CN1932592A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置及其驱动方法。该显示装置包括:显示面板,分成边缘区域以及第一和第二显示区域;多个第一和第二像素,分别形成在该第一和第二显示区域;光源,用于向该显示面板照射光;多个光学传感器,形成在该边缘区域或该第一显示区域,接收外部光以产生与该外部光亮度相应的传感信号;传感信号处理器,基于该传感信号决定当前的亮度条件,以产生亮度控制信号;以及光源控制器,用于根据该亮度控制信号控制该光源的亮度。根据本发明,通过基于从多个光学传感器输出的传感信号控制光源的亮度,可减少显示装置的能量损耗。

Description

显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其驱动方法,更具体地,涉及一种透反式液晶显示器及其驱动方法。
背景技术
通常,液晶显示器(LCD)包括两个具有像素电极和公共电极的显示面板以及插入在该两个显示面板之间并具有介电各向异性的液晶层。该像素电极以矩阵形式布置并与例如薄膜晶体管(TFT)的开关元件连接,以使得能向像素电极一行接一行施加数据电压。该公共电极形成在显示面板的整个表面上,并向公共电极施加公共电压。从电路观点来看,像素电极、公共电极以及插入其间的液晶层形成一液晶电容器,并且液晶电容器和与之相连的开关元件成为形成一个像素的基本单元。
在液晶显示器中,向这两个电极施加电压以便在液晶层中产生电场,通过调整电场强度调节穿过液晶层的光的透射系数,从而获得预期的图像。
由于液晶显示器是一种不能自发光的光接收(light-receiving)显示装置,因此液晶显示器使得从独立提供的背光的灯发出的光穿过液晶层,或使得例如自然光的外部光在反射该光再次穿过液晶层之前穿过液晶层。前者被称作透射式液晶显示器,后者被称作反射式液晶显示器,并且后一种液晶显示器用于中等尺寸的显示装置。此外,利用背光或依赖于环境的外部光的透反式液晶显示器或者反射-透射式液晶显示器已发展成主要用在中等尺寸的显示装置中。
此外,例如移动电话和笔记本PC上的中等尺寸的液晶显示器,是便携式装置。因此,减少能量消耗会提升更长的使用小时数和灵活性。
在背景技术部分公开的上述信息仅仅是为了加强对本发明背景的理解,因此,其还可包括不构成现有技术的对本领域普通技术人员来说在该地区中是已知的那些信息。
发明内容
本发明试图提供一种能够减少能量消耗的显示装置及其驱动方法。
为了解决上述问题,根据本发明的示范性实施方式,一种显示装置包括:被分成边缘区域以及第一和第二显示区域的显示面板;多个第一和第二像素,分别形成在第一和第二显示区域;光源,用于向显示面板上照射光;多个光学传感器,形成在边缘区域或第一显示区域并且接收外部光以产生与外部光的亮度相应的传感信号;传感信号处理器,基于该传感信号决定当前的亮度条件以产生亮度控制信号;光源控制器,用于根据亮度控制信号控制光源的亮度。第一和第二像素分别包括第一和第二像素电极,并且第一像素电极比第二像素电极大。
第一像素电极包括一透明电极和一反射电极,并且至少一个光学传感器可以形成在该反射电极下方。
该显示装置可进一步包括一光阻元件,其形成在边缘区域,并且至少一个光学传感器可以形成在该光阻元件下方。
该光学传感器可产生传感信号,并包括由薄膜晶体管形成的光学传感元件。
该光学传感器可输出传感信号,并还包括由薄膜晶体管形成的开关元件。
该第一像素电极可以是该第二像素电极的三倍或更大。
该传感信号处理器处理从该多个光学传感元件输出的传感信号,以便将该传感信号转变为多个数字信号,并且,当该多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量多于预定的数量时,决定与数字信号相应的具有与当前亮度条件相同数值的亮度条件。
当该多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量少于预定的数量时,该传感信号处理器能够保持之前的亮度条件作为当前的亮度条件。
