TW201344288A

TW201344288A - 顯示面板溫度感測裝置

Info

Publication number: TW201344288A
Application number: TW101114236A
Authority: TW
Inventors: Wing-Kai Tang
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-11-01
Also published as: US20130279537A1

Abstract

一種顯示面板溫度感測裝置之一實施例包括：一顯示面板、至少一感溫元件、至少一被動元件以及一振盪電路。至少一感溫元件，設置在顯示面板上。至少一被動元件，耦接此至少一感溫元件以形成之一電阻電容(RC)結構。振盪電路耦接至此RC結構，此振盪電路之一輸出端輸出一感溫信號。

Description

顯示面板溫度感測裝置

本發明是有關於一種顯示面板溫度感測裝置。

顯示面板，例如是液晶顯示面板，顯示品質與溫度皆有關係，若能測得顯示面板的溫度，則可對顯示參數作補償調整，以維持在各個溫度的顯示品質。

液晶的工作狀態會受到溫度變化的影響，主要表現在溫度對液晶門檻值電壓的影響，並直接影響著顯示的對比度。溫度升高將導致門檻值電壓的下降，使得不顯示狀態一點點的接近顯示狀態，因此液晶顯示器的元件的使用要注意環境的溫度條件。如果使用環境的溫度場變化比較大，就需要隨溫度的變化而適當地調整偏置電壓，使得驅動電壓適合於門檻值電壓的變化。故此，在某一溫度範圍內操作的液晶模組中增加溫度補償的機制可以改善顯示品質。

本發明是有關於一種顯示面板溫度感測裝置。此顯示面板溫度感測裝置之一些實施例能以電路複雜度較低方式實現輸出一感溫信號，而且整體電路功能具有可延伸性。一些實施例能有助於進行與溫度有關的後續處理，如與溫度有關的顯示品質的溫度補償調整。

根據一實施例，提出一種顯示面板溫度感測裝置，其包括：一顯示面板、至少一感溫元件、至少一被動元件以及一振盪電路。至少一感溫元件，設置在顯示面板上。至少一被動元件，耦接該至少一感溫元件以形成之一電阻電容(RC)結構。振盪電路耦接至此RC結構，此振盪電路之一輸出端輸出一感溫信號。

根據另一實施例，提出一種顯示面板溫度感測裝置，其包括：一顯示面板、複數個感溫元件以及一振盪電路。這些感溫元件設置在顯示面板上以形成之一RC結構，這些感溫元件包括：至少一電阻性感溫元件以及至少一電容性感溫元件。振盪電路耦接至此RC結構，此振盪電路之一輸出端輸出一感溫信號。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

以下提供一種顯示面板溫度感測裝置的實施例。第1圖是顯示面板溫度感測裝置之一實施例的方塊圖。顯示面板溫度感測裝置1，包括：一顯示面板10、至少一感溫元件11、至少一被動元件13以及一振盪電路15。顯示面板10例如為液晶顯示面板、有機發光二極體顯示面板或其他顯示面板。在顯示面板10上，設置了至少一感溫元件11，例如一感溫元件101，此感溫元件101例如是一種具溫度係數的電路元件。此感溫元件101，可以改為多個相同或不同種類的電路元件的組合，如第2圖所示的感溫元件101及102。感溫元件101或感溫元件之組合可以為額外設置於顯示面板10上之電路元件。又此至少一感溫元件11，其中之一者、部分或全部亦可為顯示面板10之中所設置且具溫度係數的元件，例如是電阻性元件或電容性元件。而前述之至少一被動元件13，耦接前述之至少一感溫元件11以形成之一電阻電容(RC)結構14。振盪電路15耦接至RC結構14，振盪電路15之一輸出端輸出一感溫信號Sf。感溫信號Sf之頻率與感溫元件所感測之溫度相關。

RC結構14與振盪電路15形成之一RC振盪電路，產生感溫信號Sf，其頻率f(T)與RC結構14相關，故f(T)的頻率代表感溫元件所反映的溫度資料。例如，顯示品質與溫度皆有關係，若能測得顯示面板的溫度，則可對顯示參數作補償調整，以維持在各個溫度的顯示品質。所以，可以利用感溫信號Sf之頻率f(T)作其他處理或控制，如轉換成數位訊號，以方便數位化的控制與處理，例如作溫度補償。此外，亦可改以類比方式作後續處理。

