TWI278120B - Flat-panel display photosensing apparatus and system - Google Patents

Description

^ 1278120 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 其應用光敏元件以協助控制輪 本發明係有關於一種平面顯示器技術， 出影像的色彩以及亮度。 【先前技術】

平面顯示技術已廣泛的應用於消費性電子產業，一般應用於電子產 扣’例如筆記型電腦、桌上型顯示器、電視、數位相機、_播放哭、個人 數位助理(PDA)、手機、掌上型遊樂器以及汽轉航系統。此外，;面顯示 技術的普遍翩，也增強了對於顯示H統之色彩敏銳度以及亮度的需求。 第1圖係顯示習知平面顯示器Π的截面圖。在習知的平面顯示器u 中’光源12設於顯示H 11的-侧面，級元件13設於顯示器11相對於 該光源12的另-側，導光板14設於光源12與光敏元件13之間，且位於 平面顯示器11的底部，並與-反射板(未圖示，設於該導光板後方)相接。' 光源12包括複數個紅、.綠、藍光的發光二極體⑽），可為該平面 提供紅、綠、藍等三色光。 此外’顏色控制器15減光敏元件13，顏色驅動器16a_c轉接顏色控 制器15 ’顏色控· 15以及顏色驅動器16打設於導光板的—側。光敏: 件13設於光源12的相對側，其甲綠元件13可分別擷取各色光的強度以 及對比度的資訊’並將其舰至·控繼15。光敏元件13所提供的二號 由該顏色控制器15所處理。顏色控制器15並輪流驅使紅光、綠光^ 以及藍光16c的顏色驅動||，對該等紅、綠、藍光的發光二極體發出適糸 的驅動訊號，贿統12產生均衡的白光。由於鮮紅、綠、藍細發: 二極體所提供的絲度會有不雜度的衰減，·，藉由光敏元件Μ _ 饋機制，可以控制光源〗2所提供的白光品質。 顏色控制器15可對特定的顏色驅動器㈣6c送出訊號。顏色驅動器 0632-A50402-TWf 5 1278120 =a-16C驅動的顏色顧分別為紅、綠、藍。顏色控繼i5以及顏色驅動 益16a-16c根據光敏元件13所提供的訊號，調整色光的顏色以及強度。 顯不陣列的光敏元件長久以來已普遍應用於固態單元工業，例如，平 面顯示器技術。此高感度的_以及光二減(咖。diQde)單元已經常被 使用。 然而’白知技術中光敏元件13的結構以及配置，僅能檢測到沿平行於 板面方向魏而凡整穿過導光板M的光線，無法全面的檢測導光板U上 =(垂直於板面方向）的光強度以及色彩的變化，因此不能提供顏色控制器 鲁 15充足的資訊，以精確的控制色彩的變化。 w _是，習吨術社要缺點在於無法全面且精確的制導光 區域的光強度。 —因此，目前需要—種級善光強度_、雜度感_及控制的光敏 讀以及方法，藉以改善平_示器的色彩控制。 【發明内容】 、為解決上述習知技術之問題，本發明提供_種更具效率的平面顯示器光 源及其光敏元件及方法。 _ 提供更佳的影絲色表現，並可更有效率的感測光 Ί “，H發明提供之綠元件赠殊的方式分佈，因此可 更精確的感測平面顯示器影像的色彩以及光密度的資訊。 本1明^目的在於提供—種裝置，該裝置可以較高的敏感度感測從 -平面顯器的導光板所射出的光線。該裳置具有至少一孔，設於一反光 ^之上。該裝置之光敏元件設於該導光板之後，藉此，離職導光板的光 線將通過航’歸·光敏树。該健之綠元件指置於—或多個 位置，其巾，該等級元件設於平行_導雜的至少_平面之上。 0632-A50402-TWf 本發明的另—目的在於提供-系統，以增加對於從-平面顯示器的導 先板所射出之光線的感測靈敏度，其中，至少一感光元件位於該導光元件 6 1278120 以及一反光元件後方。此外，該感光元件設於平行於該導光元件的一平面 之上。該系統包括感光元件、至少一出光元件、反光元件、一導光元件、 一光源元件以及至少一顏色驅動元件以及一顏色控制元件。 本發明之另一目的在於，提供一種增進方法，以增加對於從一平面顯 示器的導光板所射出之光線的感測靈敏度，。茄藉由設置一光敏元件於該 導光板以及一反光板後方。該光敏元件設於平行於該導光板的_平面之 上。該方法另包括至少一孔，設於該反光板之上，藉此，離開該導光板的 光線將通過該孔，並由該光敏元件所感測。此外，方法包括設置至少一光 _ 源於該導光板周圍。該方法另包括感測離開該導光板的光線，並藉此控制 該等顏色驅動器以及光源。 本發明係藉由改變級元件的設置位置，較佳_色/光強度感 測效果。 " 【實施方式】

