TWI425494B - 具光感應輸入機制之液晶顯示器 - Google Patents

Description

具光感應輸入機制之液晶顯示器

本發明係有關於一種液晶顯示器，尤指一種具光感應輸入機制之液晶顯示器。

近年來，具面板輸入機制的電子產品已成為產品流行趨勢，利用輸入式顯示器作為使用者與電子產品間的溝通介面，可讓使用者直接透過顯示器來控制電子產品的操作，而不需透過鍵盤或滑鼠。輸入式顯示器的輸入機制分為光感應輸入模式與觸碰輸入模式，其中觸碰輸入模式顯示器會因經常性的顯示器觸碰動作而容易使顯示器受損，故光感應輸入模式顯示器可具有較長的使用壽命。一般而言，光感應輸入模式顯示器所使用的光感應電晶體之光電流/偏壓特性曲線係隨入射光亮度而改變，基本上當偏壓固定時，入射光亮度越高則光電流越大，所以就利用對應於不同入射光亮度之不同光電流的運作特性來進行輸入感應，譬如在第一入射光亮度下所產生之第一光電流可用來表示第一輸入狀態，而在低於第一入射光亮度的第二入射光亮度下所產生之第二光電流可用來表示第二輸入狀態，其中第一光電流係大於預設臨界值，且第二光電流係小於預設臨界值。然而，長時間的偏壓/照光運作會導致光電流/偏壓特性曲線的偏移，所以對應於相同偏壓與相同入射光亮度之光電流會隨長時間的偏壓/照光運作而越來越大。亦即，經長時間的偏壓/照光運作後，若偏壓工作範圍不夠大，則上述第二光電流可能因特性曲線偏移而高於預設臨界值，如此就會發生輸入狀態誤判，從而造成後級電路的誤動作。

依據本發明之實施例，揭露一種具光感應輸入機制之液晶顯示器，其包含一用來傳輸閘極訊號的閘極線、一用來傳輸資料訊號的資料線、一用來儲存感應電壓的儲能單元、一畫素單元、一第一光感應單元、一第二光感應單元、以及一讀出單元。電連接於閘極線與資料線的畫素單元係用來根據閘極訊號與資料訊號以輸出影像訊號。電連接於儲能單元的第一光感應單元係用來根據第一共用電壓與入射光訊號以產生第一光電流。電連接於第一光感應單元與儲能單元的第二光感應單元係用來根據異於第一共用電壓的第二共用電壓與入射光訊號以產生第二光電流，其中第二光電流與第一光電流之差值電流係用以調整感應電壓。電連接於儲能單元與閘極線的讀出單元係用來根據感應電壓與閘極訊號以輸出讀出訊號。

下文依本發明具光感應輸入機制之液晶顯示器，特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。

第1圖為本發明第一實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第1圖所示，液晶顯示器100包含複數閘極線101、複數資料線102、複數讀出線103、複數第一偏壓線104、複數第二偏壓線105、複數畫素單元190、複數光感應輸入裝置110、以及訊號處理單元180。每一條閘極線101係用來傳輸對應閘極訊號。每一條資料線102係用來傳輸對應資料訊號。每一畫素單元190係用來根據對應閘極訊號進行對應資料訊號之寫入運作，據以輸出對應影像訊號。每一條第一偏壓線104係用來傳輸第一共用電壓Vc1。每一條第二偏壓線105係用來傳輸第二共用電壓Vc2。每一條讀出線103電連接於複數光感應輸入裝置110，用來傳輸對應讀出訊號。電連接於複數讀出線103的訊號處理單元180係用來將每一讀出訊號轉換為對應輸出電壓Vout。

在第1圖所示之實施例中，每一畫素單元190均相鄰光感應輸入裝置110。在另一實施例中，光感應輸入裝置110係可間隔複數閘極線101而設置，或間隔複數資料線102而設置，亦即並非每一畫素單元190均與光感應輸入裝置110相鄰。同理，第一偏壓線104與第二偏壓線105可相對應地間隔複數閘極線101而設置，或讀出線103可相對應地間隔複數資料線102而設置。下文依光感應輸入裝置DAn_m以說明各元件之耦合關係與電路運作原理，其餘光感應輸入裝置110可同理類推。