根据本发明的另一个实施方式,一种显示装置包括:显示面板,包括多个像素;光源,用于向该显示面板照射光;多个光学传感器,接收外部光以产生与外部光的亮度相应的传感信号;传感信号处理器,处理从该多个光学传感器输出的传感信号,以便将该传感信号转变为多个数字信号,并且,当该多个数字信号中具有相同数值的数字信号的数量多于预定的数量时,决定与数字信号相应的具有与当前亮度条件相同数值的亮度条件,以便产生亮度控制信号;光源控制器,用于根据亮度控制信号控制光源的亮度。
该传感信号处理器可包括一开关单元,其为每个预定时间顺序地选择从多个光学传感器输出的传感信号。
该预定时间可以是至少一个帧单元。
该传感信号处理器可包括一A/D转换器,其将该传感信号转变成数字信号,并具有滞后特性(hysteresis characteristic)。
该A/D转换器可包括至少一个比较器。
根据本发明的另一个实施方式,一种显示装置的驱动方法包括:通过接收外部光产生多个传感信号;基于该多个传感信号,将信号转变成多个表示亮度条件的数字信号;当该多个数字信号中的具有相同数值的数字信号数量多于预定的数量时,决定与数字信号相应的具有与当前亮度条件相同数值的亮度条件;根据当前亮度条件产生亮度控制信号;以及根据该亮度控制信号控制光源。
该光源可以是发光二极管。
附图说明
下面简要描述的附图说明了本发明的示范性实施方式,并结合说明书用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明一种示范性实施方式的液晶显示器的框图。
图2为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器一个像素的等效电路图。
图3为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的分解透视图。
图4为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的显示屏的视图。
图5为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的像素电极的示意图。
图6为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的光学传感单元和传感信号处理器的框图。
图7A和图7B为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的一个光学传感器的电路图。
图8A和图8B分别为施加到图7A和图7B中所示的光学传感器的信号的时序图。
图9为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的信号转换器的电路图。
图10为图9中所示的信号转换器的输入/输出特性的曲线图。
具体实施方式
接下来,将参照示出本发明优选实施方式的附图,更加全面地说明本发明。
在附图中,为了清楚而将层、薄膜、面板、区域等的厚度夸大了。说明书中相同的参考数字表示相同的元件。应当理解,当例如层、薄膜、区域或基底的元件被提到位于另一个元件“上”时,其可以是直接位于其它元件上或可能存在介入元件。相反,当一元件被提到“直接位于”另一个元件“之上”时,不存在介入元件。
首先,参照附图1至5详细说明本发明一示范性实施方式的液晶显示器
图1为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的框图,图2为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的一个像素的等效电路图。图3为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的分解透视图,图4为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的显示屏的视图,而图5为根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器的像素电极的示意图。
如图1所示,根据本发明该示范性实施方式的液晶显示器包括:液晶面板部件300、与该液晶面板部件300连接的栅极驱动器400和数据驱动器500、连接到该数据驱动器500的灰度等级电压发生器800、向该液晶面板部件300照射光的照明单元900、光学传感单元700、传感信号处理器750、以及信号控制器600。
