TWI403789B - Liquid crystal display panel, liquid crystal display device, light detection device and light intensity adjustment method - Google Patents

Liquid crystal display panel, liquid crystal display device, light detection device and light intensity adjustment method Download PDF

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Description

液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法
本發明是有關於一種液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法，特別是有關於一種偵測光源並輸出對應光源光強度之多位元數位訊號之液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法。
環境光源感應技術(Ambient Light Sensing，ALS)係應用於提高顯示裝置能源管理效率，改善電視、螢幕、數位相框(Digital Photo-Frame，DPF)、筆記型電腦、行動電話、個人導航裝置以及媒體播放器等應用的觀賞品質，使電源消耗降低與延長其電池的使用壽命。例如，由於液晶顯示器的背光發光時間越久消耗電力就越大，因此透過自動偵測環境光及根據環境光的改變而調節背光亮度，便可達到智慧型控制而減少耗電。
自動感應環境光管理的特點是根據可設定的光源特性資料自發性的調整過亮或過暗的螢幕，進而降低電流的消耗並延長電池的使用時間，特別是改善可攜式電子裝置的電源效率，並且讓使用者可清楚觀看螢幕。在習知技藝中，要使顯示裝置具備有環境光感應功能，必須將額外的感應器模組裝設於顯示裝置上。此種作法造成零件數目及成本增加，顯示裝置也無法有效地小型化、薄型化。
傳統的環境光源感應器透過光二極體(Photodiode)受 光激發產生光電流，再透過放大電路(Amplifier)將其放大增益(Gain)至可操作範圍，經由類比數位轉換器(Analog-to-digital converter，ADC)運算後送控制訊號至背光源控制器(Backlight Controller)調光。
然而，傳統光源感應器都會產生暗電流(Dark Current)而影響信號雜訊比(S/N Ratio)，它的影響在極弱入射光(Low lux Levels)時最為明顯，同時暗電流隨溫度變化波動較大，在高溫下使用信號雜訊比差。因此為了有效讀取此類高靈敏度光源感應器的訊號，必須使用較複雜的放大與ADC轉換電路設計，例如額外增加補償電路或消除暗電流電路，此舉亦造成成本增加。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法，以解決習知技藝因暗電流和溫度變化而使得信號雜訊比不佳的問題。
根據本發明之其中一目的，提出一種液晶顯示面板，其包含多個第一掃描線、多個第一資料線、多個第一薄膜電晶體、多個液晶畫素單元以及內建式光偵測模組。多個第一薄膜電晶體分別位於多個第一掃描線與多個第一資料線相交叉處，每一第一薄膜電晶體與第一資料線與第一掃描線相連接。每一第一薄膜電晶體用於驅動一液晶畫素單元。內建式光偵測模組偵測光線並輸出對應光線的光強度 之多位元數位訊號。
其中，內建式光偵測模組包含至少一第二掃描線、至少一第二資料線以及多個光偵測單元。每一光偵測單元具有第二薄膜電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件。第二薄膜電晶體、儲存電容及感光元件為電性連接。每一第二薄膜電晶體與第二掃描線及第二資料線相連接。
其中，內建式光偵測模組包含：一第二掃描線、多個第三掃瞄線、第二資料線、第三資料線以及多個光偵測單元。每一光偵測單元具有第二薄膜電晶體、第三薄膜電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件。第二薄膜電晶體、第三薄膜電晶體、儲存電容及感光元件為電性連接。每一第二薄膜電晶體與第二掃描線及第二資料線相連接。每一第三薄膜電晶體分別與每一第三掃描線及第三資料線相連接。
其中，多個光偵測單元之儲存電容具有不同的電容值。
其中，多個光偵測單元的儲存電容的數量不一致。
其中，多個光偵測單元之感光元件具有不同的光感應面積。
