TWI499828B - 具有感應功能的顯示器及其操作方法 - Google Patents

Description

具有感應功能的顯示器及其操作方法

本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種具有感應功能的顯示器及其操作方法。

光感應電路係由藉著光電晶體本身對於不同感光的強度而造成其電流對電壓(I-V)特性曲線的改變而設計之電路。一般而言，其電路包含了儲存電容、具感光功能的光電晶體、用於讀取感光訊號的讀出電晶體。當光電晶體照光時，其漏電流會增大，電荷自電容流出，並在讀出電晶體打開後讀取其漏出的電荷，根據電荷的多寡判斷是否被感應，此種藉由需要使用光筆的模式稱為「光筆模式(light pen mode)」。若調整光電晶體的閘級或源級電壓(Vgs)，可得到對光反應最佳的Vgs設定。反之，光電晶體在一般的背景光底下，若我們用手指或其他物體將光電晶體蓋住，其漏電流會減小，亦可藉此達到光感應的功能，此種模式我們稱為「陰影模式(shadow mode)」。

然而，若將光感應電路整合於顯示器中，由於光感測器以及另外再增加的訊號線需要佔據一些空間，故在開口率上會降低。而當此電路應用在面板的尺寸越來越小，其佔有的空間比率就越來越高，使得整體開口率又更低，造成面板畫面會較暗，或造成更多能量的損耗。

由此可見，如何能提升整體的畫素開口率，屬當前研發課題之一。

本發明係關於一種具有感應功能的顯示器及其操作方法，以提升整體的畫素開口率。

本發明之一態樣係提供一種具有感應功能的顯示器包含複數條掃描線、複數條資料線、畫素陣列與掃描電路。複數條資料線與該些掃描線交錯配置。畫素陣列連接複數條掃描線及資料線，畫素陣列包括顯示畫素陣列與光感應裝置，光感應裝置位於顯示畫素陣列的一側。掃描電路用以透過複數條掃描線提供不同電壓位準之第一、第二掃描訊號給顯示畫素陣列以控制顯示畫素陣列，並且用以提供第一、第二掃描訊號給光感應裝置。

依據本發明一實施例，顯示畫素陣列包括第一顯示畫素與第二顯示畫素。第一顯示畫素用以接收第一掃描訊號及一第三掃描訊號，以根據第一掃描訊號及第三掃描訊號而更新；第二顯示畫素用以接收第二掃描訊號及第四掃描訊號，以根據第二掃描訊號及第四掃描訊號而更新。

依據本發明一實施例，第一、第二掃描訊號之相對低電壓位準不同，或第一、第二掃描訊號之相對高電壓位準不同。

依據本發明一實施例，第一、第二掃描訊號之相對高電壓位準不同，且第一、第二掃描訊號之相對低電壓位準不同。

依據本發明一實施例，第一、第二掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不同。

依據本發明一實施例，複數條資料線包括第一、第二資料線，複數條掃描線包括第一、第二、第三、第四掃描線，第一掃描線用以傳遞第一掃描訊號，第二掃描線用以傳遞第二掃描訊號，第三掃描線用以傳遞第三掃描訊號，第四掃描線用以傳遞第四掃描訊號，其中第一掃描訊號與第四掃描訊號具有相同的位準，第二掃描訊號與第三掃描訊號具有相同的位準；第一顯示畫素包括第一至第四子畫素，第一至第四子畫素具有不同的顏色，第一子畫素與第二子畫素連接第一掃描線且各自連接第一、第二資料線，第三子畫素與第四子畫素連接第三掃描線且各自連接第一、第二資料線；第二顯示畫素包括第五至第八子畫素，第五至第八子畫素分別與第一至第四子畫素具有相對應的顏色，第五子畫素與第六子畫素連接第四掃描線且各自連接第一、第二資料線，第七子畫素與第八子畫素連接第二掃描線且各自連接第一、第二資料線。

依據本發明一實施例，光感應裝置包含讀出電晶體、儲存電容器與光電晶體。讀出電晶體具有一第一端、一第二端與一控制端，其中第一端連接一讀出線，控制端連接第一掃描線。儲存電容器連接讀出電晶體之第二端。光電晶體具有第一端、第二端與控制端，其中光電晶體之第一端連接讀出電晶體之第二端，光電晶體之第二端連接第二掃描線，光電晶體之控制端連接第四掃描線。