光感應輸入裝置DAn_m包含第一光感應單元120、第二光感應單元130、儲能單元140、及讀出單元150。儲能單元140係用來儲存感應電壓Va。電連接於儲能單元140、閘極線GLn+1與第一偏壓線BXn+1的第一光感應單元120係用來根據閘極訊號SGn+1、第一共用電壓Vc1與入射光訊號以產生第一光電流Iph1。電連接於第二偏壓線BYn+1、第一光感應單元120與儲能單元140的第二光感應單元130係用來根據異於第一共用電壓Vc1的第二共用電壓Vc2與入射光訊號以產生第二光電流Iph2，而第二光電流Iph2與第一光電流Iph1之差值電流Ipdif即用以調整感應電壓Va。電連接於儲能單元140與閘極線GLn的讀出單元150係用來根據感應電壓Va與閘極訊號SGn以輸出讀出訊號Sro_m。

在第1圖的實施例中，第一光感應單元120包含第一光感應電晶體121與第一彩色濾光片129，第二光感應單元130包含第二光感應電晶體131與第二彩色濾光片139，儲能單元140包含電容141，讀出單元150包含電晶體151。第一光感應電晶體121具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收閘極訊號SGn+1的閘極端、及一用來接收第一共用電壓Vc1的第二端。對應於第一光感應電晶體121的第一彩色濾光片129係用來濾出入射光訊號之落於第一光波長範圍的入射光分量，亦即第一光感應單元120之光感測波段係為第一光波長範圍。電容141係電連接於第一光感應電晶體121的第一端與第二端之間。電晶體151具有一用來接收感應電壓Va的第一端、一用來接收閘極訊號SGn的閘極端、及一用來輸出讀出訊號Sro_m的第二端。

第二光感應電晶體131包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端與閘極端電連接於電容141，第二端用來接收第二共用電壓Vc2。對應於第二光感應電晶體131的第二彩色濾光片139係用來濾出入射光訊號之落於第二光波長範圍的入射光分量，亦即第二光感應單元130之光感測波段係為第二光波長範圍。第二光波長範圍可部分重疊或不重疊第一光波長範圍。在另一實施例中，第一彩色濾光片129與第二彩色濾光片139係可省略，而第一光感應單元120與第二光感應單元130具有實質上相同之光感測波段。在液晶顯示器100的運作中，由於第一光感應電晶體121與第二光感應電晶體131的光電流/偏壓特性曲線偏移可大體上互相補償，因此差值電流Ipdif對偏壓Vgs的關係曲線幾乎不受長時間偏壓/照光運作所影響，據以提供高可靠度的光感應輸入機制。

第2圖為第1圖所示之液晶顯示器運作時的差值電流Ipdif對偏壓Vgs變化之關係示意圖，其中曲線CBS_1係用以顯示在長時間偏壓/照光運作前之對應於低入射光高度的差值電流Ipdif/偏壓Vgs關係，曲線CBS_2係用以顯示在長時間偏壓/照光運作前之對應於高入射光高度的差值電流Ipdif/偏壓Vgs關係，曲線CAS_1係用以顯示在長時間偏壓/照光運作後之對應於低入射光高度的差值電流Ipdif/偏壓Vgs關係，曲線CAS_2係用以顯示在長時間偏壓/照光運作後之對應於高入射光高度的差值電流Ipdif/偏壓Vgs關係，而臨界電流Ith係用以判斷對應於差值電流Ipdif的輸入狀態。

如第2圖所示，根據關係曲線CBS_1與CBS_2可界定出在長時間偏壓/照光運作前之介於Vgs1與Vgs3間的偏壓工作範圍，而根據關係曲線CAS_1與CAS_2可界定出在長時間偏壓/照光運作後之介於Vgs2與Vgs4間的偏壓工作範圍。如上所述，由於第一光感應電晶體121與第二光感應電晶體131的光電流/偏壓特性曲線偏移補償效應，差值電流Ipdif/偏壓Vgs關係曲線於長時間偏壓/照光運作後僅發生微量偏移，所以適用於長時間偏壓/照光運作前後的偏壓工作範圍ΔVgs只比長時間偏壓/照光運作前之偏壓工作範圍略為縮小Vgs2與Vgs1之差值，亦即仍可提供足夠大的偏壓工作範圍ΔVgs以避免發生輸入狀態誤判狀況。