其中，多個光偵測。單元之感光元件的數量不一致。
其中，液晶顯示面板更包含彩色濾光片，且彩色濾光片設置於多個第一薄膜電晶體及多個光偵測單元之上，其中彩色濾光片具有多個尺寸不同的透明孔徑(transparent aperture)，多個透明孔徑之位置分別對應多個光偵測單元。
根據本發明之另一目的，提出一種液晶顯示裝置，其包含液晶顯示面板、第一閘極驅動電路、資料驅動電路、光偵測驅動電路以及計算電路。第一閘極驅動電路用以輸出第一控制訊號至多個第一掃描線。資料驅動電路用以輸出顯示資料至多個第一資料線。光偵測驅動電路耦合至內建式光偵測模組，以輸出至少一第二控制訊號至內建式光偵測模組，並從內建式光偵測模組讀取多位元數位訊號。計算電路耦合至光偵測驅動電路，用以接收並計算多位元數位訊號以獲得光線的光強度。
其中，此第二控制訊號包含資料寫入致能脈衝(pulse)以及資料讀取致能脈衝。
其中，當第二控制訊號的數目為多個時，多個資料讀取致能脈衝為不同步。
其中，液晶顯示裝置更包含背光模組，計算電路耦合至背光模組並根據所獲得的光線光強度來控制背光模組。根據本發明之再一目的，提出一種光偵測裝置，用偵測光線並輸出對應光線的光強度之多位元數位訊號，其包含多個光偵測單元以及一光偵測驅動電路。每一光偵測單元具有一電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件，且電晶體、儲存電容及感光元件為電性連接。光偵測驅動電路輸出至少一控制訊號及一參考訊號至多個電晶體，控制訊號包含資料寫入致能脈衝(pulse)以及資料讀取致能脈衝。當多個電晶體接收資料寫入致能脈衝時，每一光偵測單元的至少一儲存電容根據參考訊號進行充電。當多個電晶體接 收資料讀取致能脈衝時，光偵測驅動電路讀取每一光偵測單元的至少一儲存電容之電壓值，並根據多個電壓值產生多位元數位訊號。
此外，本發明更提出一種光強度調整方法，用於一液晶顯示裝置，包含下列步驟。首先，提供一液晶顯示面板。接著，利用第一閘極驅動電路輸出第一控制訊號至多個第一掃描線。利用資料驅動電路輸出顯示資料至多個第一資料線。透過光偵測驅動電路耦合至內建式光偵測模組。利用光偵測驅動電路輸出至少一第二控制訊號至內建式光偵測模組。藉由內建式光偵測模組讀取多位元數位訊號。透過計算電路耦合光偵測驅動電路，以接收並計算多位元數位訊號以獲得光線的光強度。
其中，藉由計算電路耦合至背光模組，根據所獲得光線的光強度來控制背光模組。
此外，本發明更提出一種光強度調整方法，用於一光偵測裝置，光偵測裝置偵測光線並輸出對應光線的光強度之多位元數位訊號，包含下列步驟：提供多個光偵測單元，其中每一光偵測單元具有電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件，且電晶體、儲存電容及感光元件為電性連接。利用光偵測驅動電路輸出至少一控制訊號及參考訊號至多個電晶體，控制訊號為具有資料寫入致能脈衝(pulse)以及資料讀取致能脈衝。其中，當多個電晶體接收資料寫入致能脈衝時，每一光偵測單元的至少一儲存電容根據參考訊號進行充電。其中，當多個電晶體接收資料讀取致能脈衝 時，光偵測驅動電路讀取每一光偵測單元的至少一儲存電容之電壓值，並根據多個電壓值產生多位元數位訊號。
承上所述，依本發明之液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法，其可具有一或多個下述優點：
(1)此液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法可藉由偵測光線並輸出對應光線的光強度之多位元數位訊號。
(2)此液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法可藉由光偵測單元直接內嵌整合於液晶或有機發光二極體面板中，依照不同光偵測單元漏流與儲存電容，可得知外界光源強度。
(3)此液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法不必外加光源感應印刷電路板與變更機構設計，整合的光感測器顯示裝置減少了組件數量，使設計複雜性和成本都有所降低，並加速產品開發。
(4)此液晶顯示面板、液晶顯示裝置、光偵測裝置及光強度調整方法具有易客製化、輕薄、窄邊框(Narrow Bezel)以及綠能環保的優點。
此光偵測裝置架構非侷限於液晶顯示面板、液晶顯示裝置，凡具有主動矩陣(Active Matrix)之顯示面板、顯示裝置，如主動矩陣式有機發光二極體(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)、主動矩陣式電子紙(Active Matrix Electronic Paper Display，AMEPD)之顯示面 板、顯示裝置皆可應用此光偵測裝置架構。