以下說明上述第1圖所示意的顯示面板溫度感測裝置10可以利用不同的方式實現。例如，前述之RC結構14與振盪電路15形成一RC振盪電路，其中RC振盪電路與RC結構14可以用不同實施方式實現。

實施例一

例如，第2圖是依據第1圖所示意的顯示面板溫度感測裝置1之另一實施例的方塊圖。顯示面板溫度感測裝置2，包括：一顯示面板10、至少一感溫元件21、至少一被動元件23以及一振盪電路15。在第2圖中，顯示面板溫度感測裝置2之至少一被動元件23包括至少一電阻性元件231(如一電阻R1)以及至少一電容性元件232(如一電容C1)。也就是說，在此實施例中，此至少一被動元件23亦可為一RC結構。此至少一被動元件23與振盪電路15可視為一RC振盪電路20。

另外，在此實施例中，至少一感溫元件21例如可具有一感溫元件111和一感溫元件112，它們各個可為電阻性元件或電容性元件。

在一例子中，至少一感溫元件21例如都是電阻性元件，其電阻可以表示為溫度變數T相關的變數R2(T)。RC振盪電路20用以產生一感溫信號Sf，其主頻率與R1及C1的值相關，再利用顯示面板10上的至少一感溫元件21的電阻值R2(T)改變整體RC結構24的電阻電容值使主頻率改變，故感溫信號Sf的頻率f(T)代表感溫元件所反映的溫度資料，能有助於進行其他如前述之應用及處理。故在溫度T時，RC結構24的電阻值為R’=1/(1/R1+1/R2(T))，所以感溫信號Sf的頻率f(T)與感溫元件的溫度相關：

f(T)=k*1/R’C，

則f(T)=k*(1/R1+1/R2(T))/C，其中k為係數，如k=1/(2π)。

在另一例子中，至少一感溫元件21例如都是電容性元件，其電容可以表示為溫度變數T相關的變數C2(T)。故在溫度T時，RC結構24的電容值為C’=C1+C2(T)，所以感溫信號Sf的頻率f(T)與感溫元件的溫度相關：

f(T)=k*1/RC’，

則f(T)=k*1/R(C1+C2(T))。

此外，第1圖及第2圖中的振盪電路15可以利用不同電路方式實現，例如以第3圖所示的振盪電路35實現。振盪電路35示意利用基於邏輯閘的振盪電路，以三個或大於三的奇數個反相器串聯且具有回授迴路的電路架構實現的振盪器。在第3圖中，RC結構34代表第1及第2圖中整體的RC結構14或34。第4圖示意第3圖中的RC振盪電路的輸出特性的一波形圖，其中此波形示意節點Na的電壓隨時間變化的情況。第4圖中的波形的週期P與RC結構34的RC值相關，例如週期P=k*RC。此外，振盪電路15可利用不同方式與RC結構34連接。例如，RC結構34可以實施為如第5圖所示的RC結構54，RC結構54的電路元件541、543及545以T型方式連結並與反相器連結。元件541和543例如是為電阻性元件，電路元件545例如是為電容性元件。此外，在一些實施例中，電路元件541、543及545之任一者皆可視為感溫元件。此外，RC結構當可以改為π型或其他如結構，而振盪電路亦可改以其他如運算放大器或韋恩電橋等不同的低頻振盪器來實現。

實施例二

第6圖是依據第1圖所示意的顯示面板溫度感測裝置1之另一實施例的方塊圖。相較於前述實施例，顯示面板溫度感測裝置6更包括一額外電路，如計頻器61，計頻器61耦接振盪電路15之輸出端並輸出一溫度相關數位信號Sd。計頻器6接收到感溫信號Sf，並輸出與感溫信號Sf之頻率f(T)對應的溫度相關數位信號Sd。而依據溫度相關數位信號Sd，則可得知感溫元件的對應溫度資料。計頻器61例如利用計數器(counter)加以實現。如此，可以直接利用感溫信號Sf之頻率f(T)作其他處理控制，以方便數位化的控制與處理，例如溫度補償，以有助以調整顯示面板之顯示品質。

此外，實施例二中的額外電路，例如計頻器61可改為一濾波器，濾波器耦接振盪電路15之輸出端並輸出一溫度相關類比信號，以類比方式作後續處理及應用。

其他實施例

前述各實施列中的至少一感溫元件之一者、部份或全部，例如是為顯示面板10之具溫度係數的電阻性元件。如表一所示為顯示面板結構中的元件可能會使用的金屬的電阻率及電阻溫度係數之關係。