、^第2圖，其係顯示本發明之背光單元，其中，光敏元件21(例如光 感測器、光二極體、彥頁色感測器等)位於一導光板22的後方，並遠離該光 源23(例如圖中所顯示的發光二極體）。該等光敏元件21設於導光板22後 方，該等光敏元件21與導光板22之間形成有一間距。 需要注意岐，鱗絲23可时別林同色躺發光二極體，或是 其他的統。-部份數量的統23發射紅光，另—部份數量的光源烈發 射綠光，再另一部份數量的光源23發射藍光。 在第2圖中 V无板職反光板24，光源夹持件烈以彼此相對的 方式設置。與習知技術的不同點在於，本發明的光敏元件21(例如，感光器） 位於導歧22以及反光板24暖方。如前所述，該光源細如紅、綠以 =監光的發光二極體)設於導光板22的相對側。該紅、綠以及藍光由光源 $所發射，並混合產生自光。如果該紅,及藍樹不闕光強度， 該-白光的均勾度將會下降。該混合白光的均勾度可以被光敏元件21所 0632-A50402-TWf 7 127^120 感測。 光源23發射的光線進入該導光板22，以實現本發明的實施例。在本發 明的說明之中，光源23可以包括複數個發光二極體。 反光板24為具有高反射特性的材料，例如聚合物、金屬或是複合材料， 金屬材料_子為喊鋼。—般而言，反光板24的材料需要能反射光線。 光敏元件21可包括光感測器(ph〇t〇sens〇r)、光偵測器 (photodetector)、光二極體、顏色感測器、顏色控制器等。該光敏元件的 材料可以為有機或無機的材料。該光敏元件可應用任何適用的感測器或感 φ 測方式。而前述光敏元件的例子僅用於幫助說明，並未限制本發明。 如第3圖所顯示的，光敏元件31係鄰近於孔32，使得從導光板33射 出的光線經過孔32a、32b、32c以及32d，以通過反光板34，然後射至光 敏元件31。該光敏元件31設於該反光板34之後，可同時接收經過孔32a、 32b、32c以及32d的光線。反光板34具有至少一孔32，其可為出光元件 (light exiting means)。因此，該光敏元件31鄰近於孔32。實際上，光 敏元件31係與導光板33以及反光板34搭配組裝。 在第4A圖中，光源元件(例如發光二極體41)設於反光板（未圖示）以及 導光板43的任一侧邊，而至少一光敏元件42設於彼此相對的發光二極體 41之間。如前所述，光敏元件42可以為光二極體、顏色感測器、顏色控制 器等。光敏元件42位於導光板43以及反光板的背側，且該光敏元件42可 分佈於一或多個位置。該光敏元件42係與導光板43以及反光板搭配組裝。 第4B圖係顯示光源，例如發光二極體41設於該導光板43的單一側邊 或單一位置。在此實施例之中，發光二極體41沿導光板43的單一側邊排 列。在第4C圖中’該等光源41位於導光板43的上側以及下側。在第4D 圖中，該光源41環繞於導光板43周圍。 第5圖係顯示本發明之光源以及光敏顯示裝置。特別是，第5圖顯示了 一平面顯示器51，其具有左光源以及右光源(例如發光二極體52)，沿該導 〇632-A50402-TWf 8 1278120 光板53社右_設置，以及三個光 後方。此三孔55a〜55c沿該導光板535 一件54a~54c，設於孔55a〜55c的 示)之上。該垂直中心線延伸於該導光^^直中心線設於一反光板(未圖 本發明的優點在於，級元件 央 53 £：^^153 上之名署身+ φ 上占 匕了感測攸該導光板53平面 之各位置射_級。她於習知技術僅能_^_歧14 # 方向傳遞的光線，本發明且有錢千订於¥疏14千面 調整以奸彳場」 步。該等光敏元件54齡置可經過 膽ί及讀化，赠麵提供_平_轉影像的色彩/對比度資料。