請參閱第1圖，其係為本發明之液晶顯示面板之第一實施例示意圖。圖中，液晶顯示面板1包含多個第一掃描線11、多個第一資料線12、多個第一薄膜電晶體13、多個液晶畫素單元14以及內建式光偵測模組15。多個第一薄膜電晶體13分別位於多個第一掃描線11與多個第一資料線12相交叉處，每一第一薄膜電晶體13與第一掃描線11與第一資料線12相連接。每一第一薄膜電晶體13用於驅動一液晶畫素單元14。內建式光偵測模組15偵測光線並輸出對應光線的光強度之多位元數位訊號。
內建式光偵測模組15包含至少一第二掃描線151、至少一第二資料線152以及多個光偵測單元153。其中每一光偵測單元153具有一第二薄膜電晶體1531、至少一儲存電容1532及至少一感光元件1533，第二薄膜電晶體1531、儲存電容1532及感光元件1533為電性連接。其中，每一第二薄膜電晶體1531與第二掃描線151及第二資料線152相連接。當第二掃描線151為多個時，多個第二薄膜電晶體1531分別與每一第二掃描線151及第二資料線152相連接。此外，第二資料線152也可為多個的狀態，此時，多個第二薄膜電晶體1531分別與第二掃描線151及每一第二資料線152相連接。
請參閱第2圖，其係為本發明之液晶顯示面板之第二 實施例示意圖。多個光偵測單元153的儲存電容1532的數量可為不一致的狀態，亦可利用多個光偵測單元153之儲存電容具有不同的電容值，達成同樣的效果。
請參閱第3圖，其係為本發明之液晶顯示面板之第三實施例示意圖。多個光偵測單元153之感光元件1533的數量可為不一致的狀態，亦可利用多個光偵測單元153之感光元件1533具有不同的光感應面積，達成同樣的效果。其中，感光元件1533可為光電晶體(Photo Transistor)或光二極體(Photo Diode)。
請參閱第4圖，其係為本發明之液晶顯示面板之電路布局示意圖。圖中，具有多個第一薄膜電晶體41及多個光偵測單元42。請參閱第5圖，其係為本發明之液晶顯示面板之彩色濾光片示意圖。圖中，為一彩色濾光片51，其中彩色濾光片51具有多個尺寸不同的透明孔徑511(transparent aperture)。利用不同尺寸的透明孔徑使不同光偵測單元42有不同的曝光面積。請參閱第6圖，其係為本發明之液晶顯示面板之第四實施例示意圖。液晶顯示面板6更包含彩色濾光片51，且彩色濾光片51設置於多個第一薄膜電晶體41及多個光偵測單元42之上，多個透明孔徑511之位置分別對應多個光偵測單元43。
請參閱第7圖，其係為本發明之液晶顯示面板之第五實施例示意圖。圖中，此實施例包含第一薄膜電晶體71、液晶畫素單元72、內建式光偵測模組73和彩色濾光片74，其中液晶畫素單元72包含畫素電極721、公共電極722以 及夾於畫素電極721與公共電極722之間的液晶分子723。其中，內建式裝偵測模組73的感光元件75較佳為光二極體(Photo Diode)。
請參閱第8圖，其係為本發明之液晶顯示面板之第六實施例示意圖。圖中，此實施例包含第一薄膜電晶體81、液晶畫素單元82、內建式光偵測模組83和彩色濾光片84，其中液晶畫素單元82包含畫素電極821、公共電極822以及夾於畫素電極821與公共電極822之間的液晶分子823。其中，內建式裝偵測模組83的感光元件85為光電晶體(Photo Transistor)。
請參閱第9圖，其係為本發明之液晶顯示面板之第七實施例示意圖。圖中，液晶顯示面板9包含多個第一掃描線91、多個第一資料線92、多個第一薄膜電晶體93、多個液晶畫素單元94以及內建式光偵測模組95。多個第一薄膜電晶體93分別位於多個第一掃描線91與多個第一資料線92相交叉處，每一第一薄膜電晶體93與第一掃描線91與第一資料線92相連接。每一第一薄膜電晶體93用於驅動一液晶畫素單元94。內建式光偵測模組95偵測光線並輸出對應光線的光強度之多位元數位訊號。
內建式光偵測模組95包含第二掃描線951、多個第三掃描線952、第二資料線953、第三資料線954以及多個光偵測單元955。每一光偵測單元955具有一第二薄膜電晶體9551、第三薄膜電晶體9552、至少一儲存電容9553及至少一感光元件9554，且第二薄膜電晶體9551、第三薄膜 電晶體9552、儲存電容9553及感光元件9554為電性連接。每一第二薄膜電晶體9551分別與第二掃描線951及第二資料線953相連接，而每一第三薄膜電晶體9552係分別與每一第三掃描線952及第三資料線954相連。