由於顯示面板結構中，大部份元件的電氣特性皆為溫度相關，故皆可利用為感溫元件，如表一中的金屬常被應用在顯示面板結構中，且已具感溫電阻特性。故使用此等金屬作為感溫元件，透過前述各實施例的RC振盪電路輸出感溫信號Sf，能反映出電阻值的差異，繼而代表顯示面板10之溫度的變化。例如，感溫元件是為顯示面板10之任一金屬線電阻。

顯示面板10中的其他具溫度係數的元件亦可作為電阻性的感溫元件。例如顯示面板10之透明導電膜(Indium Tin Oxide，ITO)電阻。第7圖為顯示面板10中之一透明導電膜的電阻率與溫度的變化特徵。在第7圖中，某些溫度範圍內，如0至200℃，電阻率與溫度可視為具有近似線性關係，故可以利用透明導電膜電阻作為感溫元件；此外，亦可利用內插法或其他方式來處理以取得溫度值。

又例如，顯示面板10之至少一薄膜電晶體(Thin-Film Transistor，TFT)亦可用作感溫元件，例如是以一薄膜電晶體之閘極與汲極連接，相對於此薄膜電晶體之源極而成為二極體形式的(diode-connected)薄膜電晶體。第8圖示意使用二極體形式的薄膜電晶體作為感溫元件的溫度與電壓和電流的關係圖。在第8圖中，隨著溫度的改變為不同的溫度T0、T1、T2，二極體形式的薄膜電晶體的汲極和源極間的電壓Vds與電流Ids的變化特徵亦隨之改變。依據此特性，亦可作為電阻性的感溫元件。

在一些實施例中，至少一感溫元件11是為顯示面板10之電阻性元件，則至少一被動元件13可以僅利用電容性元件來實施。而有關RC結構14之方式，當然並不以此為限。

而顯示面板10中的其他具溫度係數的元件亦可作為電容性的感溫元件。例如，感溫元件是為顯示面板10之液晶(LC)電容。又例如，感溫元件是為顯示面板10之至少一薄膜電晶體亦可作為電容性的感溫元件，例如是一薄膜電晶體之源極與汲極連接，相對於此薄膜電晶體之閘極而成為電容形式的(capacitor-connected)薄膜電晶體。又例如，感溫元件是為顯示面板10之兩個導體，此兩導體是為實質上互相平行(即平行或近似於平行)的方式設置在顯示面板10中並具有電容特性。

在一些實施例中，至少一感溫元件11為顯示面板10之電容性元件，則至少一被動元件13可以僅利用電阻性元件來實施。而有關RC結構14之方式，當然並不以此為限。

此外，在另一些實施例中，至少一感溫元件11是為複數個感溫元件，可設置於顯示面板10之一處或不同位置，檢測出顯示面板10各處的溫度，設置位置例如是畫素陣列之中或以外，或接近畫素陣列的邊緣。這些感溫元件與其對應的至少一被動元件耦接，並藉由振盪電路，輸出多個相對應的感溫信號，各個感溫信號能代表所對應的位置的溫度資料。

另外，在其他實施例中，第1圖中的RC結構14可以完全由複數個設置在該顯示面板上的感溫元件來實施。換句話說，在這些實施例中，不必設置如第1圖所示的至少一被動元件13，而複數個感溫元件可以包括至少一電阻性感溫元件和至少一電容性感溫元件且耦接而形成一RC結構。至於電阻性感溫元件及電容性感溫元件，可利用如前述實施例之不同方式、組合或在不同位置實施。

又一些實施例中，顯示面板溫度感測裝置本身為一整合型的顯示模組，故此，各種溫度補償模組皆可整合於此顯示面板溫度感測裝置中，以達成溫度補償之調整機制，調控面板與溫度相關的參數。如此，顯示面板溫度感測裝置除了有助於顯示面板10改善顯示品質，更得以減少整體的電路面積。

上述揭露之顯示面板溫度感測裝置的實施例，可以利用複雜度較低的電路實現，而且電路功能具有可延伸性的優點。在上述某些實施例中，顯示面板溫度感測裝置輸出感溫信號Sf之頻率f(T)，可利用其他電路轉換成數位訊號，以方便數位化的控制與處理，如有助於溫度補償，以維持在各個溫度的顯示品質。此外，亦可改以類比方式作後續處理。此外，在一些實施例中，顯示面板溫度感測裝置本身為一整合型的顯示模組，除了便於整合其他電路以外，亦得以減少整體的電路面積。