請注意，第一光感應電晶體121與第二光感應電晶體131的光電流/偏壓特性曲線偏移補償效應基本上係針對入射光為背景白光的狀況。若使用者利用基於第一光波長範圍的光筆以進行光輸入運作，則光筆入射光經第一彩色濾光片129濾光處理後的光強度幾乎沒有衰減，故第一光感應單元120可感應強度幾乎沒有衰減的光筆入射光，至於光筆入射光經第二彩色濾光片139濾光處理後的光強度則幾乎衰減為零，故第二光感應電晶體131的運作幾乎不受光筆入射光影響。亦即，當光筆入射光照射光感應輸入裝置DAn_m時，可據以產生相當高的差值電流Ipdif，從而提供高光感應靈敏度。由上述可知，液晶顯示器100的光感應輸入運作係兼具高可靠度及高靈敏度。

第3圖為第1圖所示之液晶顯示器的工作相關訊號波形示意圖，其中橫軸為時間軸。在第2圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGn、閘極訊號SGn+1、對應於低入射光亮度之感應電壓Va、以及對應於高入射光亮度之感應電壓Va。參閱第3圖與第1圖，於時段Tal內，閘極訊號SGn+1之高準位電壓可導通第一光感應電晶體121，進而將感應電壓Va重置為起始電壓Vst。於時段Ta2內，閘極訊號SGn+1之低準位電壓可使第一光感應電晶體121進入截止狀態，此時第一光感應電晶體121可感應入射光訊號以產生第一光電流Iph1，第二光感應電晶體131可感應入射光訊號以產生第二光電流Iph2，而第一光電流Iph1與第二光電流Iph2的差值電流Ipdif即用來對電容141進行放電運作以調整感應電壓Va。當入射光訊號只包含背景白光時(對應於低入射光亮度)，由於第一光感應電晶體121與第二光感應電晶體131的光電流/偏壓特性曲線偏移補償效應，不論是否經過長時間偏壓/照光運作，如第3圖所示，對應於低入射光亮度之感應電壓Va只根據相當低且幾乎不受運作時間影響的差值電流Ipdif而微量下降。

當入射光訊號包含背景白光與光筆入射光時，第二光電流Iph2幾乎不受光筆入射光影響，而第一光電流Iph1則因光筆入射光顯著增加，故差值電流Ipdif亦隨之顯著增加，此時如第3圖所示，對應於高入射光亮度之感應電壓Va會根據相當高的差值電流Ipdif而大幅下降。於時段Ta3內，閘極訊號SGn之高準位電壓可導通電晶體151以輸出讀出訊號Sro_m，而感應電壓Va則會在讀出過程中被上拉。

第4圖為本發明第二實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第4圖所示，液晶顯示器200係類似於第1圖所示之液晶顯示器100，主要差異在於將複數光感應輸入裝置110置換為複數光感應輸入裝置210，並另包含複數第三偏壓線206，其中光感應輸入裝置DAn_m係被置換為光感應輸入裝置DBn_m。每一條第三偏壓線206係用來傳輸第三共用電壓Vc3。光感應輸入裝置DBn_m係類似於光感應輸入裝置DAn_m，主要差異在於將第一光感應單元120置換為第一光感應單元220。第一光感應單元220包含第一光感應電晶體221與第一彩色濾光片229。第一光感應電晶體221具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一用來接收第一共用電壓Vc1的第二端。對應於第一光感應電晶體221的第一彩色濾光片229係用來濾出入射光訊號之落於第一光波長範圍的入射光分量。在一實施例中，第二共用電壓Vc2係大於第一共用電壓Vc1，且第一共用電壓Vc1係大於第三共用電壓Vc3，據以使第一光感應電晶體221與第二光感應電晶體131在運作過程中均持續保持在逆偏狀態。

第5圖為第4圖所示之液晶顯示器的工作相關訊號波形示意圖，其中橫軸為時間軸。在第5圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGn、閘極訊號SGn+1、對應於低入射光亮度之感應電壓Va、以及對應於高入射光亮度之感應電壓Va。參閱第5圖與第4圖，於時段Tb1內，閘極訊號SGn之高準位電壓可導通電晶體151以輸出讀出訊號Sro_m，而感應電壓Va則會在讀出過程中被重置為起始電壓Vst。於時段Tb2內，閘極訊號SGn之低準位電壓可使電晶體151進入截止狀態，此時第一光感應電晶體221可感應入射光訊號以產生第一光電流Iph1，第二光感應電晶體131可感應入射光訊號以產生第二光電流Iph2，而第一光電流Iph1與第二光電流Iph2的差值電流Ipdif即用來對電容141進行放電運作以調整感應電壓Va。當入射光訊號只包含背景白光時，由於第一光感應電晶體221與第二光感應電晶體131的光電流/偏壓特性曲線偏移補償效應，不論是否經過長時間偏壓/照光運作，如第5圖所示，對應於低入射光亮度之感應電壓Va只根據相當低且幾乎不受運作時間影響的差值電流Ipdif而微量下降。