从等效电路的观点来看,该液晶面板部件300包括多个信号线G1至Gn和D1至Dm以及基本上以矩阵形式布置并与该多个信号线G1至Gn和D1至Dm连接的多个像素PX。此外,参见图2,该液晶面板部件300包括下面板100和上面板200、以及在二者之间插入的液晶层3。
该信号线G1至Gn和D1至Dm包括多个发出栅极信号(也称作“扫描信号”)的栅极线G1至Gn、以及多个发出数据信号的数据线D1至Dm。栅极线G1至Gn基本上在行方向上延伸并布置成基本上相互平行,数据线D1至Dm基本上在列方向上延伸并布置成基本上相互平行。
每个像素PX,例如与第i个(i=1、2、...、n)栅极线Gi和第j个(j=1、2、...、m)数据线Dj相连的像素Px,包括与信号线Gi和Dj相连的开关元件Q、以及与该开关元件Q相连的液晶电容器Clc和存储电容器Cst。如果必要,存储电容器Cst可以省略。
开关元件Q为一例如薄膜晶体管的三个端子的元件,设置在下面板100上。在开关元件Q中,控制端与栅极线Gi相连,输入端与数据线Dj相连,输出端与液晶电容器Clc和存储电容器Cst相连。
液晶电容器Clc具有下面板100的像素电极191和上面板200的公共电极270作为两端,插入在该电极191和270之间的液晶层3起电介质作用。像素电极191与开关元件Q连接,公共电极270形成在上面板200的整个表面上,并将一公共电压Vcom施加给该公共电极270。与图2不一样,该公共电极270可以设置在下面板100上。如果是这样的话,这两个电极191和270至少一个可形成为线形或棒形。
附属于液晶电容器Clc的存储电容器Cst形成为设置在下面板100中的单独的信号线(未示出),像素电极191以在中间插入绝缘体的方式相互重叠,该单独的信号线施加有一预定电压,例如公共电压Vcom。然而,存储电容器Cst形成作为像素电极191重叠在前面的栅极线上,在栅极线上直接定位有一绝缘体作为介质。
同时,为了实现彩色显示,每个像素PX显示三基色中的一种特定的颜色(空间分割),或者基于时间交替显示三基色(时间分割),从而通过根据空间和时间来求和三基色获得预期的色彩。例如,三基色为红、绿和蓝三种基色。例如图2所示,在空间分割中,在与像素电极191相应的上面板200区域中,每个像素PX具有一彩色过滤器230表示三基色之一。与图2不同,该彩色过滤器230可以形成在下面板100的像素电极191的上方或下方。
至少一个用于使光偏振的偏振器(未示出)附着于液晶面板部件300的外表面。
回到图1,灰度等级电压发生器800产生与像素PX的透射系数相关的两对灰度等级电压组(或基准灰度等级电压组)。关于该公共电压Vcom,一对具有正的数值,另一对具有负的数值。
栅极驱动器400与液晶面板部件300的栅极线G1至Gn连接,并向该栅极线G1至Gn施加由栅极导通电压Von和栅极关闭电压Voff组成的栅极信号。
数据驱动器500与液晶面板部件300的数据线D1至Dm相连,从灰度等级电压发生器800中选择一灰度等级电压,然后将该灰度等级电压施加给数据线D1至Dm作为数据信号。然而,当该灰度等级电压发生器800不提供与所有灰度级相应的电压,而是提供预定数量的基准灰度等级电压时,该数据驱动器200分割该基准灰度等级电压以产生与所有灰度级相应的灰度等级电压,并在该灰度等级电压中选择一数据信号。
光学传感单元700包括多个产生与该光亮度相应的传感信号Vp的光学传感器(参见图7A和图7B)。
传感信号处理器750接收来自该光学传感单元700的传感信号Vp,执行预定的信号处理,并接着产生一亮度控制信号Vdim。
照明单元900包括灯单元910和灯控制器920。灯单元910包括多个荧光灯或多个例如发光二极管(LED)的发光器件,灯控制器920基于来自传感信号处理器750的亮度控制信号Vdim控制流进该灯单元910的电流,以调节照射在液晶面板部件300上的光强度。
信号控制器600控制栅极驱动器400、数据驱动器500、光学传感单元700、传感信号处理器750和照明单元900。
