TWI414982B - 一液晶顯示器結構及其驅動方法 - Google Patents

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Description

一液晶顯示器結構及其驅動方法
本發明概略關於一種液晶顯示器(LCD,“Liquid crystal display”)，尤指一種LCD，其利用周遭光線的強度來最佳化一光感測器在偵測觸控資訊之感應度，以及驅動這種LCD的方法。
觸控感測技術能夠提供一種電子系統與使用者之間的自然介面，該技術已在多種領域中發現到廣泛的應用，例如行動電話、個人數位助理(PDA,“Personal digital assistant”)、自動櫃員機(ATM,“Automatic teller machine”)、遊戲機、醫療裝置、液晶顯示器(LCD)裝置、發光二極體(LED,“Light emitting diode”)裝置、電漿顯示面板(PDP,“Plasma display panel”)裝置、運算裝置及類似者，其中一使用者可透過一關聯於該電子系統之觸控感測裝置輸入所要的資訊及/或操作該電子系統。
近年來，已經開發出一種加入有觸控功能的LCD。這些觸控功能感應由於手指及光筆觸碰所造成之壓力或電容差異，並提供與其對應的電子信號給該LCD。該外部裝置基於所處理的電子信號決定在該LCD之顯示面板上是否存在觸碰以及觸碰在何處，並可傳回影像信號到該LCD，其係基於該資訊來產生。雖然該觸控功能可提供在一外部裝置上，像是附加於該LCD之觸控螢幕面板，其會增加該LCD的厚度、重量及額外的成本。加入到LCD中的光感測 器可實施成放置在顯示一影像之像素中的TFT。但是，這種光感測器在回應於觸碰時的光感測會造成許多錯誤，因為該光感測器之輸出特性會隨著周遭狀況而改變，即周遭光線強度、背光亮度、溫度等等。因此，該LCD裝置雖然已經發生一觸碰但未察覺任何觸碰，或雖然並未發生觸碰但會察覺到有觸碰。
因此，目前為止在本技藝中存在一種未處理的需求，即要處理前述之缺點及不適當性。
本發明在一種態樣中係關於一LCD。在一具體實施例中，該LCD包括一面板，其具有一顯示區域及相鄰於該顯示區域的一周邊區域，該面板具有複數個像素，其在空間中配置成該顯示區域中矩陣的型式來顯示一影像；一第一光感測器構件，其形成在該顯示區域中，用於感測由於在該顯示區域上的一觸碰所造成之入射光線的改變，其中該第一光感測器構件包含至少一光電晶體，其具有一閘極、一源極及一汲極，其特徵在於具有感測入射光線之變化的感應度；一第二光感測器構件，其形成在該周邊區域中，用於測量周遭光線的強度，並產生對應於該周遭光線之測量的強度之周遭光線感測信號；及一感測器控制器，其電氣耦合至該第一光感測器構件及該第二光感測器構件，用於自該第二光感測器接收周遭光感測信號，並根據該周遭光線的測量強度分別調整施加該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極的電壓Vg及Vs，藉此以最佳感 應度來操作該第一光感測器構件。
該LCD另包括一背光，用於照明該面板的顯示區域；及一背光控制器，其電氣耦合至該背光及該第二光感測器構件，用於控制該背光的亮度，其中該背光控制器係經配置以使得當該周遭光線的測量強度實質上等於該閥值時，該背光的亮度增加到一位準。此外，該LCD可具有一查詢表(LUT,“Lookup table”)，儲存在一記憶體裝置中，其與該感測器控制器通訊，且其中該LUT包含一些周遭光線的強度值，及該電壓差異Vgs之相對應數值，其用於該第一光感測器構件以該最佳感應度運作。
在一具體實施例中，該第一光感測器構件另包含至少一儲存電容器Cst1，其具有一第一終端與一第二終端，分別電氣耦合至該至少一光TFT的源極與汲極，用於儲存回應於該入射光線的量由該至少一光TFT產生的電荷；及至少一讀出TFT，其具有一閘極、一源極及一汲極，其分別電氣耦合至閘極線、該至少一光TFT的汲極，與一讀出線，其分別用於輸出對應於儲存在該至少一儲存電容器Cst1中的電荷之信號。該至少一光電晶體包含一TFT。
該第一光感測器構件之感應度隨著周遭光線之強度，以及該至少一光電晶體之閘極與源極之間的電壓差Vgs而改變，其中Vgs=(Vg-Vs)。
在一具體實施例中，該第一光感測器構件根據由該第二光感測器構件所產生的周遭光線感測信號可操作成在一反射操作模式與一陰影操作模式之間切換。當該周遭光線的測量強度實質上低於一閥值時，該第一光感測器構件係 經配置以該反射操作模式運作。當該周遭光線的測量強度實質上高於一閥值時，該第一光感測器構件係經配置以該陰影操作模式運作。當該周遭光線的測量強度實質上等於該閥值時，該背光的亮度被增加到一所要的位準，致使該第一光感測器構件以該反射操作模式運作。