當入射光訊號包含背景白光與光筆入射光時，第二光電流Iph2幾乎不受光筆入射光影響，而第一光電流Iph1則因光筆入射光顯著增加，故差值電流Ipdif亦隨之顯著增加，此時如第5圖所示，對應於高入射光亮度之感應電壓Va會根據相當高的差值電流Ipdif而大幅下降。於時段Tb3內，閘極訊號SGn之高準位電壓可再導通電晶體151以輸出讀出訊號Sro_m，而感應電壓Va則會在讀出過程中又被重置為起始電壓Vst。請注意，光感應輸入裝置DBn_m的運作並不受閘極訊號SGn+1所控制，而起始電壓Vst的重置運作係在讀出過程完成，故不需要額外的重置專屬時段以重置起始電壓Vst。基本上，液晶顯示器200的光感應輸入機制大致類似於第1圖所示之液晶顯示器100，故其光感應輸入運作仍兼具高可靠度及高靈敏度。

第6圖為本發明第三實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第6圖所示，液晶顯示器300係類似於第1圖所示之液晶顯示器100，主要差異在於將複數光感應輸入裝置110置換為複數光感應輸入裝置310，其中光感應輸入裝置DAn_m係被置換為光感應輸入裝置DCn_m。光感應輸入裝置DCn_m亦類似於光感應輸入裝置DAn_m，主要差異在於將第二光感應單元130置換為第二光感應單元330。第二光感應單元330包含第二光感應電晶體331、第三光感應電晶體333與第二彩色濾光片339。第二光感應電晶體331具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收閘極訊號SGn+1的閘極端、及一電連接於第三光感應電晶體333的第二端。第三光感應電晶體333具有一電連接於第二光感應電晶體331之第二端的第一端、一電連接於第二光感應電晶體331之第一端的閘極端、及一用來接收第二共用電壓Vc2的第二端。對應於第二光感應電晶體331與第三光感應電晶體333的第二彩色濾光片339係用來濾出入射光訊號之落於第二光波長範圍的入射光分量。當入射光訊號只包含背景白光時，若差值電流Ipdif因光電流/偏壓特性曲線偏移而上昇，則第三光感應電晶體333可因感應電壓Va下降而增大其負偏壓，如此第三光感應電晶體333就會產生較高之第二光電流Iph2以降低差值電流Ipdif，故可提供進一步補償效應而使光感應輸入運作具有更高可靠度。

第7圖為本發明第四實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第7圖所示，液晶顯示器400係類似於第1圖所示之液晶顯示器100，主要差異在於將複數光感應輸入裝置110置換為複數光感應輸入裝置410，並另包含複數第三偏壓線406，其中光感應輸入裝置DAn_m係被置換為光感應輸入裝置DDn_m。每一條第三偏壓線406係用來傳輸第三共用電壓Vc3。光感應輸入裝置DDn_m係類似於光感應輸入裝置DAn_m，主要差異在於將第一光感應單元120置換為第一光感應單元420，並將第二光感應單元130置換為第二光感應單元430。第一光感應單元420包含第一光感應電晶體421與第一彩色濾光片429。第二光感應單元430包含第二光感應電晶體431、第三光感應電晶體433與第二彩色濾光片439。

第一光感應電晶體421具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一用來接收第一共用電壓Vc1的第二端。對應於第一光感應電晶體421的第一彩色濾光片429係用來濾出入射光訊號之落於第一光波長範圍的入射光分量。第二光感應電晶體431具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一電連接於第三光感應電晶體433的第二端。第三光感應電晶體433具有一電連接於第二光感應電晶體431之第二端的第一端、一電連接於第二光感應電晶體431之第一端的閘極端、及一用來接收第二共用電壓Vc2的第二端。對應於第二光感應電晶體431與第三光感應電晶體433的第二彩色濾光片439係用來濾出入射光訊號之落於第二光波長範圍的入射光分量。在一實施例中，第二共用電壓Vc2係大於第一共用電壓Vc1，且第一共用電壓Vc1係大於第三共用電壓Vc3，據以使第一光感應電晶體421、第二光感應電晶體431與第三光感應電晶體433在運作過程中均持續保持在逆偏狀態。液晶顯示器400的光感應輸入運作原理可根據上述第4圖之液晶顯示器200的光感應輸入運作原理配合第6圖之第三光感應電晶體333的補償效應而類推，不再贅述。