多個光偵測單元955的儲存電容9553的數量可為不一致的狀態，亦可利用多個光偵測單元955之儲存電容9553具有不同的電容值，達成同樣的效果。多個光偵測單元955之感光元件9554的數量可為不一致的狀態，亦可利用多個光偵測單元955之感光元件9554具有不同的光感應面積，達成同樣的效果。感光元件9554可為光電晶體(Photo Transistor)或光二極體(Photo Diode)。液晶顯示面板9更包含彩色濾光片，其中彩色濾光片具有多個尺寸不同的透明孔徑(transparent aperture)，多個透明孔徑之位置分別對應多個光偵測單元955。
請參閱第10圖，其係為本發明之液晶顯示裝置之第一實施例示意圖。圖中，液晶顯示裝置10包含液晶顯示面板101、第一閘極驅動電路102、資料驅動電路103、光偵測驅動電路104以及計算電路105。第一閘極驅動電路102用以輸出第一控制訊號至多個第一掃描線1021。資料驅動電路103用以輸出顯示資料至多個第一資料線1031。光偵測驅動電路104耦合至內建式光偵測模組106，光偵測驅動電路104用以輸出至少一第二控制訊號至內建式光偵測模組106，並從內建式光偵測模組106讀取多位元數位訊號。計算電路105耦合至光偵測驅動電路104，用以接收 並計算多位元數位訊號以獲得光線的光強度。當液晶顯示裝置10更包含背光模組107時，計算電路105耦合至背光模組107，計算電路105根據獲得的光線光強度來控制背光模組107。
請參閱第11圖，其係為本發明之液晶顯示裝置之第一實施例訊號時脈圖。並參閱第10圖，在第N的時段(time frame)，當透過第一閘極驅動電路102輸出第一控制訊號至多個第一掃描線G1-Gn以依序開啟每一位於第一資料線1031與第一掃描線1021的薄膜電晶體，其中第一控制訊號為n個脈衝訊號。此時，資料驅動電路103輸出顯示資料至多個第一資料線D1-Dm，以更新液晶面板顯示的畫面。接著，在N+1個時段過程中，第一閘極驅動電路102依序輸出n個脈衝訊號，並輸出至多個第一掃描線G1-Gn以依序開起每一位於第一資料線1031與第一掃描線1021的薄膜電晶體。此時，資料驅動電路103輸出顯示資料至多個第一資料線D1-Dm，以更新液晶面板顯示的畫面。接著，在N+2個時段過程中，第一閘極驅動電路102再次依序輸出n個脈衝訊號，並輸出至多個第一掃描線G1-Gn以依序開起每一位於第一資料線1031與第一掃描線1021的薄膜電晶體。此時，資料驅動電路103輸出顯示資料至多個第一資料線D1-Dm，以再次更新液晶面板顯示的畫面。接著，在N+3個時段過程中，第一閘極驅動電路102又再次依序輸出n個脈衝訊號，並輸出至多個第一掃描線G1-Gn以依序開起每一位於第一資料線1031與第一掃描 線1021的薄膜電晶體。此時，資料驅動電路103輸出顯示資料至多個第一資料線D1-Dm，以再次更新液晶面板顯示的畫面。
請參閱第12a圖，其係為本發明之液晶顯示裝置之第二實施例訊號時脈圖。並參閱第1圖和第10圖，當提供單元參考資料時，光偵測驅動電路104輸出至少一第二控制訊號至內建式光偵測模組15、106，其中第二控制訊號具有資料寫入致能脈衝(pluse)和資料讀取脈衝。當多個電晶體1531接收資料寫入致能脈衝時，每一光偵測單元153的至少一儲存電容1532根據參考訊號進行充電，透過至少一第二掃描線151開啟每一第二薄膜電晶體1531，參考資料並同時寫入儲存電容1532。
藉由外界環境光的照射t1-t4，儲存電容1532透過光感測元件1533放電。當薄膜電晶體T1-T4接收資料讀取致能脈衝時，光偵測驅動電路104讀取每一光偵測單元153的儲存電容1532之電壓值，並根據電壓值產生多位元數位訊號。當經過t1的曝光時間，第二掃描線1511開啟薄膜電晶體T4，並藉由第二資料線152將其相連接的儲存電容1532的電壓值讀出。當經過t2的曝光時間，第二掃描線1512開啟薄膜電晶體T3，並藉由第二資料線152將其相連接的儲存電容1532的電壓值讀出。當經過t3的曝光時間，第二掃描線1513開啟薄膜電晶體T2，並藉由第二資料線152將其相連接的儲存電容1532的電壓值讀出。當經過t4的曝光時間，第二掃描線1514開啟薄膜電晶體T1， 並藉由第二資料線152將其相連接的儲存電容1532的電壓值讀出，亦表示資料讀取致能脈衝為不同步的狀態。
請參閱第12b圖，其係為光電晶體(Photo Transistor)感光元件實施例之環境光照射電性號圖。藉由外界環境光的照射，感光元件將光訊號轉換成電訊號。因此在一定的偏壓之下，不同的環境光強度可對應出不同的光電流值。以此實施例為例，當光強度分別為0lux、500lux、1000lux、5000lux、10000lux、50000lux、100000lux時，光強度越強，可輸出較大的光電流值。