在一具體實施例中，該第二光感測器構件包含一或多個非晶矽薄膜電晶體或光二極體。
在另一種態樣中，本發明關於驅動一LCD的方法。在一具體實施例中，該方法包括以下步驟：提供一LCD，其具有一面板，該面板包含一顯示區域及相鄰於該顯示區域的一周邊區域，該面板具有複數個像素，其在該顯示區域中空間上配置成矩陣型式，用於顯示一影像；一第一光感測器構件，其形成在該顯示區域中，用於感測由於在該顯示區域中的觸碰所造成之入射光線的改變，其中該第一光感測器構件包含至少一光電晶體，其具有一閘極、一源極及一汲極，且其特徵在於感測該入射光線之變化的感應度；一第二光感測器構件，其形成在該周邊區域中；及一感測器控制器，其電氣耦合至該第一光感測器構件及該第二光感測器構件。
再者，該方法包括以下步驟：測量周遭光線的強度，及由該第二光感測器構件產生對應於該周遭光線的測量強度之周遭光線感測信號，由該感測器控制器接收來自該第二光感測器構件之周遭光線感測信號，由該感測器控制器根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg及Vs，並分別施加調整過的Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電 晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
在一具體實施例中，該調整步驟具有以下步驟：查閱儲存在與該感測器控制器通訊之一記憶體裝置中的LUT，且其中該LUT包含一些該周遭光線的強度值，及該電壓差Vgs之相對應數值，用於使該第一光感測器構件以該最佳感應度運作，其中Vgs=(Vg-Vs)，並輸出電壓Vg及Vs，使得該電壓差Vgs係對應於該周遭光線的測量強度。
在又另一種態樣中，本發明關於一種驅動一顯示裝置的方法，該裝置具有一面板，其包含一顯示區域與一周邊區域；一第一光感測器構件，其形成在該顯示區域中；及一第二光感測器構件，其形成在該周邊區域中。在一具體實施例中，該方法包括以下步驟：由該第二光感測器構件測量周遭光線的強度，並根據該周遭光線的測量強度驅動該第一光感測器構件，藉以感測由於在該顯示區域上由一觸碰造成的入射光線之變化。
在一具體實施例中，該第一光感測器構件包含至少一光電晶體，其具有一閘極、一源極及一汲極，且其特徵在於用於感測該入射光線之變化的感應度。該第一光感測器構件根據該周遭光線的測量強度可操作成在一反射操作模式與一陰影操作模式之間切換。
在一具體實施例中，該驅動步驟包括以下步驟：查閱一LUT，其中包含一些該周遭光線的強度值，及該電壓差Vgs之相對應數值，藉以使該第一光感測器構件以該最佳感應度運作，其中Vgs=(Vg-Vs)，根據該周遭光線的測 量強度調整電壓Vg及Vs，並分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
在另一具體實施例中，該驅動步驟包括比較該周遭光線的測量強度與一閥值的步驟。
當該周遭光線的測量強度實質上高於該閥值時，該驅動步驟另包含以下步驟：查閱該LUT，其包含一些該周遭光線的強度值，及該電壓差Vgs之相對應數值，用於使該第一光感測器構件以該最佳感應度運作，其中Vgs=(Vg-Vs)，根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg及Vs，並分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
當該周遭光線的測量強度實質上低於該閥值時，該驅動步驟另包含以下步驟：切換該第一光感測器構件到該反應操作模式，查閱該LUT，其儲存一些該周遭光線的強度值，及該電壓差Vgs之相對應數值，用於使該第一光感測器構件以該最佳感應度運作，其中Vgs=(Vg-Vs)，根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg及Vs，並分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
當該周遭光線的測量強度實質上等於該閥值時，該驅動步驟另包含以下步驟：增加該背光的亮度到一需要位準；切換該第一光感測器構件到該反應操作模式；查閱該 LUT，其包含一些該周遭光線的強度值，及該電壓差Vgs之相對應數值，其用於使該第一光感測器構件以該最佳感應度運作，其中Vgs=(Vg-Vs)；根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg及Vs；並分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