这些驱动器400、500、600、750、800和920每个都可以以至少一个IC芯片的形式直接安装在液晶面板部件300上、或直接安装在软性印刷电路薄膜(未示出)上以便以TCP(tape carrier package,带载封装)的形式附着于液晶面板部件300、或安装在分离印刷电路板(PCB)(未示出)上。否则,这些驱动器400、500、600、750、800和920可以与信号线G1至Gn和D1至Dm以及开关元件Q等一起直接安装在液晶面板部件300上。这些驱动器400、500、600、750、800和920还能集成到一单独的芯片中。在这种情况下,它们中的至少一个或形成这些驱动器的一电路元件可设置在该单独的芯片之外。
同时,如图3所示,在结构上,根据本发明的示范性实施方式的液晶显示器包括具有显示单元330和向显示单元330提供光的背光单元340的液晶模块350,以及容纳该液晶模块350的上框架361和下框架362。
显示单元330包括液晶面板部件300、集成芯片610和FPC基底620。
在结构上,如图2和3所示,该液晶面板部件300包括下面板100和上面板200、插入在两者之间的液晶层3,和限定显示区域P2和P3的光阻元件220,并且大部分像素和显示信号线G1至Gn和D1至Dm位于该显示区域P2和P3内。由于上面板200比下面板100小,下面板100的区域P4被曝露。在区域P4中,安装有集成芯片610,并附着有FPC基底620。
该集成芯片610由单独的芯片形成,并且包括用于驱动液晶显示器的单元,即,栅极驱动器400、数据驱动器500、信号控制器600、传感信号处理器750、灰度等级电压发生器800以及灯控制器920。
由于这些单元400、500、600、750、800和920被集成到该集成芯片610中,有可能减少安装面积以及能量消耗。
如果必要,每个处理单元或在每个处理单元中使用的电路元件可布置在该集成芯片610之外。
FPC基底620接收来自外部装置的信号,以便将该信号传送到集成芯片610或液晶面板部件300,并且该FPC基底620一端通常由一连接器(未示出)形成,以便允许容易与外部装置连接。
背光单元340包括产生光的灯单元、将来自灯单元的光引导向显示单元330的光导342、各种光薄板343、以及反射器344。
灯单元包括产生光的灯341以及安装有灯341的灯基底345。如图3所示,灯341可使用至少一个发光元件或使用至少一个荧光灯(未示出),如果必要的话。
在使用荧光灯的情况下,该荧光灯可布置在光导342的一端或两端,否则,其可布置在替代光导342的扩散体下,此外,还可使用呈L状的荧光灯。
光导342位于液晶面板部件300下方,形成为与液晶面板部件300相应的尺寸,并通过改变利用灯单元产生的光的光路引导光,以便向液晶面板部件300提供光。
各种类型的光薄板343布置在光导342上,以使得朝向液晶面板部件300的光亮度均匀,反射器344布置在光导342下,以便通过反射从光导342泄露的光朝向液晶面板部件300提高光效率。
显示单元330和背光单元340由称作模型框架364的框架保持,以形成液晶模块350。显示单元330设置在该模型框架364上,从而其底部面对该模型框架364,背光单元340由设置在下方的下框架362保持。设置在显示单元330之上的上框架361与模型框架364组合,以便将显示单元330和背光单元340固定到该模型框架364。
如图4所示,显示区域P2和P3包括显示静止图片和动态图片的主要显示区域P2和显示预定图标信息的副显示区域P3,该预定图标信息例如为时间、电池剩余电量、SMS通知等。优选地,这些预定的图标信息稳定地显示,而不管在显示区域P2中显示的图片。
如图5中所示,显示区域P2和P3的每个像素电极191都包括一透明电极192和位于其上的反射电极194。该透明电极192由例如ITO或IZO的透明导电材料组成,而反射电极194由例如铝、银、铬或其合金的反射金属组成。反射电极194具有曝露透明电极192的一透射窗口195。称作黑矩阵的光阻元件(未示出)形成在各个像素电极191之间,以便防止光从像素电极191之间泄露。
透反式液晶显示器可以分成透射区域TA和反射区域RA,它们分别由透明电极192和反射电极194限定。更具体地,位于透射窗口195下方的一部分是透射区域TA,位于反射电极194下方的一部分是反射区域RA。
当来自背光单元340进入下面板100(后侧)的光透过液晶层3至上面板200(前侧)以便从上面板200发出时,在透射区域TA中进行显示。当进入前侧的外部光进入液晶层和被反射电极194反射并再次穿过液晶层以便从前侧出去时,在反射区域RA中进行显示。