請參閱表一，其係為計算電路105邏輯設計實施例調光程度關係表格。光偵測驅動電路104因此可根據電壓值產生多位元數位訊號。計算電路105接收並計算多位元數位訊號，依照高低的邏輯可判別光線調光(Dimming)的程度。以此實施例為例，可藉由設定環境狀況為漆黑(Pitch Black)、很黑暗(Very dark)、室內黑暗(Dark Indoors)、室內陰暗(Dim Indoors)、室內正常(Normal Indoors)、室內明亮(Bright Indoors)、室外陰暗(Dim Outdoors)、室外多雲(Cloudy Outdoors)以及陽光直射(Direct Sunlight)等狀況，對應出不同光強度範圍，並藉由光強度範圍的平均值為依據，作為光線調光的程度，例如：(H,H,H,H)代表為第0階調光，(L,H,H,H)代表為第1階調光，(L,L,H,H)代表為第2階調光，(L,L,L,H)代表為第3階調光，(L,L,L,L)代表為第4階調光。當耦合背光模組107時，可根據所獲得的光線光強度來控制背光模組107。舉例來說，當偵測光強度為 2000lux時，其環境狀況對應表一為室內明亮的環境狀況，計算電路可判斷為第2階調光。當計算電路107耦合背光模組107時，因此可根據所獲得的演算規則來調整背光模組107的背光。
請參閱第13圖，其係為本發明之液晶顯示裝置之第三實施例訊號時脈圖。並參閱第9圖和第10圖，當提供單元參考資料時，光偵測驅動電路104輸出至少一第二控制訊號至內建式光偵測模組106、95，其中第二控制訊號具有資料寫入致能脈衝(pluse)和資料讀取脈衝。當多個電晶體T1-T4接收資料寫入致能脈衝時，每一光偵測單元955的儲存電容9553根據參考訊號進行充電，透過第二掃描線951開啟每一第二薄膜電晶體9551，參考資料並同時寫入儲存電容9553。
藉由外界環境光的照射t1-t4，儲存電容9553透過光感測元件9554放電。當薄膜電晶體T1-T4接收資料讀取致 能脈衝時，光偵測驅動電路104讀取每一光偵測單元955的儲存電容9553之電壓值，並根據電壓值產生多位元數位訊號。當經過t1的曝光時間，第三掃描線9524開啟薄膜電晶體T8，並藉由第三資料線954將其相連接的儲存電容9553的電壓值9553讀出。當經過t2的曝光時間，第三掃描線9523開啟薄膜電晶體T7，並藉由第三資料線954將其相連接的儲存電容9553的電壓值讀出。當經過t3的曝光時間，第三掃描線9522開啟薄膜電晶體T6，並藉由第三資料線954將其相連接的儲存電容9553的電壓值讀出。當經過t4的曝光時間，第三掃描線9521開啟薄膜電晶體T5，並藉由第三資料線954將其相連接的儲存電容9553的電壓值讀出，亦表示資料讀取致能脈衝為不同步的狀態。
光偵測驅動電路104因此可根據電壓值產生多位元數位訊號。計算電路105接收並計算多位元數位訊號，依照高低的邏輯可判別光線調光(Dimming)的程度，例如：(H,H,H,H)代表為第0階調光，(L,H,H,H)代表為第1階調光，(L,L,H,H)代表為第2階調光，(L,L,L,H)代表為第3階調光，(L,L,L,L)代表為第4階調光。當耦合背光模組107時，可根據所獲得的光線光強度來控制背光模組107。
請參閱第14圖，其係為本發明之光偵測裝置之示意圖。光偵測裝置用以偵測光線並輸出對應光線光強度之多位元數位訊號，其包含：多個光偵測單元141和光偵測驅動電路142。每一光偵測單元141具有電晶體1411、至少一儲存電容1412及至少一感光元件1413，其中電晶體 1411、儲存電容1412及感光元件1413為電性連接。光偵測驅動電路142輸出至少一控制訊號及參考訊號至多個電晶體1411，控制訊號具有資料寫入致能脈衝(pulse)以及資料讀取致能脈衝。當多個電晶體1411接收資料寫入致能脈衝時，每一光偵測單元141的至少一儲存電容1412根據參考訊號進行充電。當多個電晶體1411接收資料讀取致能脈衝時，光偵測驅動電路142讀取每一光偵測單元141的至少一儲存電容1412之電壓值，並根據多個電壓值產生多位元數位訊號。當控制訊號的數目為多個時，其表示多個資料讀取致能脈衝為不同步的狀態。
其中，多個光偵測單元141的儲存電容1412的數量可為不一致的狀態，亦可利用多個光偵測單元141之儲存電容1412具有不同的電容值，達成同樣的效果。多個光偵測單元141之感光元件1413的數量可為不一致的狀態，亦可利用多個光偵測單元141之感光元件1413具有不同的光感應面積，達成同樣的效果。感測元件1413可為光電晶體(Photo Transistor)或光二極體(Photo Diode)。