光源^=11’其細示本發明之平面顯示器61之另—種實施例，其中 距'的二二I豉)62沿導光板63相對的側邊設置，而光敏元件64以等間 以及?又於導光板63的背面。如同第1圖所揭露的技術，顏色控制器65 R4 ^驅動器响、66b以及^應用於第6圖中的實施例。從光敏元件 止〗白勺而虎由顏色控制益65所處理，並回饋至紅光顏色驅動器66a、 厂顏色，動為咖以及監光顏色驅動器6ec，以調整光源62所輸出的光 、、、=色、，藉由廷擇該光敏讀64的位置，可提供該顏色控制器防敏銳並 充分的光線銳，藉此改善平《示1影像最終的級輸it}雜。 第7圖係顯示本發明中光源以及光敏顯示裝置的另一種實施例。在第7 圖中，一導光板71與反光板72搭配組裝，而孔73貫穿反光板72。根據孔 73的大小，單一個孔可對應有複數個光敏元件74a以及74b。在此實施例 中，一組光敏元件74a以及74b對應單一個孔73。光敏元件的數量以及位 置取決於液晶顯示器所需要的光/強度感測敏感度。 獨立孔的大小可於圓周、直徑、開口率上變化。特別是，孔可以有〇· i 公釐至10公釐的開口寬度，例如直徑為0· 1公釐至10公釐的圓孔。在較 ^土只知例中’孔的直徑最少為1公釐。 孔之中可另包括透明或半透明材料，以允許不同波長的輻射能量穿 過。因此，在別種實施例中，孔之中可設有透明或半透明材料，其光學特 性異於反光板的材料。 〇632-A50402-TWf 〇 1278120 / 第8A-8G圖係顯示本發明中之孔的各種截面形狀。如第8A-8G圖所繪 示’孔的截面形狀可以為菱形（第8A圖）、平行四邊形（第8B圖）、圓形（第 8C圖）、三角形（第8D圖）、橢圓形（第8E圖）、菱形和矩形的混合（第8F圖） 以及矩形（第8G圖）。然而，以上所揭露的形狀並非本發明之限制條件；孔 的截面形狀亦可為其他形狀或是上述形狀的混合，重點在於能提供敏銳的 感光敏感度。 在本發明中之平面顯示器光源以及光敏顯示的裝置以及方法中，該光 敏兀件（例如光感測器以及光二極體），設於該導光板以及該反光板的後 ，方。此外’該光敏兀件分佈於平行並靠近該導光板的一平面之上的一或多 個位置。因此，可改善對於從導光板射出光線的感測敏感度以及控制效果。 雖然，㈣已叫||之較佳實補賊如上，然其並非帛以限定本發 明，任何一 1此項技#者，在不麟本發明之 的更動與潤飾，因此本笋明之仅噹—闽太、从 图 η」忭二卉 為率。 月之保暖乾圍當視後附之申請專利範圍所界定者