綜上所述之顯示面板溫度感測裝置，雖然已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、2、6．．．顯示面板溫度感測裝置

10．．．顯示面板

11、21．．．至少一感溫元件

13、23．．．至少一被動元件

14、24、34、54．．．RC結構

15、35．．．振盪電路

20．．．RC振盪電路

61．．．計頻器

111、112．．．感溫元件

131、132、231、232．．．被動元件

341．．．至少一電阻性元件

342．．．至少一電容性元件

541、543、545．．．電路元件

Sf．．．感溫信號

Sd．．．溫度相關數位信號

Na．．．節點

P．．．週期

Vds．．．電壓

Ids．．．電流

T0、T1、T2．．．溫度

第1圖是顯示面板溫度感測裝置之一實施例的方塊圖。

第2圖是顯示面板溫度感測裝置之另一實施例的方塊圖。

第3圖是顯示面板溫度感測裝置中之RC振盪電路之一實施例的方塊圖。

第4圖示意第3圖中的RC振盪電路的輸出特性的一波形圖。

第5圖是顯示面板溫度感測裝置中之RC振盪電路之另一實施例的方塊圖。

第6圖是顯示面板溫度感測裝置之另一實施例的方塊圖。

第7圖示意使用透明導電膜作為感溫元件的電阻率與溫度的變化特徵的關係圖。

第8圖示意使用二極體形式的薄膜電晶體作為感溫元件的溫度與電壓和電流的關係圖。

1．．．顯示面板溫度感測裝置

10．．．顯示面板

11．．．至少一感溫元件

13．．．至少一被動元件

14．．．RC結構

15．．．振盪電路

111．．．感溫元件

131、132．．．被動元件

Sf．．．感溫信號

Claims

一種顯示面板溫度感測裝置，包括：一顯示面板；至少一感溫元件，設置在該顯示面板上；至少一被動元件，耦接該至少一感溫元件以形成之一電阻電容(RC)結構；以及一振盪電路，該振盪電路耦接至該RC結構，該振盪電路之一輸出端輸出一感溫信號。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板溫度感測裝置，更包括一計頻器，該計頻器耦接該振盪電路之該輸出端並輸出一溫度相關數位信號。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板溫度感測裝置，更包括一濾波器，該濾波器耦接該振盪電路之該輸出端並輸出一溫度相關類比信號。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之一種具溫度係數的電路元件。
如申請專利範圍第4項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之具溫度係數的電阻性元件。
如申請專利範圍第4項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之金屬線電阻。
如申請專利範圍第4項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之透明導電膜電阻。
如申請專利範圍第4項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之薄膜電晶體，該薄膜電晶體之閘極與汲極連接相對於該薄膜電晶體之源極成為二極體形式的(diode-connected)薄膜電晶體。
如申請專利範圍第4至8項中之任一項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中各該至少一被動元件為電容性元件。
如申請專利範圍第4至8項中之任一項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一被動元件包括至少一電容性元件和至少一電阻性元件。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之具溫度係數的電容性元件。
如申請專利範圍第11項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之液晶(LC)電容。
如申請專利範圍第11項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之薄膜電晶體，該薄膜電晶體之源極與汲極連接相對於該薄膜電晶體之閘極成為電容形式的(capacitor-connected)薄膜電晶體。
如申請專利範圍第11項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一感溫元件之一是為該顯示面板之兩導體，該兩導體是為實質上互相平行並具有電容特性。
如申請專利範圍第11至14項中之任一項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中各該至少一被動元件為電阻性元件。
如申請專利範圍第11至14項中之任一項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一被動元件包括至少一電容性元件和至少一電阻性元件。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該顯示面板為液晶顯示面板。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該顯示面板為有機發光二極體顯示面板。
一種顯示面板溫度感測裝置，包括：一顯示面板；複數個感溫元件，設置在該顯示面板上以形成之一電阻電容(RC)結構，該些感溫元件包括：至少一電阻性感溫元件和至少一電容性感溫元件；以及一振盪電路，該振盪電路耦接至該RC結構，該振盪電路之一輸出端輸出一感溫信號。
如申請專利範圍第19項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一電阻性感溫元件是為該顯示面板之具溫度係數的電阻性元件。
如申請專利範圍第19或20項所述之顯示面板溫度感測裝置，其中該至少一電容性感溫元件是為該顯示面板之具溫度係數的電容性元件。