，该控制电路为包括一第一接收垫、一第二接收垫与一第三接收垫之一整合晶片，该控制电路透过该第一接收垫接收该第一光感应信号、透过该第二接收垫接收该第二光感应信号、以及透过该第三接收垫接收该触碰感应信号。
20.如权利要求13所述的面板装置，其特征在于，该控制电路为包括一第一接收垫与一第二接收垫之一整合晶片，该控制电路透过该第一接收垫接收该第一光感应信号与该触碰感应信号、以及透过该第二接收垫接收该第二光感应信号。
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