本發明的這些與其它態樣將可由以下配合以下圖式之較佳具體實施例的說明來進行瞭解，雖然其可在不悖離本發明之創新觀念的精神與範疇進行變化與修正。
本發明將藉由以下之範例進行說明，其係僅做為例示性，本領域專業人士將可瞭解到其中可有許多修正與變化。請參照圖式，類似的編號代表所有圖式中類似的組件。
在本說明書中任何地方的範例，皆僅為例示性，其並未限制本發明或其任何範例化項目的範疇及意義。類似地，本發明並不限於在本說明書中所提出的多種具體實施例。
在此處所使用的大致、大約皆通常代表在一給定數值或範圍的20%之內，較佳地是在10%之內，更佳地是在5%之內。
本說明將配合第1圖至第10圖之附屬圖式來進行。根據本發明的目的，如此處所實施及廣泛地討論，本發明係關於一LCD，其可利用周遭光線的強度來最佳化一觸控感測裝置之感應度，例如光感測器偵測在該LCD上的觸碰資 訊，以及其驅動方法。
第1圖至第3圖所示為根據本發明一具體實施例之具有一整合的觸控感測裝置與一周遭光線感測器之液晶顯示器(LCD)100的示意圖。LCD 100包括一LCD面板110，其具有一顯示區域112與相鄰於顯示區域112之周邊區域114。LCD面板110包括一下基板與一上基板，及置於該上基板與下基板之間的液晶(LC,“liquid crystal”)層。該下基板與上基板分別具有複數個像素電極120與一共用電極。該複數個像素電極120在顯示區域112中配置成矩陣的型式。第2圖所示為僅一個像素電極120之配置。像素電極120電氣耦合於沿著一列方向配置的一閘極線122與沿著垂直於該列方向之行方向配置的一源極線124。由一信號控制器160控制的閘極與資料信號分別經由閘極線122與源極線124輸入到像素電極120。LCD 100藉由調整施加到該LC層之電場的強度來控制通過該下基板與上基板之光線的穿透度來顯示所想要的影像。此外，該LCD由該影像顯示器之背光所照明。一背光控制器170用於調整該背光的亮度。
再者，LCD 100在顯示區域112中形成一第一光感測器構件130，用於感測由於在該顯示區域上一觸碰造成的入射光線之變化，並回應於該變化產生一電子信號。在此具體實施例中，如第2圖所示，第一光感測器構件130沿著像素120形成。如第2圖及第3圖所示，第一光感測器構件130包括至少一光電晶體135，其具有一閘極電氣耦合至一第一供應電壓線131，用於接收一第一供應電壓 Vg；一源極，其電氣耦合至一第二供應電壓線132，用於接收一第二供應電壓Vs；及一汲極；以及至少一儲存電容器Cst1，其具有一第一終端與一第二終端分別電氣耦合至至少一光TFT 135之源極與汲極，用於回應於該入射光線的量而儲存由至少一光TFT 135所產生的電荷。該至少一光TFT包含一非晶矽薄膜電晶體。第一光感測器構件130亦可包括一第二儲存電容器Cst2，其具有一第一終端與一第二終端分別電氣耦合至第一供應電壓線131與至少一光TFT 135之汲極。此外，第一光感測器構件130包括至少一讀出TFT 136，其具有一閘極、一源極與一汲極，其中該閘極、源極與汲極分別電氣耦合至閘極線122、至少一光TFT 135之汲極與一讀出線133。至少一讀出TFT 136用於對應於儲存在該至少一儲存電容器Cst1中的電荷而輸出一信號。
第一光感測器構件130係經配置以根據該周遭光線的強度操作成一反射操作模式或一陰影操作模式。在陰影模式中，第一光感測器構件130偵測由接觸到該螢幕之物件所投射的陰影。此操作模式受到周遭可見光位準所影響，且如果太暗，即沒有陰影，因此該觸控螢幕將無法偵測到觸控事件。在該反射模式中，該觸控螢幕包括一光源(或照明)，其照亮與該螢幕接觸的物件。第一光感測器構件130偵測由該等物件反射回來的光線。再者，第一光感測器構件130可經配置以根據該周遭光線的強度可操作成在該反射操作模式與該陰影操作模式之間切換。例如，當該周遭光線的強度實質上低於一閥值時，第一光感測器構件130 以該反射操作模式運作。當該周遭光線的強度實質上高於該閥值時，第一光感測器構件130以該陰影操作模式運作。當該周遭光線的強度實質上等於該閥值時，該背光的亮度被增加到一所要的位準，且第一光感測器構件130以該反射操作模式運作。
第一光感測器構件130之特徵在於具有用於感測該入射光線之變化的感應度。實際上，第一光感測器構件130之感應度隨著周遭狀況變化，特別是隨著周遭光線的強度及一背光亮度而變化。在一具體實施例中，第一光感測器構件130之感應度為該周遭光線之強度以及該至少一光電晶體之閘極與源極之間的電壓差Vgs的函數，其中Vgs=(Vg-Vs)。