依據本發明一實施例，顯示畫素陣列包含一第一至第三子畫素，掃描電路透過複數條掃描線提供一第三掃描訊號給顯示畫素陣列，並且光感應裝置係由第一、第二、第 三掃描訊號所控制。

依據本發明一實施例，第一、第二、第三掃描訊號之相對低電壓位準不完全相同，或第一、第二、第三掃描訊號之相對高電壓位準不完全相同。

依據本發明一實施例，第一、第二、第三掃描訊號之相對低電壓位準不完全相同，且第一、第二、第三掃描訊號之相對高電壓位準不完全相同。

依據本發明一實施例，第一、第二、第三掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不完全相同。

依據本發明一實施例，複數條掃描線包括一第一、第二、第三掃描線，第一至第三子畫素分別電性耦接第一、第二、第三掃描線，第一顯示畫素包括三個不同顏色的第一子畫素，複數條第一子畫素均連接複數條資料線中之同一者且分別連接第一、第二、第三掃描線，第一、第二、第三掃描線分別傳遞第一、第二、第三掃描訊號。光感應裝置包含讀出電晶體、儲存電容器與至少一光電晶體。讀出電晶體具有第一端、第二端與控制端，其中第一端連接一讀出線，控制端連接第一掃描線。儲存電容器連接讀出電晶體之第二端。光電晶體具有第一端、第二端與控制端，其中光電晶體之第一端連接讀出電晶體之第二端，光電晶體之第二端連接第二掃描線，光電晶體之控制端連接第三掃描線。

依據本發明一實施例，顯示畫素陣列包括一顯示畫素，用以接收第一掃描訊號、第二掃描訊號、第三掃描訊 號以及第四掃描訊號，以根據第一掃描訊號、第二掃描訊號、第三掃描訊號以及第四掃描訊號而更新，且光感應裝置係由第一掃描訊號、第二掃描訊號以及第四掃描訊號所控制。前述資料線包括第一資料線，前述掃描線包括第一掃描線、第二掃描線、第三掃描線及第四掃描線分別用以傳遞第一掃描訊號、第二掃描訊號、第三掃描訊號以及第四掃描訊號，其中第一掃描訊號與第四掃描訊號具有相同的位準，第二掃描訊號與第三掃描訊號具有相同的位準。顯示畫素包括分別用以顯示不同顏色之第一子畫素、第二子畫素、第三子畫素以及第四子畫素，第一子畫素、第二子畫素、第三子畫素以及第四子畫素共同連接第一資料線，第一子畫素連接第一掃描線，第二子畫素連接第三掃描線，第三子畫素連接第四掃描線，第四子畫素連接第二掃描線。

依據本發明一實施例，第一掃描訊號與第二掃描訊號之相對低電壓位準或相對高電壓位準不同，且第三掃描訊號與第四掃描訊號之相對低電壓位準或相對高電壓位準不同。

依據本發明一實施例，第一掃描訊號與第二掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不同，第三掃描訊號與第四掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不同。

依據本發明一實施例，光感應裝置包含讀出電晶體、儲存電容器以及光電晶體。讀出電晶體具有第一端、第二端與控制端，其中第一端連接讀出線，控制端連接第一掃 描線。儲存電容器連接讀出電晶體之第二端。光電晶體具有第一端、第二端與控制端，其中光電晶體之第一端連接讀出電晶體之第二端，光電晶體之第二端連接第二掃描線，光電晶體之控制端連接第四掃描線。

依據本發明一實施例，顯示器更包含第一基板、第二基板、液晶層以及反射層。第二基板與第一基板相對設置。液晶層設置在第一基板與第二基板之間。反射層覆蓋顯示畫素，並覆蓋光感應裝置中之讀出電晶體及儲存電容器。

本發明之另一態樣係提供一種具有感應功能的顯示器的操作方法，其中顯示器包含複數條掃描線、複數條資料線、一第一顯示畫素、一第二顯示畫素與一光感應裝置，操作方法包含下列步驟：透過複數條掃描線提供不同電壓位準之第一、第二掃描訊號分別給第一、第二顯示畫素以控制第一、第二顯示畫素更新；提供第一、第二掃描訊號給光感應裝置以控制光感應裝置；讀取光感應裝置的感測值。