第8圖為本發明第五實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第8圖所示，液晶顯示器500係類似於第1圖所示之液晶顯示器100，主要差異在於將複數光感應輸入裝置110置換為複數光感應輸入裝置510，其中光感應輸入裝置DAn_m係被置換為光感應輸入裝置DEn_m。光感應輸入裝置DEn_m亦類似於光感應輸入裝置DAn_m，主要差異在於將第一光感應單元120置換為第一光感應單元520，並將第二光感應單元130置換為第二光感應單元530。第一光感應單元520包含第一光感應電晶體521、第四光感應電晶體523與第一彩色濾光片529。第二光感應單元530包含第二光感應電晶體531、第三光感應電晶體533與第二彩色濾光片539。

第一光感應電晶體521具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收閘極訊號SGn+1的閘極端、及一電連接於第四光感應電晶體523的第二端。第四光感應電晶體523具有一電連接於第一光感應電晶體521之第二端的第一端、一用來接收第一共用電壓Vc1的閘極端、及一用來接收第一共用電壓Vc1的第二端。對應於第一光感應電晶體521與第四光感應電晶體523的第一彩色濾光片529係用來濾出入射光訊號之落於第一光波長範圍的入射光分量。第二光感應電晶體531具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收閘極訊號SGn+1的閘極端、及一電連接於第三光感應電晶體533的第二端。第三光感應電晶體533具有一電連接於第二光感應電晶體531之第二端的第一端、一電連接於第二光感應電晶體531之第一端的閘極端、及一用來接收第二共用電壓Vc2的第二端。對應於第二光感應電晶體531與第三光感應電晶體533的第二彩色濾光片539係用來濾出入射光訊號之落於第二光波長範圍的入射光分量。當入射光訊號只包含背景白光時，若差值電流Ipdif因光電流/偏壓特性曲線偏移而上昇，則第四光感應電晶體523會根據較小的壓降以降低第一光電流Iph1，進而降低差值電流Ipdif，故可提供進一步補償效應而使光感應輸入運作具有更高可靠度。

第9圖為本發明第六實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第9圖所示，液晶顯示器600係類似於第1圖所示之液晶顯示器100，主要差異在於將複數光感應輸入裝置110置換為複數光感應輸入裝置610，並另包含複數第三偏壓線606，其中光感應輸入裝置DAn_m係被置換為光感應輸入裝置DFn_m。每一條第三偏壓線606係用來傳輸第三共用電壓Vc3。光感應輸入裝置DFn_m亦類似於光感應輸入裝置DAn_m，主要差異在於將第一光感應單元120置換為第一光感應單元620，並將第二光感應單元130置換為第二光感應單元630。第一光感應單元620包含第一光感應電晶體621、第四光感應電晶體623與第一彩色濾光片629。第二光感應單元630包含第二光感應電晶體631、第三光感應電晶體633與第二彩色濾光片639。

第一光感應電晶體621具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一電連接於第四光感應電晶體623的第二端。第四光感應電晶體623具有一電連接於第一光感應電晶體621之第二端的第一端、一用來接收第一共用電壓Vc1的閘極端、及一用來接收第一共用電壓Vc1的第二端。對應於第一光感應電晶體621與第四光感應電晶體623的第一彩色濾光片629係用來濾出入射光訊號之落於第一光波長範圍的入射光分量。第二光感應電晶體631具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一電連接於第三光感應電晶體633的第二端。第三光感應電晶體633具有一電連接於第二光感應電晶體631之第二端的第一端、一電連接於第二光感應電晶體631之第一端的閘極端、及一用來接收第二共用電壓Vc2的第二端。對應於第二光感應電晶體631與第三光感應電晶體633的第二彩色濾光片639係用來濾出入射光訊號之落於第二光波長範圍的入射光分量。液晶顯示器600的光感應輸入運作原理可根據上述第4圖之液晶顯示器200的光感應輸入運作原理配合第6圖之第三光感應電晶體333及第8圖之第四光感應電晶體523的補償效應而類推，不再贅述。

第10圖為本發明第七實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第10圖所示，液晶顯示器700係類似於第1圖所示之液晶顯示器100，主要差異在於將複數光感應輸入裝置110置換為複數光感應輸入裝置710，其中光感應輸入裝置DAn_m係被置換為光感應輸入裝置DGn_m。光感應輸入裝置DGn_m亦類似於光感應輸入裝置DAn_m，主要差異在於將第一光感應單元120置換為第一光感應單元720，並將第二光感應單元130置換為第二光感應單元730。第一光感應單元720包含第一光感應電晶體721、第四光感應電晶體723與第一彩色濾光片729。第二光感應單元730包含第二光感應電晶體731、第三光感應電晶體733與第二彩色濾光片739。