請參照第4圖，所示為根據本發明一具體實施例中對於多種入射光線之強度的該光感測器構件之讀出感應度散佈。在此具體實施例中，該第一光感測器構件係經配置以在該陰影模式下運作。顯然對於不同周遭光線強度，要以該最佳感應度運作之第一光感測器構件的相對應數值Vgs並不相同，其列於表1。例如，對於具有2000勒克斯(Lux)強度之周遭光線，該光TFT之閘極與汲極之間的電壓差Vgs需要被設定在-1.5V，藉以利用該最佳感應度操作該第一光感測器構件。
第5圖所示為根據本發明另一具體實施例中對於多種入射光線之強度的第一光感測器構件之讀出感應度散佈。在此具體實施例中，該第一光感測器構件係經配置以根據該周遭光線的強度可切換式地在該陰影模式或該反射模式 中運作。該周遭光線的強度之閥值約為250 Lux。當該周遭光線的強度實質上低於該閥值時，該第一光感測器構件以該反射模式運作。當該周遭光線的強度實質上高於該閥值時，該第一光感測器構件以該陰影模式運作。例如，當該周遭光線的強度約為50 Lux，該第一光感測器構件以反應模式運作，且最佳的Vgs設定約為-0.75。但是，當該周遭光線的強度約為1000 Lux時，該第一光感測器構件以該陰影模式運作，且最佳的Vgs設定約為-1.25。
該第一光感測器構件可被校準來找出該周遭光線的強度值與該電壓差Vgs之相對應數值，藉此該第一光感測器構件以該最佳感應度運作，其形成一查詢表(LUT)，該LUT儲存在與用於驅動該LCD之感測器控制器通訊的記 憶體裝置或資料庫中。
此外，如果該周遭光線的強度約在該閥值(一關鍵周遭光線條件)附近，在反射模式與陰影模式中的讀出信號皆為低。所以在此條件下，該背光亮度需要被調整到一較高的位準，致使該第一光感測器構件可在反射模式中運作，或者，該背光亮度需要被調整到一較低的位準，致使該第一光感測器構件可在陰影模式中運作。
因此，為了最佳化該第一光感測器構件之效能，一光感測器可用於測量/監視該周遭光線的強度，然後該周遭光線的測量強度即用於設定對應於該周遭光線的測量強度之最佳Vgs。
請回頭參照第1圖，根據本發明，LCD 100包括一第二光感測器構件140，其形成在面板110之周邊區域114中，用於測量/監視周遭光線的強度，及一感測器控制器150，其電氣耦合至第一光感測器構件130與第二光感測器構件140，用於接收來自第二光感測器構件140之周遭光線的測量強度，並根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg 131與Vs 132，其被分別施加到第一光感測器構件130之至少一光電晶體135的閘極與源極，藉此在最佳感應度下運作第一光感測器構件130。
此外，第二光感測器構件140亦電氣耦合至背光控制器170。該背光控制器係經配置以使得當該周遭光線的測量強度實質上等於該閥值時，該背光的亮度被增加到一個位準，所以第一光感測器構件130以該反射操作模式運作。第二光感測器構件140包括一或多個非晶矽薄膜電晶 體或光二極體。
請參照第6圖，所示為根據一具體實施例中關於驅動一LCD之方法600的流程圖。方法600包括以下步驟：在步驟610中，該周遭光線的強度由該第二光感測器構件做測量。該周遭光線的測量強度被傳送到該感測器控制器。該感測器控制器處理該周遭光線的測量強度之接收信號並查閱一LUT，其係儲存在與該感測器控制器通訊之記憶體裝置或資料庫中，如步驟620，並根據該周遭光線的測量強度決定Vgs的設定，如步驟630。在步驟640中，該決定的Vgs設定係用於驅動該第一光感測器構件。
第7圖所示為關於根據本發明另一具體實施中驅動一LCD的方法700之流程圖。在此具體實施例中，該第一光感測器構件係經配置以根據該周遭光線的測量強度在一反射操作模式或一陰影操作模式下運作。在步驟710中，該周遭光線的強度由該第二光感測器構件做測量。該周遭光線的測量強度被傳送到該感測器控制器。該感測器控制器處理該周遭光線的測量強度之接收信號以決定該周遭光線的測量強度實質上是否高於一閥值，如步驟720。如果該周遭光線的測量強度實質上高於一閥值，該感測器控制器查閱一LUT，如步驟730，並根據該周遭光線的測量強度決定Vgs設定，如步驟740。在步驟750中，該決定的Vgs設定係用於驅動該第一光感測器構件。如果該周遭光線的測量強度實質上並不高於一閥值，該第一光感測器構件被切換到該反射模式，如步驟760。然後，該感測器控制器查閱該LUT，如步驟770，並根據該周遭光線的測量強度 決定Vgs的設定，如步驟780。在步驟790中，該決定的Vgs設定係用於驅動該第一光感測器構件。
第8圖為根據本發明一具體實施例中該第一光感測器構件的讀出信號。(a)及(c)分別對應於該第一光感測器構件在該陰影模式及一反射模式中的讀出信號，其在該LCD上並未有觸碰，其中該讀出信號並未改變。(b)及(d)係分別對應於該第一光感測器構件在該陰影模式及一反射模式中的讀出信號，其係回應於在該LCD的觸碰。當偵測到一觸碰時，在該陰影模式中該讀出信號△V<0，而在該反射模式中，該讀出信號△V>0。