依據本發明一實施例，提供第一、第二掃描訊號給光感應裝置以控制光感應裝置之步驟更包含：提供第一掃描訊號給光感應裝置以使光感應裝置的一儲存電容的電壓輸出給包含於光感應裝置的一讀出線；提供第二掃描訊號及一第三掃描訊號給光感應裝置，以使光感應裝置內部之儲存電容的電位重置。

依據本發明一實施例，第二、第三掃描訊號之相對低電壓位準或相對高電壓位準不同。

依據本發明一實施例，第二、第三掃描訊號之相對高、 低電壓位準的時間比例不同。

綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點：將顯示畫素陣列與光感應裝置的掃描線合併，以提昇畫素開口率。

以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。

本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分五之以內。

本發明之技術態樣是一種具有感應功能的顯示器，其可應用在反射式液晶顯示裝置，或是廣泛地運用在相關之 技術環節。值得注意的是，本技術態樣之顯示器可以提升整體的畫素開口率。以下將搭配第1圖~第3圖來說明此顯示器之具體實施方式。

第1圖是依照本發明一實施例之一種具有感應功能的顯示器10的示意圖。如第1圖所示，顯示器10包含第一基板110、第二基板120、液晶層130、複數條資料線200、複數條掃描線300與畫素陣列400。第二基板120與第一基板110相對設置，液晶層130設置在第一基板110與第二基板120之間，複數條掃描線300設置在第一基板110上，複數條資料線200設置在第一基板110上，前述資料線200與前述掃描線300交錯配置。畫素陣列400連接複數條掃描線300及資料線200，形成於第一基板110與第二基板120之間。

第一基板110可例如是薄膜電晶體陣列基板，且第二基板可例如是彩色濾光基板。關於第二基板120之具體結構，舉例來說，第二基板120可包括上基底、上偏光板、彩色濾光片以及共通電極。另一方面，關於第一基板110上之畫素陣列400，以下將以多個實施例搭配不同圖式來說明各種畫素陣列400之具體結構。

第2圖是依照本發明一實施例所繪示之一種畫素陣列的架構及其運作方式。於第2圖中，畫素陣列包括顯示畫素陣列401與光感應裝置402，顯示畫素陣列401形成於如第1圖所示之第一基板110與第二基板120之間，光感應裝置402位於顯示畫素陣列401的一側。掃描電路500用以透過複數條掃描線(如：掃描線311~315)提供具不 同電壓位準之掃描訊號給顯示畫素陣列401以控制顯示畫素陣列401，並且用以提供掃描訊號給光感應裝置402。

舉例而言，如第2圖所示，掃描電路500透過掃描線311、313提供掃描訊號G_n 、G_n+2 以控制顯示畫素陣列401，且亦透過掃描線312、314提供掃描訊號S_n+1 、S_n+3 以控制顯示畫素陣列401，其中掃描訊號G_n 、G_n+2 之電壓位準與掃描訊號S_n+1 、S_n+3 之電壓位準不同。此外，掃描電路500亦透過掃描線311、313、314提供掃描訊號G_n 、G_n+2 、S_n+3 給光感應裝置402，使得光感應裝置402可依據掃描訊號G_n 、G_n+2 、S_n+3 進行操作，藉其本身對於不同光強度的感應產生感應訊號，而後續電路可依據所產生的感應訊號來判斷對應區域被觸碰與否。

在本實施例中，如第2圖所示，顯示畫素陣列401可包括第一顯示畫素411與第二顯示畫素412。第一顯示畫素411用以接收掃描訊號G_n 及掃描訊號S_n+1 ，以根據掃描訊號G_n 及掃描訊號S_n+1 而更新；第二顯示畫素412用以接收掃描訊號G_n+2 及掃描訊號S_n+3 ，以根據掃描訊號G_n+2 及掃描訊號S_n+3 而更新。前述掃描訊號G_n 、G_n+2 均具有一高電壓位準Vgh及一低電壓位準Vgl，但掃描訊號G_n 、G_n+2 之工作期間不同，而掃描訊號S_n 、S_n+2 均具有一高電壓位準Vsh及一低電壓位準Vsl，但掃描訊號S_n 、S_n+2 之工作期間不同。