0632-A50402-TWf 10 1278120 【圖式簡單說明】 圖係顯示習知之平面顯示器； f2圖係顯示本發明之—實施例的截關； ί 2 ® &光敏元件及其鄰近結構的放大圖； 4D圖係顯示本發 ^ 乃甲之先源的各種分佈型態； ^ 5圖係11林㈣之平®顯示H的讀圖； 的情^圖係^林發明之平面顯示11搭配有顏色控制II以及顏色驅動器 第7圖係顯示本發明之另一實施例的截面圖； 第8A—8G圖係顯示本發明中之孔的各種形狀。 【主要元件符號說明】 11〜平面顯示器； 12〜光源； 13〜光敏元件； 14〜導光板； 15〜顏色控制器； 16a-c〜顏色驅動器； 21〜光敏元件； 22〜導光板； 23〜光源； 24〜反光板； 25〜光源夾持件； 31〜光敏元件； 32、32a、32b、32c、32d〜孔； 33〜導光板； 0632-A50402-TWf 11 127§120 34〜反光板； 41〜發光二極體； 42〜光敏元件； 43〜導光板； 51〜平面顯示器； 52〜發光二極體； 53〜導光板； 54a-c〜光敏元件； • 55a-c 〜孑I ; 61〜平面顯示器； 62〜光源； 63〜導光板； 64〜光敏元件； 65〜顏色控制器； 66a-c〜顏色驅動器； 71〜導光板； 72〜反光板； ’ 73〜孔； 74a-b〜光敏元件。 12 0632-A50402-TWf

Claims (1)

1278120 十、申請專利範圍： 1· 一種顯示器光感測裝置，用於準確地感測光線，該裴置包括· 一反光板，具有至少一第一孔； 至少一第一光敏元件，設於該反光板後方，以接收通過該第一孔的一光 線。 2·如申請專利範圍第1項所述之顯示器光感測裝置，其中，該等第一光敏 元件散佈於該反光板的後方。 3·如申請專利範圍第1項所述之顯示器光感測裝置，其另包括至少一光 | 源，設於該反光板的周圍。 4·如申請專利範圍第1項所述之顯示器光感測裝置，其中，該第一孔的直 徑至少為0.01公釐。 5·如申請專利範圍第1項所述之顯示器光感測裝置，其中，該第一孔的截 面形狀係擇自菱形、平行四邊形、圓形、三角形、橢圓形、矩形以及菱 形和矩形的混合形狀所組成之族群。 6.如申請專利範圍第1項所述之顯示器光感測裝置，其另包括一透光材 料，設於該第一孔之中，該透光材料可允許光線通過。 ,7.如申請專利範圍第i項所述之顯示器光感測裝置，其中，該反光板另包 括-第二孔，該第-光敏元件設於該反光板後方以同時接受經過該第一 孔以及該第二孔的光線。 8.如中請專利範@第1項所述之顯示器光感測裝置，其另包括—第二光敏 元件，該反光板另包括-第二孔，該第二光敏元件設於該反光板後方， 以接收經過該第二孔的光線，該第一孔以及該第二孔沿一中心線設置， 該中心線延伸於該反光板的中央。 9· -種顯示器光感測系統，用於準確地感測光線，該 一反光元件，具有至少一第一出光元件；以及 μ 至少-感光元件，^於該反光元件後方，接收通過該第—出光元件 〇632-A50402-TWf 13 1278120 10.如申請專利範圍第9項所述之顯示器光感測系統，其中，該等感光元 件散佈於该反光元件的後方。 11·如申請專利範圍第9項所述之顯示器光感測系統，其另包括至少一光 源元件，設於該反光元件的周圍。 12.如申請專利範圍第9項所述之顯示器光感測系統，其中，該第一出光 元件的直徑至少為〇· 〇1公釐。 13·如申請專利範圍第9項所述之顯示器光感測系統，其中，該第一出光 元件的截面形狀係擇自菱形、平行四邊形、圓形、三角形、橢圓形、矩 形以及菱形和矩形的混合形狀所組成之族群。 14.如申請專利範圍第9項所述之顯示器光感測系統，其另包括一透光材 料，設於該第一出光元件之中，該透光材料可允許光線通過。 15·如申睛專利範圍第9項所述之顯示器光感測系統，其中，該反光元件 另包括一第二出光元件，該第一感光元件設於該反光元件後方以同時接

，其另包括一第二感 一出光元件，該第二感光元件設於該反 光凡件的光線，該第一出光元件以及 該中心線延伸於該反光元件的中央。 〇632-A5〇4〇2-TWf 14