請參照第9圖，所示為根據另一具體實施例中關於驅動一LCD之方法900的流程圖。在此具體實施例中，該第一光感測器構件係經配置以根據該周遭光線的測量強度在一反射操作模式或一陰影操作模式下運作。在步驟910中，該周遭光線的強度由該第二光感測器構件做測量。該周遭光線的測量強度被傳送到該感測器控制器。該感測器控制器處理該周遭光線的測量強度之接收信號，以決定該周遭光線的測量強度是否實質上約為該閥值，如步驟920。如果該周遭光線的測量強度實質上約為該閥值，該背光的亮度被增加到一所要的位準，如步驟930。在步驟940中，該第一光感測器構件被切換到該反射模式。在步驟945中，查閱一查詢表(LUT)。然後，Vgs根據該周遭光線的測量強度來決定，如步驟950。在步驟960中，該決定的Vgs設定係用於驅動該第一光感測器構件。
第10圖所示為該感測器裝置1000隨著該入射光線在 該感測器裝置1000(該第一光感測器構件)上的強度而變化之讀出信號。可清楚看出該入射光線的強度愈強，該感測器裝置之讀出信號愈大。其中，第10圖中示意繪示感測物件1001、光線1002以及背光模組1003，例如，如第10a圖及第10c圖所示，△V2>△V1，前者為具有較高的入射光線強度之顯示器的感測器裝置1000之讀出信號(第10d圖)，而後者為具有較低的入射光線強度之顯示器的感測器裝置1000之讀出信號(第10b圖)。
本發明一態樣中提供一種驅動一顯示裝置的方法，該裝置具有一面板，其包含一顯示區域與一周邊區域；一第一光感測器構件，其形成在該顯示區域中；及一第二光感測器構件，其形成在該周邊區域中。在一具體實施例中，該第一光感測器構件包含至少一光電晶體，其具有一閘極、一源極及一汲極，且其特徵在於具有用於感測該入射光線之變化的感應度。該第一光感測器構件根據該周遭光線的測量強度可操作成在一反射操作模式與一陰影操作模式之間切換。
該方法包括以下步驟：由該第二光感測器構件測量周遭光線的強度，並根據該周遭光線的測量強度驅動該第一光感測器構件，藉以感測由於在該顯示區域上的一觸碰造成的入射光線之變化。
該驅動步驟包括比較該周遭光線的測量強度與一閥值的步驟。
當該周遭光線的測量強度實質上高於該閥值時，該驅動步驟另包含以下步驟：查閱該LUT，其儲存在一記憶體 裝置或資料庫中，並包含一些該周遭光線的強度值，及該電壓差Vgs之相對應數值，用於使該第一光感測器構件以該最佳感應度運作，根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg及Vs，並分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
當該周遭光線的測量強度實質上低於該閥值時，該驅動步驟另包括以下步驟：切換該第一光感測器構件到該反射操作模式，查閱該LUT，根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg及Vs，並分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
當該周遭光線的測量強度實質上等於該閥值時，該驅動步驟另包括以下步驟：增加該背光的亮度到一所要的位準、切換該第一光感測器構件到該反射操作模式、查閱該LUT、根據該周遭光線的測量強度調整電壓Vg及Vs；並分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應度運作該第一光感測器構件。
先前本發明之示例性具體實施例的說明已僅為了例示及描述的目的來呈現，並非要成為窮盡式或限制本發明於所揭示的精確型式。在以上的教示之下可瞭解其有可能許多修改及變化。
該等具體實施例係被選擇及描述來解釋本發明及其實際應用的原理，藉此使得本技藝中其它專業人士可利用本 發明，並可考慮適合於實際應用之多種具體實施例及多種修正。關於本發明之技藝的專業人士將可瞭解在不悖離本發明精神及範疇之下有其它具體實施例。因此，本發明的範疇係由附屬申請專利範圍所定義，而非前述說明及此處所揭示的示例性具體實施例所定義。
100‧‧‧液晶顯示器
110‧‧‧液晶顯示器面板
112‧‧‧顯示區域
114‧‧‧周邊區域
120‧‧‧像素電極
122‧‧‧閘極線
124‧‧‧源極線
130‧‧‧第一光感測器構件
131‧‧‧第一供應電壓線
132‧‧‧第二供應電壓線
133‧‧‧讀出線
135‧‧‧光薄膜電晶體
136‧‧‧讀出薄膜電晶體
140‧‧‧第二光感測器構件
150‧‧‧感測器控制器
160‧‧‧信號控制器
170‧‧‧背光控制器
1000‧‧‧感測器裝置
1001‧‧‧感測物件
1002‧‧‧光線
1003‧‧‧背光模組