在一實施例中，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，或者掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高電壓位準Vgh 相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高電壓位準Vsh不同。在另一實施例中，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，而且掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高電壓位準Vgh相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高電壓位準Vsh亦不相同。舉例來說，低電壓位準Vgl可為-10V，而低電壓位準Vsl可為-5V。然而，前述並非用以限定本發明，亦即在操作上僅需要掃描訊號G與掃描訊號S的高電壓位準或低電壓位準不同即可。

此外，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高、低電壓位準的時間比例可相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高、低電壓位準的時間比例不同。具體而言，如第2圖所示，掃描訊號G_n 之高電壓位準Vgh的期間從t1至t2，掃描訊號S_n 之高電壓位準Vsh的期間從t1至t3，掃描訊號G_n+2 之高電壓位準Vgh的期間從t3至t4，掃描訊號S_n+3 之高電壓位準Vsh的期間從t3至t5，以此類推。前述時間t1、t2、t3、t4及t5中每相鄰兩者的間距，可依據實際需求設計為相同或者不同，但不以此為限。

在本實施例中，如第2圖所示，顯示器可包括資料線210、220以及掃描線311~315，其中掃描線311~314分別用以傳遞掃描訊號G_n 、S_n+1 、G_n+2 、S_n+3 。其次，第一顯示畫素411包括子畫素701~704，且子畫素701~704分別具有不同的顏色，例如：紅(R)、綠(G)、藍(B)、白(W)。子畫素701、702連接掃描線311且各自連接資料線210、220，子畫素703、704連接掃描線312且各自連接資料線 210、220。另，第二顯示畫素412包括子畫素705~708，且子畫素705~708分別具有不同的顏色，例如：紅(R)、綠(G)、藍(B)、白(W)。子畫素705、706連接掃描線313且各自連接資料線210、220，子畫素707、708連接掃描線314且各自連接資料線210、220。

需說明的是，前述同一顏色的子畫素均是接收具有相同電壓準位的掃描訊號，例如子畫素701、705均為紅色子畫素，且兩者各自所接收的掃描訊號G_n 、G_n+2 具有相同的電壓準位。如此一來，即可避免相同顏色之子畫素所顯示的顏色有明顯差異的情形，同時亦可降低訊號不同所造成的閃爍情形。

再者，光感應裝置402可包含讀出電晶體421、儲存電容器422與光電晶體423。讀出電晶體421具有第一端、第二端與控制端，其中讀出電晶體421的第一端連接讀出線403，讀出電晶體421的控制端連接掃描線311。儲存電容器422的一端連接讀出電晶體421之第二端，其另一端連接預定電壓DC。光電晶體423具有第一端、第二端與控制端，其中光電晶體423之第一端連接讀出電晶體421之第二端，光電晶體423之第二端連接掃描線314，光電晶體423之控制端連接掃描線313。

操作上，於時間t1，掃描訊號G_n 、S_n+1 轉態於高電壓位準，據以更新子畫素701~704，並導通讀出電晶體421，使得儲存電容422所儲存的電壓(可泛指光電晶體423所產生之感測訊號)經由讀出電晶體421輸出至讀出線403。接著，於時間t2，掃描訊號S_n+1 仍保持於高電壓位準，據 以進一步更新子畫素703、704，使得子畫素703、704顯示對應的不同畫素資料。

然後，於時間t3，掃描訊號G_n+2 、S_n+3 轉態於高電壓位準，據以更新子畫素705~708，並導通光電晶體423，使得掃描訊號S_n+3 經由光電晶體423對儲存電容422充電，藉此對儲存電容422進行重置，且讀出電晶體421於下次導通時，儲存電容422所儲存的電壓可再經由讀出電晶體421輸出至讀出線403，完成讀取感測訊號的操作。接著，於時間t4，掃描訊號S_n+3 仍保持於高電壓位準，據以進一步更新子畫素707、708，使得子畫素707、708顯示對應的不同畫素資料。