第一光感應電晶體721具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收閘極訊號SGn+1的閘極端、及一電連接於第四光感應電晶體723的第二端。第四光感應電晶體723具有一電連接於第一光感應電晶體721之第二端的第一端、一用來接收閘極訊號SGn+1的閘極端、及一用來接收第一共用電壓Vc1的第二端。對應於第一光感應電晶體721與第四光感應電晶體723的第一彩色濾光片729係用來濾出入射光訊號之落於第一光波長範圍的入射光分量。第二光感應電晶體731具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收閘極訊號SGn+1的閘極端、及一電連接於第三光感應電晶體733的第二端。第三光感應電晶體733具有一電連接於第二光感應電晶體731之第二端的第一端、一電連接於第二光感應電晶體731之第一端的閘極端、及一用來接收第二共用電壓Vc2的第二端。對應於第二光感應電晶體731與第三光感應電晶體733的第二彩色濾光片739係用來濾出入射光訊號之落於第二光波長範圍的入射光分量。當入射光訊號只包含背景白光時，若差值電流Ipdif因光電流/偏壓特性曲線偏移而上昇，則第四光感應電晶體723會根據較小的壓降以降低第一光電流Iph1，進而降低差值電流Ipdif，故可提供進一步補償效應而使光感應輸入運作具有更高可靠度。

第11圖為本發明第八實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。如第11圖所示，液晶顯示器800係類似於第1圖所示之液晶顯示器100，主要差異在於將複數光感應輸入裝置110置換為複數光感應輸入裝置810，並另包含複數第三偏壓線806，其中光感應輸入裝置DAn_m係被置換為光感應輸入裝置DHn_m。每一條第三偏壓線806係用來傳輸第三共用電壓Vc3。光感應輸入裝置DHn_m亦類似於光感應輸入裝置DAn_m，主要差異在於將第一光感應單元120置換為第一光感應單元820，並將第二光感應單元130置換為第二光感應單元830。第一光感應單元820包含第一光感應電晶體821、第四光感應電晶體823與第一彩色濾光片829。第二光感應單元830包含第二光感應電晶體831、第三光感應電晶體833與第二彩色濾光片839。

第一光感應電晶體821具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一電連接於第四光感應電晶體823的第二端。第四光感應電晶體823具有一電連接於第一光感應電晶體821之第二端的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一用來接收第一共用電壓Vc1的第二端。對應於第一光感應電晶體821與第四光感應電晶體823的第一彩色濾光片829係用來濾出入射光訊號之落於第一光波長範圍的入射光分量。第二光感應電晶體831具有一電連接於電容141的第一端、一用來接收第三共用電壓Vc3的閘極端、及一電連接於第三光感應電晶體833的第二端。第三光感應電晶體833具有一電連接於第二光感應電晶體831之第二端的第一端、一電連接於第二光感應電晶體831之第一端的閘極端、及一用來接收第二共用電壓Vc2的第二端。對應於第二光感應電晶體831與第三光感應電晶體833的第二彩色濾光片839係用來濾出入射光訊號之落於第二光波長範圍的入射光分量。液晶顯示器800的光感應輸入運作原理可根據上述第4圖之液晶顯示器200的光感應輸入運作原理配合第6圖之第三光感應電晶體333及第10圖之第四光感應電晶體723的補償效應而類推，不再贅述。

綜上所述，在本發明具光感應輸入機制之液晶顯示器的運作中，藉由第一光感應電晶體與第二光感應電晶體的光電流/偏壓特性曲線偏移補償效應，偏壓工作範圍在長時間偏壓/照光運作後僅略為縮小，所以仍可提供足夠大的偏壓工作範圍以避免發生輸入狀態誤判狀況。此外，藉由第一彩色濾光片與第二彩色濾光片的運作，則可提供高光感應靈敏度。亦即，本發明液晶顯示器的光感應輸入運作係兼具高可靠度及高靈敏度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，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。