附屬圖式例示本發明之一或多個具體實施例，並連同撰寫的說明用於解釋本發明的原理。只要可能的話，相同的參考編號在所有圖式中會用於代表一具體實施例之相同或類似的元件，且其中：第1圖為根據本發明一具體實施例之一液晶顯示器(LCD)之配置的示意圖；第2圖為第1圖所示之LCD的像素之示意圖；(a)在一顯示區域中該像素的配置，及(b)具有一光感測器構件之像素的放大圖；第3圖為第2圖所示之光感測器構件的電路之示意圖；第4圖為根據本發明一具體實施例中對於多種入射光線之強度一光感測器構件之讀出感應度散佈；第5圖為根據本發明另一具體實施例中對於多種入射光線之強度的該光感測器構件之讀出感應度散佈；第6圖為關於根據本發明一具體實施中驅動一LCD的方法之流程圖；第7圖為關於根據本發明另一具體實施中驅動一LCD的方法之流程圖； 第8圖為根據本發明一具體實施例中該第一光感測器構件的讀出信號：(a)在該陰影模式中沒有觸碰時的讀出信號，(b)在該陰影模式中有觸碰時的讀出信號，(c)在該反射模式中沒有觸碰時的讀出信號，即(d)在該反射模式中有觸碰時的讀出信號；第9圖為關於根據本發明一具體實施中驅動一LCD的方法之流程圖；及第10圖為一感測器裝置隨著入射在該感測器裝置上的光線強度而變化之讀出信號：(a)具有較低強度之入射光線的讀出信號，(b)具有較低強度之入射光線的感測器裝置之顯示器，(c)具有較高強度之入射光線的讀出信號，及(d)具有較高強度之入射光線的感測器裝置之顯示器。
100‧‧‧液晶顯示器
110‧‧‧液晶顯示器面板
112‧‧‧顯示區域
114‧‧‧周邊區域
140‧‧‧第二光感測器構件
150‧‧‧感測器控制器
160‧‧‧信號控制器
170‧‧‧背光控制器

Claims (23)

  1. 一種液晶顯示器，包含：一面板，其具有一顯示區域與相鄰於該顯示區域的一周邊區域，該面板具有複數個像素，其在空間上於該顯示區域中配置成一矩陣型式，用於顯示一影像；一第一光感測器構件，其形成在該顯示區域中，用於感測因在該顯示區域中的觸碰所造成之入射光線變化，其中該第一光感測器構件包含至少一光電晶體，其具有一閘極、一源極與一汲極，且其特徵在於具有用於感測該入射光線變化的感應靈敏度，該第一光感測器構件之感應靈敏度隨著一周遭光線之強度以及該至少一光電晶體之閘極與源極之間的電壓差Vgs而改變，藉此，針對該周遭光線之每一強度值，具有一相對應數值的該電壓差Vgs使得該第一光感測器構件能運作於一最佳感應靈敏度，其中Vgs=(Vg-Vs)，Vg與Vs分別為施加至該至少一光電晶體之該閘極與該源極的電壓；一第二光感測器構件，其形成在該周邊區域中，用於測量該周遭光線之強度，並產生對應於該周遭光線強度之一周遭光線感測信號；一查詢表(LUT)，其儲存在一記憶體裝置中，且其中該查詢表包含該周遭光線的複數個強度值及該電壓差Vgs之相對應數值，其用於使得該第一光感測器構件以該最佳感應靈敏度運作；以及一感測器控制器，其電氣耦合至該第一光感測器構件與該第二光感測器構件並且通訊連接該記憶體裝 置，用於接收來自該第二光感測器構件的該周遭光線感測信號，由該查詢表中依照該周遭光線感測信號查閱該電壓差Vgs之相對應數值，並根據由該查詢表所查閱到的該電壓差Vgs之數值調整分別施加至該第一光感測器構件之該至少一光電晶體之閘極與源極的電壓Vg與Vs，藉此以該最佳感應靈敏度運作該第一光感測器構件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第一光感測器構件另包含：至少一儲存電容器，其具有一第一終端與一第二終端分別耦合至該至少一光電晶體之源極與汲極，用於儲存由該至少一光電晶體回應於該入射光線的量所產生的電荷；以及至少一讀出電晶體，其具有一閘極、一源極與一汲極，其分別電氣耦合至一閘極線、該至少一光電晶體之汲極與一讀出線，用於輸出對應於儲存在該至少一儲存電容器中的電荷之信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該至少一光電晶體包含一薄膜電晶體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第一光感測器構件根據由該第二光感測器構件所產生的周遭光線感測信號可在一反射操作模式與一陰影操作模式之間切換。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中當該周遭光線的測量強度實質上低於一閥值時，該第一光感測器構件在該反射操作模式下運作，且當該周遭光線的測量強度高於該閥值時，該第一光感測器構件在該陰影操作模式下運作。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，另包含用於照亮該面板顯示區域的一背光模組。