在習知技術中，主要係利用不同掃描線來控制顯示畫素陣列401及光感應裝置402，使得顯示畫素陣列401及光感應裝置402依據各自對應的掃描訊號進行操作。然而，相較於習知技術而言，上述實施例中則是由同一掃描線(如：提供掃描訊號S_n+3 的掃描線)提供掃描訊號，並相應調整該同一掃描線上掃描訊號的高、低電壓位準及其脈波寬度，以供光感應裝置402與顯示畫素陣列401操作(例如：掃描訊號S_n+3 對儲存電容422進行重置並更新子畫素707、708)。如此一來，便可於每個顯示畫素中減少一條掃描線的配置空間，藉此相應地增加顯示畫素的開口率，提升整體面板的亮度。在一實施例中，採用上述控制方式，可使開口率從40.2%提升至52.25%。

另一方面，如第2圖所示，顯示器更可包含反射層600，反射層600覆蓋上述顯示畫素411、412，並覆蓋讀 出電晶體421及儲存電容器422。在一般穿透式的面板中，由於光線由背光提供，故光線只能穿透畫素區域，使畫素區域有效顯示，但對於光感應區域(例如：光感應裝置402所在區域)來說，其中不配置有畫素電極，無法提供顯示的能力。相反地，在反射式的面板中，反射層600可作為畫素電極，面板的整體亮度與反射層600的面積成正相關，因此反射層600可覆蓋部分的光感應區域(特別是讀出電晶體421及儲存電容器422所在區域)，使得部分的光感應區域仍然能夠反射光線，故具有提升開口率的功效。於一實施例中，以反射式的面板而言，若反射層600係覆蓋於讀出電晶體421及儲存電容器422所在的光感應區域，則因該光感應區域仍然可反射光線，故相較於光感應區域無法反射光線的面板而言，其開口率可從52.25%提升至59.34%。

第3圖是依照本發明另一實施例所繪示之一種畫素陣列的架構及其運作方式。如第3圖所示，顯示畫素陣列401包含子畫素801、802、803，且子畫素801、802、803分別具有不同的顏色，例如分別為紅(R)、綠(G)、藍(B)。掃描電路500透過掃描線321~323分別提供掃描訊號G_n 、G_n+1 、S_n+2 給顯示畫素陣列401中的子畫素801~803，並且光感應裝置402係由掃描訊號G_n 、G_n+1 、S_n+2 所控制。

在一實施例中，掃描訊號G_n 、G_n+1 、S_n+2 之相對低電壓位準不完全相同，或掃描訊號G_n 、G_n+1 、S_n+2 之相對高電壓位準不完全相同。例如：掃描訊號G_n 及(或)G_n+1 之 低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，或者掃描訊號G_n 及(或)G_n+1 之高電壓位準Vgh相對於掃描訊號S_n+2 之高電壓位準Vsh不同。

在另一實施例中，掃描訊號G_n 、G_n+1 、S_n+2 之相對低電壓位準不完全相同，而且掃描訊號G_n 、G_n+1 、S_n+2 之相對高電壓位準不完全相同。例如：掃描訊號G_n 及(或)G_n+1 之低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，而且掃描訊號G_n 及(或)G_n+1 之高電壓位準Vgh相對於掃描訊號S_n+2 之高電壓位準Vsh亦不相同。

此外，掃描訊號G_n 及(或)G_n+1 之高、低電壓位準的時間比例可相對於掃描訊號S_n+2 之高、低電壓位準的時間比例不同，其類似上述，故於此不再贅述。

在本實施例中，如第3圖所示，顯示器可包括資料線230以及掃描線321~323，其中掃描線321~323分別用以傳遞掃描訊號G_n 、G_n+1 、S_n+2 ，子畫素801~803均連接資料線230且分別連接掃描線321~323。

其次，光感應裝置402可包含讀出電晶體421、儲存電容器422與光電晶體423。讀出電晶體421的第一端連接讀出線403，讀出電晶體421的控制端連接掃描線321。儲存電容器422的一端連接讀出電晶體421之第二端，其另一端連接預定電壓DC。光電晶體之第一端連接讀出電晶體421之第二端，光電晶體423之第二端係連接掃描線323，而光電晶體423之控制端係連接掃描線322。