副显示区域P3的像素电极191基本上比显示区域P2的像素电极至少大三倍。如图5所示,副显示区域P3具有显示区域P2的像素分辨率三分之一的像素分辨率。
因此,虽然三个数据线D1至Dm组成一个单元,这三个中仅仅一个在这两个显示区域P2和P3中连续延伸,剩余的两个仅仅在主显示区域P2中延伸。然而,区域P2和P3中的每个像素分辨率可与上述描述的不同,数据线D1至Dm也可不同地布置。
与主显示区域P2相比,显示区域P3具有一相对大的反射区域RA。因此,如果在利用反射区域RA进行显示的反射模式中进行工作,即使长时间显示预定图标信息,也可减少能量损耗。
接下来,将详细说明该液晶显示器的工作。
信号控制器600接收来自外部图形控制器(未示出)的输入图像信号(R、G或B)以及控制图像显示的输入控制信号。该输入图像信号(R、G或B)包括每个像素PX的亮度信息,且亮度具有预定的灰度等级水平值,例如1024(=210)、256(=28)、或64(=26)灰度等级水平。该输入控制信号例如是垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据启动信号DE等。
信号控制器600根据液晶面板部件300和数据驱动器500的工作条件、在输入图像信号R、G和B以及输入控制信号的基础上,适当地处理该输入图像信号R、G和B,并产生栅极控制信号CONT1、数据控制信号CONT2、传感控制信号CONT3、传感数据控制信号CONT4和灯控制信号CONT5,并将栅极控制信号CONT1传递给栅极驱动器400,将数据控制信号CONT2和已处理的图像信号DAT传递给数据驱动器500,将传感控制信号CONT3传递给光学传感单元700,将传感数据信号CONT4传递给传感信号处理器750,并将灯控制信号CONT5传递给灯控制器920。
栅极控制信号CONT1包括用于指示扫描启动的扫描启动信号STV和至少一个用于控制栅极-导通电压Von的输出周期的时钟信号。该栅极控制信号CONT1还可进一步包括定义栅极-导通电压Von持续时间的输出启动信号OE。
数据控制信号CONT2包括用于通告图像数据关于一行像素PX转变启动的水平同步启动信号STH,命令向数据线D1至Dm施加数据信号的加载信号LOAD,以及数据时钟信号HCLK。该数据控制信号CONT2还可包括将数据信号的电压极性关于公共电压Vcom反转(下文中,“关于公共电压Vcom的数据信号电压极性”简写为“数据信号极性”)的反转信号RVS。
根据来自信号控制器600的数据控制信号CONT2,数据驱动器500关于一行像素PX接收数字图像信号DAT,通过选择与每个数字图像信号DAT相应的灰度等级电压,将该数字图像信号DAT转变成模拟数据信号,并将该转变的模拟数据信号施加给数据线D1至Dm
栅极驱动器400根据来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1将栅极-导通电压Von施加给栅极线G1至Gn,以便导通连接到栅极线G1至Gn的开关元件Q。因此,施加到线D1至Dm上的数据信号数据通过导通的开关元件Q被施加给相应的像素PX。
施加到像素PX和公共电压Vcom的数据电压之间的差异利用液晶电容器Clc的电荷电势表示,即像素电压。液晶分子根据像素电压的大小而排列不同,从而通过液晶层3改变光的偏振。该偏振的改变利用通过附着于液晶面板部件300的偏振器的光透射系数的变化表示。
上述步骤在每一个水平周期(其表示为“1H”,与水平同步信号Hsync和数据启动信号DE的一个周期相等)重复执行。按照这种方式,栅极-导通电压Von被依次地施加给所有栅极线G1至Gn,数据信号被施加给所有像素PX,从而显示一帧图像。
当一帧结束时,下一帧开始,控制施加给数据驱动器500的反转信号RVS的条件,从而使得施加给每个像素PX的数据信号极性变成与前一帧的极性相反(“帧反转”)。这时,甚至在一帧中,根据反转信号RVS的特性,流经一个数据线的数据信号的极性可被反转(例如:行反转,点反转),施加给一个像素行的数据信号极性可相互不同(例如:列反转,点反转)。
接下来,将参照图6至10,对本发明示范性实施方式的液晶显示器的光学传感单元和传感信号处理器进行更加详细的说明。