請參閱第15圖，其係為本發明之光強度調整方法之第一實施例流程圖。光強度調整方法用於液晶顯示裝置，包含以下步驟：步驟S1，提供一液晶顯示面板。步驟S2，利用第一閘極驅動電路輸出第一控制訊號至多個第一掃描線。步驟S3，利用資料驅動電路輸出顯示資料至多個第一資料線。步驟S4，透過光偵測驅動電路耦合至內建式光偵測模組。步驟S5，利用光偵測驅動電路輸出至少一第二控 制訊號至內建式光偵測模組，其中第二控制訊號係具有資料寫入致能脈衝(pulse)以及資料讀取致能脈衝，當第二控制訊號的數目為多個時，多個資料讀取致能脈衝為不同步的狀態。步驟S6，藉由內建式光偵測模組讀取多位元數位訊號。步驟S7，透過計算電路耦合光偵測驅動電路，以接收並計算多位元數位訊號以獲得光線的光強度。其中更包含步驟S8，藉由計算電路耦合至背光模組，根據所獲得光線的光強度來控制背光模組。
請參閱第16圖，其係為本發明之光強度調整方法之第二實施例流程圖。用於一光偵測裝置，光偵測裝置偵測光線並輸出對應光線的光強度之多位元數位訊號，包含下列步驟：步驟S11，提供多個光偵測單元，其中每一光偵測單元具有電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件，且電晶體、儲存電容及感光元件為電性連接。步驟S12，利用光偵測驅動電路輸出至少一控制訊號及參考訊號至多個電晶體，控制訊號為具有資料寫入致能脈衝(pulse)以及資料讀取致能脈衝。當控制訊號的數目為多個時，其表示多個資料讀取致能脈衝為不同步的狀態。
當多個電晶體接收資料寫入致能脈衝時，每一光偵測單元的至少一儲存電容根據參考訊號進行充電。當多個電晶體接收資料讀取致能脈衝時，光偵測驅動電路讀取每一光偵測單元的至少一儲存電容之電壓值，並根據多個電壓值產生多位元數位訊號。
其中，多個光偵測單元的儲存電容的數量可為不一致 的狀態，亦可利用多個光偵測單元之儲存電容具有不同的電容值，達成同樣的效果。多個光偵測單元之感光元件的數量可為不一致的狀態，亦可利用多個光偵測單元之感光元件具有不同的光感應面積，達成同樣的效果。感測元件可為光電晶體(Photo Transistor)或光二極體(Photo Diode)。
此光偵測裝置架構非侷限於液晶顯示面板、液晶顯示裝置，凡具有主動矩陣(Active Matrix)之顯示面板、顯示裝置，如主動矩陣式有機發光二極體(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)、主動矩陣式電子紙(Active Matrix Electronic Paper Display，AMEPD)之顯示面板、顯示裝置皆可應用此光偵測裝置架構。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、101、9‧‧‧液晶顯示面板
10‧‧‧液晶顯示裝置
102‧‧‧第一閘極驅動電路
103‧‧‧資料驅動電路
104、142‧‧‧光偵測驅動電路
105‧‧‧計算單元
107‧‧‧背光模組
11、91、1021‧‧‧第一掃描線
12、92、1031‧‧‧第一資料線
13、41、71、81、93、1411‧‧‧第一薄膜電晶體
14、72、82、94‧‧‧液晶畫素單元
15、73、83、95、106‧‧‧內建式光偵測模組
151、1511-1514、951‧‧‧第二掃描線
152、953‧‧‧第二資料線
153、42、955、141‧‧‧光偵測單元
1531、9551‧‧‧第二薄膜電晶體
1532、9553、1412‧‧‧儲存電容
1533、75、85、9554、1413‧‧‧感光元件
51、74、84‧‧‧彩色濾光片
511‧‧‧透明孔徑
721、821‧‧‧畫素電極
722、822‧‧‧公共電極
723、823‧‧‧液晶分子
952、9521-9524‧‧‧第三掃描線
954‧‧‧第三資料線
9552‧‧‧第三薄膜電晶體
S1-S8、S11-S12‧‧‧步驟
第1圖 係為本發明之液晶顯示面板之第一實施例示意圖；第2圖 係為係為本發明之液晶顯示面板之第二實施例示意圖；第3圖 係為係為本發明之液晶顯示面板之第三實施例示意圖；第4圖 係係為本發明之液晶顯示面板之電路布局示意圖；第5圖 係為係為本發明之液晶顯示面板之彩色濾光片示意圖； 第6圖 係為本發明之液晶顯示面板之第四實施例示意圖；第7圖 係為本發明之液晶顯示面板之第五實施例示意圖；第8圖 係為本發明之液晶顯示面板之第六實施例示意圖；第9圖 係為本發明之液晶顯示面板之第七實施例示意圖；第10圖 係為本發明之液晶顯示裝置之第一實施例示意圖；第11圖 係為其係為本發明之液晶顯示裝置之第一實施例訊號時脈圖；第12a圖 係為本發明之液晶顯示裝置之第二實施例訊號時脈圖；第12b圖 係為光電晶體感光元件實施例之環境光照射電性號圖；第13圖 係為本發明之液晶顯示裝置之第三實施例訊號時脈圖；第14圖 係為本發明之光偵測裝置之示意圖；第15圖 其係為本發明之光強度調整方法之第一實施例流程圖；以及第16圖 係為本發明之光強度調整方法之第二實施例流程圖。