100、200、300、400、500、600、700、800．．．液晶顯示器

101．．．閘極線

102．．．資料線

103．．．讀出線

104．．．第一偏壓線

105．．．第二偏壓線

110．．．光感應輸入裝置

120、220、420、520、620、720、820．．．第一光感應單元

121、221、421、521、621、721、821．．．第一光感應電晶體

129、229、429、529、629、729、829．．．第一彩色濾光片

130、330、430、530、630、730、830．．．第二光感應單元

131、331、431、531、631、731、831．．．第二光感應電晶體

139、339、439、539、639、739、839．．．第二彩色濾光片

140．．．儲能單元

141．．．電容

150．．．讀出單元

151．．．電晶體

180．．．訊號處理單元

190．．．畫素單元

206、406、606、806．．．第三偏壓線

333、433、533、633、733、833．．．第三光感應電晶體

523、623、723、823．．．第四光感應電晶體

BXn+1．．．第一偏壓線

BYn+1．．．第二偏壓線

BZn+1．．．第三偏壓線

CAS_1、CAS_2、CBS_1、CBS_2．．．關係曲線

DAn_m、DBn_m、DCn_m、DDn_m、DEn_m、DFn_m、DGn_m、DHn_m．．．光感應輸入裝置

GLn、GLn+1．．．閘極線

Ipdif．．．差值電流

Iph1．．．第一光電流

Iph2．．．第二光電流

Ith．．．臨界電流

RLm．．．讀出線

SGn、SGn+1．．．閘極訊號

Sro_m．．．讀出訊號

Ta1、Ta2、Ta3、Tb1、Tb2、Tb3．．．時段

Va．．．感應電壓

Vc1．．．第一共用電壓

Vc2．．．第二共用電壓

Vc3．．．第三共用電壓

Vgs、Vgs1、Vgs2、Vgs3、Vgs4．．．偏壓

Vout．．．輸出電壓

Vst．．．起始電壓

第1圖為本發明第一實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

第2圖為第1圖所示之液晶顯示器運作時的差值電流Ipdif對偏壓Vgs變化之關係示意圖。

第3圖為第1圖所示之液晶顯示器的工作相關訊號波形示意圖，其中橫軸為時間軸。

第4圖為本發明第二實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

第5圖為第4圖所示之液晶顯示器的工作相關訊號波形示意圖，其中橫軸為時間軸。

第6圖為本發明第三實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

第7圖為本發明第四實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

第8圖為本發明第五實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

第9圖為本發明第六實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

第10圖為本發明第七實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

第11圖為本發明第八實施例的具光感應輸入機制之液晶顯示器的示意圖。

100．．．液晶顯示器

101．．．閘極線

102．．．資料線

103．．．讀出線

104．．．第一偏壓線

105．．．第二偏壓線

110．．．光感應輸入裝置

120．．．第一光感應單元

121．．．第一光感應電晶體

129．．．第一彩色濾光片

130．．．第二光感應單元

131．．．第二光感應電晶體

139．．．第二彩色濾光片

140．．．儲能單元

141．．．電容

150．．．讀出單元

151．．．電晶體

180．．．訊號處理單元

190．．．畫素單元

BXn+1．．．第一偏壓線

BYn+1．．．第二偏壓線

DAn_m．．．光感應輸入裝置

GLn、GLn+1．．．閘極線

Ipdif．．．差值電流

Iph1．．．第一光電流

Iph2．．．第二光電流

RLm．．．讀出線

SGn、SGn+1．．．閘極訊號

Sro_m．．．讀出訊號

Va．．．感應電壓

Vc1．．．第一共用電壓

Vc2．．．第二共用電壓

Vgs．．．偏壓

Vout．．．輸出電壓

Claims (24)