图6为根据本发明示范性实施方式的液晶显示器的光学传感单元和传感信号处理器的框图。图7A和图7B为根据本发明示范性实施方式的液晶显示器的光学传感器的等效电路图。图8A和图8B分别为施加给图7A和图7B中所示光学传感器的信号的时序图。图9为根据本发明示范性实施方式的液晶显示器的信号转换器的电路图,图10为图9中所示信号转换器的输入/输出特性曲线图。
在图6中,光学传感单元700包括五个光学传感器701至705。然而,光学传感器701至705的数量不限于五个,如果必要的话还可增加和减少。该传感信号处理器750包括依次连接的开关单元751、放大器753、抽样和保持单元755、信号转换单元757和计算单元759。
作为光学传感单元700的一个实施方式,如图7A中所示,每个光学传感器701至705都包括光学传感元件Qp和与之相连的开关元件Qs。
该光学传感元件Qp为一个例如薄膜晶体管的三端子元件,其控制端和输入端分别与控制电压Vsg和输入电压Vsd相连,其输出端与开关元件Qs相连。关于光学传感元件Qp,当光照射在信道单元半导体上时,由非晶硅或多晶硅(多晶体硅)组成的信道单元半导体形成一光电流,并且该光电流在输入电压Vsd下在开关元件Qs方向中流动。
开关元件Qs也是一个三端子元件,其控制端和输入端分别与传感开关信号Vsw的输出端和光学传感元件Qp相连,其输出端与传感信号处理器750相连。如图8A所示,当传感开关信号Vsw变成打开开关元件Qs的高电压时,开关元件Qs将光电流作为信号Vp输出至输出端。
在此,传感开关信号Vsw对每个帧变成高电压,使得传感信号处理器750为每个帧读取传感信号Vp。因此,任何一个扫描启动信号STV或栅极信号都能够用作开关信号Vsw。也可以使用单独的信号。考虑到光学传感元件Qp的工作范围,将控制电压Vsg和输入电压Vsd的值设置为DC电压。
相反,如图7B所示,光学传感器701至705中的每个都包括光学传感元件Qp。
光学传感元件Qp为一个例如薄膜晶体管的三端子元件,其控制端和输入端分别与控制电压Vsg和输入电压Vsd相连,其输出端与传感信号处理器750相连。如图8B所示,在光照射在光学传感元件Qp的信道单元半导体上的同时,当控制电压Vsg变成高电压时,由非晶硅或多晶硅组成的信道单元半导体形成一光电流,并且光学传感元件Qp输出该光电流至输出端作为传感信号Vp。
这里,控制电压Vsg对每个帧变成高电压,使得传感信号处理器750为每个帧读取传感信号Vp。考虑到光学传感元件Qp的工作范围,为控制电压Vsg的高电压和低压设置数值。
光学传感单元700与液晶面板部件300连同信号线G1至Gn和D1至Dm以及开关元件Q等一起集成,并形成在液晶面板部件300的边缘区域P1或副显示区域P3的反射电极194的下方。在光阻元件处或光学传感元件Qp的信道单元的上部分的反射电极194处形成一开口,以便外部光能够进入该光学传感元件Qp的信道单元。这样,当形成光学传感元件Qp时,主显示区域P2和副显示区域P3的透射区域TA没有减少,这保持透射模式的亮度不减少。
开关单元751被输入来自光学传感器701至705的每一个的传感信号Vp,并根据信号控制器600的开关信号SW输出其中一个给放大器753。对于预定的时间单位,开关信号SW依次选择光学传感器701至705之一。该预定的时间单位可以是一帧或更多。因此,开关单元751为每个预定的时间单位依次输出来自光学传感器701至705的每个传感信号Vp。
在将来自开关单元751的传感信号Vp放大并过滤为适当的信号水平后,放大器753输出该传感信号Vp至抽样和保持单元755。
抽样和保持单元755根据来自信号控制器600的抽样保持信号SH适当的提取来自放大器753的信号,以便输出该信号至信号转换单元757。