10‧‧‧液晶顯示裝置
101‧‧‧液晶顯示面板
102‧‧‧第一閘極驅動電路
1021‧‧‧第一掃描線
103‧‧‧資料驅動電路
1031‧‧‧第一資料線
104‧‧‧光偵測驅動電路
105‧‧‧計算單元
106‧‧‧內建式光偵測模組
107‧‧‧背光模組

Claims (28)

  1. 一種液晶顯示面板，包含：複數個第一掃描線；複數個第一資料線；複數個第一薄膜電晶體，分別位於該複數個第一資料線與該複數個第一掃描線相交叉處，每一該第一薄膜電晶體係與該第一資料線與該第一掃描線相連接；複數個液晶畫素單元，每一該第一薄膜電晶體係用於驅動一液晶畫素單元；一內建式光偵測模組，係偵測一光線並輸出一對應該光線的光強度之多位元數位訊號；以及一光偵測驅動電路，耦合至該內建式光偵測模組，該光偵測驅動電路用以輸出至少一第二控制訊號至該內建式光偵測模組，並從該內建式光偵測模組讀取該多位元數位訊號，該第二控制訊號係具有一資料寫入致能脈衝(pulse)以及一資料讀取致能脈衝。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該內建式光偵測模組包含：至少一第二掃描線；至少一第二資料線；以及複數個光偵測單元，其中每一該光偵測單元具有一第二薄膜電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件，該第二薄膜電晶體、該儲存電容及該感光元件係電性連接；其中，每一該第二薄膜電晶體係與該第二掃描線及該 第二資料線相連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，當該第二掃描線為複數個時，其中該複數個第二薄膜電晶體係分別與每一該第二掃描線及該第二資料線相連接。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，當該第二資料線為複數個時，其中該每複數個第二薄膜電晶體係分別與該第二掃描線及每一該第二資料線相連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該內建式光偵測模組包含：一第二掃描線；複數個第三掃描線；一第二資料線；一第三資料線；以及複數個光偵測單元，每一該光偵測單元具有一第二薄膜電晶體、一第三薄膜電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件，且該第二薄膜電晶體、該第三薄膜電晶體、該儲存電容及該感光元件係電性連接；其中，每一該第二薄膜電晶體係分別與該第二掃描線及該第二資料線相連接，而每一該第三薄膜電晶體係分別與每一該第三掃描線及該第三資料線相連接。
  6. 如申請專利範圍第2項至第5項任一項所述之液晶顯示面板，其中該複數個光偵測單元之儲存電容具有不同的電容值。
  7. 如申請專利範圍第2項至第5項任一項所述之液晶 顯示面板，其中該複數個光偵測單元的儲存電容的數量不一致。
  8. 如申請專利範圍第2項至第5項任一項所述之液晶顯示面板，其中該複數個光偵測單元之感光元件具有不同的光感應面積。
  9. 如申請專利範圍第2項至第5項任一項所述之液晶顯示面板，其中該複數個光偵測單元之感光元件的數量不一致。
  10. 如申請專利範圍第2項至第5項任一項所述之液晶顯示面板，更包含一彩色濾光片，且該彩色濾光片係設置於該複數個第一薄膜電晶體及該複數個光偵測單元之上，其中該彩色濾光片具有複數個尺寸不同的透明孔徑(transparent aperture)，該複數個透明孔徑之位置分別對應該複數個光偵測單元。
  11. 一種液晶顯示裝置，包含：一種如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述之液晶顯示面板，具有所述光偵測驅動電路；一第一閘極驅動電路，用以輸出一第一控制訊號至該複數個第一掃描線；一資料驅動電路，用以輸出顯示資料至該複數個第一資料線；以及一計算電路，耦合至該光偵測驅動電路，用以接收並計算該多位元數位訊號以獲得該光線的光強度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示裝置，當該第二控制訊號的數目為複數個時，其中該複數個資料讀取致能脈衝係為不同步。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示裝置，更包含一背光模組，其中該計算電路係耦合至該背光模組並根據所獲得的該光線的光強度來控制該背光模組。