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示器，另包含一背光控制器，其電氣耦合至該背光模組與該第二光感測器構件，用於控制該背光模組的亮度，其中當該周遭光線的測量強度等於一閥值時，該背光控制器控制該背光模組增加亮度到一位準，使得該第一光感測器構件以該反射操作模式運作。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示器，另包含一背光控制器，其電氣耦合至該背光模組與該第二光感測器構件，用於控制該背光模組的亮度，其中當該周遭光線的測量強度等於一閥值時，該背光控制器控制該背光模組減少亮度到一位準，使得該第一光感測器構件以該陰影操作模式運作。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第二光感測器構件包含一或多個非晶矽薄膜電晶體或光 二極體。
  10. 一種驅動液晶顯示器之方法，包括以下步驟：提供一液晶顯示器，包含：一面板，其具有一顯示區域與相鄰於該顯示區域的一周邊區域，該面板具有複數個像素，其在空間上於該顯示區域中配置成一矩陣型式，用於顯示一影像；一第一光感測器構件，其形成在該顯示區域中，用於感測因在該顯示區域中的觸碰所造成之入射光線的變化，其中該第一光感測器構件包含至少一光電晶體，其具有一閘極、一源極與一汲極，且其特徵在於具有用於感測該入射光線之變化的感應靈敏度，該第一光感測器構件之感應靈敏度隨著一周遭光線之強度以及該至少一光電晶體之閘極與源極之間的電壓差Vgs而改變，藉此，針對該周遭光線之每一強度值，具有一相對應數值的該電壓差Vgs使得該第一光感測器構件能運作於一最佳感應靈敏度，其中Vgs=(Vg-Vs)，Vg與Vs分別為施加至該至少一光電晶體之該閘極與該源極的電壓；一第二光感測器構件，其形成在該周邊區域中；一查詢表(LUT)，其儲存在一記憶體裝置中，且其中該查詢表包含該周遭光線的複數個強度值及該電壓差Vgs之相對應數值，其用於使得該 第一光感測器構件以該最佳感應靈敏度運作；以及一感測器控制器，其電氣耦合至該第一光感測器構件與該第二光感測器構件並且通訊連接該記憶體裝置；由該第二光感測器構件測量周遭光線強度並根據所測量的周遭光線強度產生一周遭光線感測信號；由該感測器控制器接收來自該第二光感測器構件的該周遭光線感測信號；由該感測器控制器根據接收到的該周遭光線感測信號調整該些電壓Vg及Vs；以及分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以該最佳感應靈敏度運作該第一光感測器構件。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該調整步驟包含以下步驟：由該感測器控制器從該查詢表中依照接收到的該周遭光線感測信號查閱該電壓差Vgs之相對應數值，；以及根據由該查詢表所查閱到的該電壓差Vgs之數值調整該等電壓Vg及Vs。
  12. 一種驅動顯示裝置之方法，其中該顯示裝置具有一包含一顯示區域與一周邊區域之面板、一第一光感測器構件以及一第二光感測器構件，該第一光感測器構件 形成在該顯示區域中且包含至少一光電晶體具有一閘極、一源極及一汲極，且該至少一光電晶體之特徵在於具有用於感測一入射光線之一變化的感應靈敏度，該第二光感測器構件形成在該周邊區域中，該方法包括以下步驟：提供一查詢表(LUT)，其包含該周遭光線的複數個強度值及該至少一光電晶體之該閘極與該源極之間的一電壓差Vgs的相對應數值，其用於使得該第一光感測器構件以一最佳感應靈敏度運作，其中Vgs=(Vg-Vs)，Vg與Vs分別為施加至該至少一光電晶體之該閘極與該源極的電壓；以及由該第二光感測器構件測量周遭光線強度；以及根據該測量的周遭光線強度驅動該第一光感測器構件以該最佳感應靈敏度運作，藉此感測因在該顯示區域上的觸碰造成之該入射光線之該變化。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該驅動步驟包含以下步驟：查閱該查詢表(LUT)得到該電壓差Vgs的一數值對應於該測量的周遭光線強度；根據於該查詢表中查閱到的該電壓差Vgs的數值調整該些電壓Vg及Vs；以及分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之該至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以該最佳感應靈敏度運作該第一光感測器構件。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該第一光感測器構件可根據該測量的周遭光線強度在一反射操作模式與一陰影操作模式之間切換，且其中該第一光感測器構件初始係在該陰影操作模式下。