如图9所示,信号转换单元757包括两个比较器COMP1和COMP2,并且其接收从抽样和保持单元755提取的模拟传感信号Vp’,并将该模拟传感信号转变成数字信号Vout。比较器COMP1和COMP2根据输入传感信号Vp’的信号水平输出“0”或“1”的值。如图10所示,比较器COMP1具有滞后特性,其中,当传感信号Vp’大于阈值电压Vthu1时,比较器输出“1”,当传感信号Vp’小于阈值电压Vthd1时,比较器输出“0”。类似地,比较器COMP2也具有滞后特性,其中,当传感信号Vp’大于阈值电压Vthu2时,比较器输出“1”,当传感信号Vp’小于阈值电压Vthd2时,比较器输出“0”。由于比较器COMP1和COMP2具有滞后特性,即便传感信号Vp’在阈值电压Vthu1、Vthd1、Vthu2和Vthd2附近频繁变化,数字信号Vout也不会频繁变化。因此,亮度控制信号Vdim不频繁变化,从而防止了灯单元910的亮度变化。阈值电压Vthu1、Vthd1、Vthu2和Vthd2基于外部光的强度设置,而传感信号Vp’对应于该强度。
信号转换单元757根据比较器COMP1和COMP2的每个数字输出信号Vout1和Vout2将表示三种亮度“00”、“01”和“10”的数字信号Vout传递给计算单元759。当数字信号Vout为“00”时,数字信号表示与暗室或暗房类似的黑暗情况,当数字信号Vout为“01”时,数字信号表示与亮室类似的明亮情况,当数字信号Vout为“10”时,数字信号表示与现场类似的非常明亮的情况。例如,为了划分这三种亮度,将外部参考光亮度设置为50lux和2000lux。
信号转换单元757可包括一个比较器或多于三个的比较器,如果必要的话,并且亮度的种类数目也可相应的改变。同时,信号转换单元757可具有A/D转换器(未示出)来取代比较器,以便将模拟传感信号Vp’转换成数字输出信号Vout。在此,A/D转换器优选地具有滞后特性。
对每个预定的时间单位,计算单元759依次接收与每个光学传感器701至705的传感信号Vp相应的五个数字信号Vout,以便将数字信号储存在存储元件中(未示出)。当这五个数字信号Vout储存在存储元件中时,计算单元759根据这五个储存的数字信号Vout决定当前的亮度条件,并且决定使得这五个数字信号Vout中的至少三个相等的数字信号Vout表示当前的亮度条件的条件。当少于三个数字信号Vout相互相等时,保持之前的亮度条件。即使光学传感器的数量不限于上述的说明,计算单元759决定其中多于预定数量的相等数字信号表示当前的亮度条件的条件。
由于半导体的特性,由薄膜晶体管组成的光学传感器701至705不可能相对于相同的外部光亮度输出相同的传感信号Vp。因此,难于精确地利用一个光学传感器决定当前亮度条件。然而,在本发明中可精确地决定当前的亮度条件,因为多个光学传感器701至705被设置用于决定亮度条件,多数的光学传感器表示当前的亮度条件。即使当光学传感器701至705中的一些不起作用时,其也可利用剩余的光学传感器决定亮度条件。
计算单元759决定当前的亮度条件,相应地改变亮度控制信号Vdim的水平或条件,并输出该亮度控制信号Vdim至灯控制器920。亮度控制信号Vdim这样设置使得在当前的亮度条件表示非常明亮时关闭灯单元910,当当前的亮度条件表示中等亮度时,灯单元910照射适度亮度的光,而当当前的亮度条件表示非常暗时,灯单元910照射高亮度的光。灯控制器920相应地控制流经灯单元910的电流,以便调节照射在液晶面板部件300上的光强度与当前的亮度条件相符。
尽管在本发明的示范性实施方式中,光学传感单元被设置在液晶显示器中用于控制亮度,但是本发明的应用不限于该示范性实施方式,该光学传感单元还可设置在包括背光单元的光接收型显示装置中,从而控制背光单元的亮度。
这样,根据本发明,可以减少透反式液晶显示器的能量损耗,该透反式液晶显示器能够通过基于来自多个光学传感器的传感信号控制背光单元的灯亮度来区分显示。
虽然已经结合当前的实际示范性实施方式对本发明进行了说明,但是,应当理解,本发明不限于公开的实施方式,相反,本发明意图覆盖在所附的权利要求书的精神和范围内包括的各种变形和等效配置。
本申请要求于2005年8月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0072233的优先权和利益,并在此全文引用作参考。

Claims (23)

1.一种显示装置,包括:
显示面板,分成边缘区域以及第一和第二显示区域;
多个第一和第二像素,分别形成在该第一和第二显示区域;
光源,用于向该显示面板照射光;
多个光学传感器,形成在该边缘区域或该第一显示区域,接收外部光以产生与该外部光亮度相应的传感信号;
传感信号处理器,基于该传感信号决定当前的亮度条件,以产生亮度控制信号;以及