  14. 一種光偵測裝置，用偵測一光線並輸出一對應該光線的光強度之多位元數位訊號，該光偵測裝置包含：複數個光偵測單元，其中每一該光偵測單元具有一電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件，且該電晶體、該儲存電容及該感光元件係電性連接；以及一光偵測驅動電路，係輸出至少一控制訊號及一參考訊號至該複數個電晶體，該控制訊號係具有一資料寫入致能脈衝(pulse)以及一資料讀取致能脈衝；其中，當該複數個電晶體接收該資料寫入致能脈衝時，每一該光偵測單元的該至少一儲存電容係根據該參考訊號進行充電；其中，當該複數個電晶體接收該資料讀取致能脈衝時，該光偵測驅動電路係讀取該每一該光偵測單元的該至少一儲存電容之電壓值，並根據該複數個電壓值產生該多位元數位訊號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之光偵測裝置，其中該複數個光偵測單元之儲存電容具有不同的電容值。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之光偵測裝置，其中 該複數個光偵測單元的儲存電容的數量不一致。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之光偵測裝置，其中該複數個光偵測單元之感光元件具有不同的光感應面積。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之光偵測裝置，其中該複數個光偵測單元之感光元件的數量不一致。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之光偵測裝置，當該控制訊號的數目為複數個時，其中該複數個資料讀取致能脈衝係為不同步。
  20. 一種光強度調整方法，用於一液晶顯示裝置，包含下列步驟：提供一種如專利申請範圍第1至第5項任一項所述之液晶顯示面板；利用一第一閘極驅動電路輸出一第一控制訊號至該複數個第一掃描線；利用一資料驅動電路輸出顯示資料至該複數個第一資料線；透過所述光偵測驅動電路耦合至該內建式光偵測模組；利用該光偵測驅動電路輸出所述至少一第二控制訊號至該內建式光偵測模組；藉由該內建式光偵測模組讀取該多位元數位訊號；以及透過一計算電路耦合該光偵測驅動電路，以接收並計算該多位元數位訊號以獲得該光線的光強度。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之光強度調整方法，當該第二控制訊號的數目為複數個時，其中該複數個資料讀取致能脈衝係為不同步。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之光強度調整方法，其中藉由該計算電路耦合至一背光模組，根據所獲得的該光線的光強度來控制該背光模組。
  23. 一種光強度調整方法，用於一光偵測裝置，該光偵測裝置偵測一光線並輸出一對應該光線的光強度之多位元數位訊號，包含下列步驟：提供複數個光偵測單元，其中每一該光偵測單元具有一電晶體、至少一儲存電容及至少一感光元件，且該電晶體、該儲存電容及該感光元件係電性連接；以及利用一光偵測驅動電路輸出至少一控制訊號及一參考訊號至該複數個電晶體，該控制訊號係具有一資料寫入致能脈衝(pulse)以及一資料讀取致能脈衝；其中，當該複數個電晶體接收該資料寫入致能脈衝時，每一該光偵測單元的該至少一儲存電容係根據該參考訊號進行充電；其中，當該複數個電晶體接收該資料讀取致能脈衝時，該光偵測驅動電路係讀取該每一該光偵測單元的該至少一儲存電容之電壓值，並根據該複數個電壓值產生該多位元數位訊號。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之光強度調整方法，其中該複數個光偵測單元之儲存電容具有不同的電容值。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之光強度調整方法，其中該複數個光偵測單元的儲存電容的數量不一致。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之光強度調整方法，其中該複數個光偵測單元之感光元件具有不同的光感應面積。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之光強度調整方法，其中該複數個光偵測單元之感光元件的數量不一致。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之光強度調整方法，當該控制訊號的數目為複數個時，其中該複數個資料讀取致能脈衝係為不同步。
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