1. 一種具光感應輸入機制之液晶顯示器，其包含：一第一閘極線，用來傳輸一第一閘極訊號；一資料線，用來傳輸一資料訊號；一畫素單元，電連接於該第一閘極線與該資料線，該畫素單元係用來根據該第一閘極訊號與該資料訊號以輸出一影像訊號；一儲能單元，用來儲存一感應電壓；一第一光感應單元，電連接於該儲能單元，該第一光感應單元係用來根據一第一共用電壓與一入射光訊號以產生一第一光電流；一第二光感應單元，電連接於該第一光感應單元與該儲能單元，該第二光感應單元係用來根據一異於該第一共用電壓的第二共用電壓與該入射光訊號以產生一第二光電流，其中該第二光電流與該第一光電流之一差值電流係用以調整該感應電壓；以及一讀出單元，電連接於該儲能單元與該第一閘極線，該讀出單元係用來根據該感應電壓與該第一閘極訊號以輸出一讀出訊號。
2. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端。
3. 如請求項1所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端。
4. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一第二端；以及一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第一共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端。
5. 如請求項1所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一第二端；以及一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第一共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端。
6. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一第二端；以及一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第三共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端。
7. 如請求項1所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一第二端；以及一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端。
8. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該第二光感應單元包含：一第二光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二共用電壓的第二端、及一電連接於該第一端的閘極端。
9. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該第二光感應單元包含：一第二光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一第二端；以及一第三光感應電晶體，具有一電連接於該第二光感應電晶體之第二端的第一端、一電連接於該第二光感應電晶體之第一端的閘極端、及一用來接收該第二共用電壓的第二端。
10. 如請求項1所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第二光感應單元包含：一第二光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一第二端；以及一第三光感應電晶體，具有一電連接於該第二光感應電晶體之第二端的第一端、一電連接於該第二光感應電晶體之第一端的閘極端、及一用來接收該第二共用電壓的第二端。
11. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該儲能單元包含一電連接於該第一光感應單元、該第二光感應單元與該讀出單元的電容。
12. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中該讀出單元包含：一電晶體，具有一用來接收該感應電壓的第一端、一用來接收該第一閘極訊號的閘極端、及一用來輸出該讀出訊號的第二端。
13. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中：該第一光感應單元之光感測波段係為一第一光波長範圍；以及該第二光感應單元之光感測波段係為一異於該第一光波長範圍的第二光波長範圍。
14. 如請求項13所述之液晶顯示器，其中該第二光波長範圍係不重疊或部分重疊該第一光波長範圍。
15. 如請求項13所述之液晶顯示器，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端；以及一對應於該第一光感應電晶體的第一彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第一光波長範圍的入射光分量。
16. 如請求項13所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端；以及一對應於該第一光感應電晶體的第一彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第一光波長範圍的入射光分量。
17. 如請求項13所述之液晶顯示器，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一第二端；一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第一共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端；以及一對應於該第一光感應電晶體與該第四光感應電晶體的第一彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第一光波長範圍的入射光分量。
18. 如請求項13所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一第二端；一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第一共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端；以及一對應於該第一光感應電晶體與該第四光感應電晶體的第一彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第一光波長範圍的入射光分量。
19. 如請求項13所述之液晶顯示器，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一第二端；一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第三共用電壓的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端；以及一對應於該第一光感應電晶體與該第四光感應電晶體的第一彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第一光波長範圍的入射光分量。
20. 如請求項13所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第一光感應單元包含：一第一光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一第二端；一第四光感應電晶體，具有一電連接於該第一光感應電晶體之第二端的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一用來接收該第一共用電壓的第二端；以及一對應於該第一光感應電晶體與該第四光感應電晶體的第一彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第一光波長範圍的入射光分量。
21. 如請求項13所述之液晶顯示器，其中該第二光感應單元包含：一第二光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二共用電壓的第二端、及一電連接於該第一端的閘極端；以及一對應於該第二光感應電晶體的第二彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第二光波長範圍的入射光分量。
22. 如請求項13所述之液晶顯示器，其中該第二光感應單元包含：一第二光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收一異於該第一與第二共用電壓之第三共用電壓的閘極端、及一第二端；一第三光感應電晶體，具有一電連接於該第二光感應電晶體之第二端的第一端、一電連接於該第二光感應電晶體之第一端的閘極端、及一用來接收該第二共用電壓的第二端；以及一對應於該第二光感應電晶體與該第三光感應電晶體的第二彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第二光波長範圍的入射光分量。
23. 如請求項13所述之液晶顯示器，還包含一用來傳輸一第二閘極訊號的第二閘極線，其中該第二光感應單元包含：一第二光感應電晶體，具有一電連接於該儲能單元的第一端、一用來接收該第二閘極訊號的閘極端、及一第二端；一第三光感應電晶體，具有一電連接於該第二光感應電晶體之第二端的第一端、一電連接於該第二光感應電晶體之第一端的閘極端、及一用來接收該第二共用電壓的第二端；以及一對應於該第二光感應電晶體與該第三光感應電晶體的第二彩色濾光片，用來濾出該入射光訊號之落於該第二光波長範圍的入射光分量。
24. 如請求項1所述之液晶顯示器，還包含：一讀出線，電連接於該讀出單元，該讀出線係用來傳輸該讀出訊號；以及一訊號處理單元，電連接於該讀出線，該訊號處理單元係用來將該讀出訊號轉換為一輸出電壓。