光源控制器,用于根据该亮度控制信号控制该光源的亮度,
其中,所述第一和第二像素分别包括第一和第二像素电极,并且该第一像素电极比该第二像素电极大。
2.根据权利要求1的显示装置,
其中,所述第一像素电极包括透明电极和反射电极,以及
至少一个所述光学传感器形成在该反射电极下方。
3.根据权利要求1的显示装置,还包括形成在所述边缘区域的光阻元件,其中至少一个所述光学传感器形成在该光阻元件下方。
4.根据权利要求1的显示装置,其中,所述光学传感器包括产生传感信号并由薄膜晶体管形成的光学传感元件。
5.根据权利要求4的显示装置,其中,所述光学传感器还包括输出该传感信号并由薄膜晶体管形成的开关元件。
6.根据权利要求1的显示装置,其中,所述第一像素电极为所述第二像素电极的三倍或更大。
7.根据权利要求1的显示装置,其中,所述传感信号处理器处理从多个光学传感元件输出的传感信号,以便将该传感信号转变成多个数字信号,并在该多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量多于预定的数量时,决定与具有相同数值的数字信号相应的亮度条件作为当前亮度条件。
8.根据权利要求7的显示装置,其中,当所述多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量小于预定的数量时,所述传感信号处理器保持之前的亮度条件作为当前的亮度条件。
9.根据权利要求1的显示装置,其中,所述光源为发光二极管。
10.一种显示装置,包括:
显示面板,包括多个像素;
光源,用于向该显示面板照射光;
多个光学传感器,接收外部光以产生与该外部光亮度相应的传感信号;
传感信号处理器,处理从该多个光学传感器输出的传感信号,以便将该传感信号转变成多个数字信号,并在该多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量多于预定的数量时,决定与具有相同数值的数字信号相应的亮度条件作为当前亮度条件,以便产生亮度控制信号;以及
光源控制器,用于根据该亮度控制信号控制所述光源的亮度。
11.根据权利要求10的显示装置,其中,当所述多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量小于预定的数量时,保持之前的亮度条件作为当前的亮度条件。
12.根据权利要求10的显示装置,其中,所述传感信号处理器包括开关单元,其对每个预定的时间依次选择从所述多个光学传感器输出的传感信号。
13.根据权利要求12的显示装置,其中,所述预定的时间至少为一个帧单位。
14.根据权利要求10的显示装置,其中,所述传感信号处理器包括A/D转换器,该转换器将该传感信号转变成该数字信号,并具有滞后特性。
15.根据权利要求14的显示装置,其中,所述A/D转换器包括至少一个比较器。
16.根据权利要求10的显示装置,其中,所述光学传感器包括光学传感元件,其产生传感信号并由薄膜晶体管形成。
17.根据权利要求16的显示装置,其中,所述光学传感器还包括开关元件,其输出所述传感信号并由薄膜晶体管形成。
18.根据权利要求10的显示装置,其中,所述光源为发光二极管。
19.一种具有光源照射光的显示装置的驱动方法,包括:
通过接收外部光产生多个传感信号;
基于所述多个传感信号,将信号转变成多个表示亮度条件的数字信号;
在该多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量多于预定的数量时,决定与具有相同数值的数字信号相应的亮度条件作为当前亮度条件;
根据当前的亮度条件产生亮度控制信号;以及
根据该亮度控制信号控制所述光源。
20.根据权利要求19的驱动方法,还包括:
当所述多个数字信号中具有相同数值的数字信号数量小于预定的数量时,保持之前的亮度条件作为当前的亮度条件。
21.根据权利要求19的驱动方法,还包括为每个预定的时间依次选择该多个传感信号。
22.根据权利要求19的驱动方法,其中,所述数字信号关于所述传感信号具有滞后特性。
23.根据权利要求19的驱动方法,其中,所述光源为发光二极管。
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