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該驅動步驟包括比較該周遭光線的測量強度與一閥值的步驟。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中當該周遭光線的測量強度高於該閥值時，該驅動步驟另包含以下步驟：查閱該查詢表(LUT)得到該電壓差Vgs的一數值對應於該測量的周遭光線強度；根據於該查詢表中查閱到的該電壓差Vgs的數值調整該些電壓Vg及Vs；以及分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之該至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以該最佳感應靈敏度運作該第一光感測器構件。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中當該周遭光線的測量強度低於該閥值時，該驅動步驟另包含以下步驟：切換該第一光感測器構件到該反射操作模式；查閱該查詢表(LUT)得到該電壓差Vgs的一數值對應於該測量的周遭光線強度；根據於該查詢表中查閱到的該電壓差Vgs的數值 調整該些電壓Vg及Vs；以及分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之該至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以該最佳感應靈敏度運作該第一光感測器構件。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中當該周遭光線的測量強度等於該閥值時，該驅動步驟另包含以下步驟：增加該顯示裝置之一背光模組的亮度到一所要的位準；切換該第一光感測器構件到該反射操作模式；查閱該查詢表(LUT)得到該電壓差Vgs的一數值對應於該測量的周遭光線強度；根據於該查詢表中查閱到的該電壓差Vgs的數值調整該些電壓Vg及Vs；以及分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之該至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以該最佳感應靈敏度運作該第一光感測器構件。
  19. 一種驅動顯示裝置之方法，其中該顯示裝置具有一包含一顯示區域與一周邊區域之面板、一第一光感測器構件、一第二光感測器構件以及一背光模組，該第一光感測器構件形成在該顯示區域中，該第一光感測器構件包含至少一光電晶體其具有一閘極與一源極，該第二光感測器構件形成在該周邊區域中，該方法包括以下步驟： 由該第二光感測器構件測量周遭光線強度；比較所測量的周遭光線強度與一闕值；根據該比較結果調整該背光模組之強度，並決定該第一光感測器構件在一反射操作模式或一陰影操作模式下操作；查閱一查詢表(LUT)，其包含一些該周遭光線的強度值，及該電壓差Vgs的相對應數值，其用於使得該第一光感測器構件以該最佳感應靈敏度運作，其中Vgs=(Vg-Vs)，Vg與Vs分別為施加至該至少一光電晶體之該閘極與該源極的電壓；根據該測量的周遭光線強度於該查詢表中對應之該電壓差Vgs調整該些電壓Vg及Vs；以及分別施加調整過的電壓Vg及Vs到該第一光感測器構件之該至少一光電晶體的閘極與源極，藉此以一最佳感應靈敏度運作該第一光感測器構件，藉此感測因在該顯示區域上的觸碰造成的入射光線之變化。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該調整該背光模組之強度之步驟包括：當該周遭光線強度等於一第一閥值時，增加該背光模組亮度；切換該第一光感測器構件到該反射操作模式下。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該調整背光模組之強度之步驟包括：當該周遭光線強度等於一第一閥值時，降低該背光模 組之亮度；切換該第一光感測器構件到該陰影操作模式下。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中當該周遭光線強度高於該閥值時，切換該第一光感測器構件到該陰影操作模式下。
  23. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中當該周遭光線強度低於該閥值時，切換該第一光感測器構件到該反射操作模式下。
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