操作上，於時間t1，掃描訊號G_n 轉態於高電壓位準，據以更新子畫素801，並導通讀出電晶體421，使得儲存電 容422所儲存的電壓(可泛指光電晶體423所產生之感測訊號)經由讀出電晶體421輸出至讀出線403。

接著，於時間t2，掃描訊號G_n+1 、S_n+2 轉態於高電壓位準，據以更新子畫素802、803，並導通光電晶體423，使得掃描訊號S_n+2 經由光電晶體423對儲存電容422充電，藉此對儲存電容422進行重置，且讀出電晶體421於下次導通時，儲存電容422所儲存的電壓可再經由讀出電晶體421輸出至讀出線403，完成讀取感測訊號的操作。

然後，於時間t3，掃描訊號S_n+2 仍保持於高電壓位準，據以進一步更新子畫素803，使得子畫素803顯示對應的不同畫素資料。

類似上述，由同一掃描線(如：提供掃描訊號S_n+2 的掃描線)提供掃描訊號，以供光感應裝置402與顯示畫素陣列401操作(例如：掃描訊號S_n+2 對儲存電容422進行重置並更新子畫素803)，便可於每個顯示畫素中減少一條掃描線的配置空間，藉此相應地增加顯示畫素的開口率。

另一方面，如第3圖所示，顯示器更可包含反射層610，反射層610覆蓋上述顯示畫素陣列401，並覆蓋讀出電晶體421及儲存電容器422。如此一來，便可使部分的光感應區域仍然能夠反射光線，故具有提升開口率的功效。

第4圖是依照本發明又一實施例所繪示之一種畫素陣列的架構及其運作方式。如第4圖所示，顯示畫素陣列401中包括顯示畫素431，且顯示畫素431用以接收掃描訊號G_n 、S_n+1 、G_n+2 、S_n+3 ，以根據掃描訊號G_n 、S_n+1 、G_n+2 、 S_n+3 而更新，且光感應裝置402係由掃描訊號G_n 、G_n+2 、S_n+3 所控制。掃描訊號G_n 、G_n+2 具有相同的電壓位準，但掃描訊號G_n 、G_n+2 之工作期間不同，而掃描訊號S_n 、S_n+2 具有相同的電壓位準，但掃描訊號S_n 、S_n+2 之工作期間不同。

在一實施例中，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，或者掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高電壓位準Vgh相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高電壓位準Vsh不同。在另一實施例中，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，而且掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高電壓位準Vgh相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高電壓位準Vsh亦不相同。

此外，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高、低電壓位準的時間比例可相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高、低電壓位準的時間比例不同，具體如前所述，故於此不再贅述。

在本實施例中，如第4圖所示，顯示器可包括資料線240以及掃描線331~334，其中掃描線331~334分別用以傳遞G_n 、S_n+1 、G_n+2 、S_n+3 。其次，顯示畫素431包括子畫素901~904，其分別用以顯示不同顏色，例如：紅(R)、綠(G)、藍(B)、白(W)。子畫素901~904共同連接一條共用的資料線240，而子畫素901連接掃描線331，子畫素902連接掃描線332，子畫素903連接掃描線333，子畫素904連接掃描線334。

再者，讀出電晶體421的第一端連接讀出線403，讀 出電晶體421的控制端連接掃描線331。儲存電容器422的一端連接讀出電晶體421之第二端，其另一端連接預定電壓DC。光電晶體423之第一端連接讀出電晶體421之第二端，光電晶體423之第二端連接掃描線334，光電晶體423之控制端連接掃描線333。

操作上，於時間t1，掃描訊號G_n 、S_n+1 轉態於高電壓位準，據以更新子畫素901、902，並導通讀出電晶體421，使得儲存電容422所儲存的電壓經由讀出電晶體421輸出至讀出線403。接著，於時間t2，掃描訊號S_n+1 仍保持於高電壓位準，據以進一步更新子畫素902，使得子畫素902顯示對應的不同畫素資料。

然後，於時間t3，掃描訊號G_n+2 、S_n+3 轉態於高電壓位準，據以更新子畫素903、904，並導通光電晶體423，使得掃描訊號S_n+3 經由光電晶體423對儲存電容422充電，藉此對儲存電容422進行重置，且讀出電晶體421於下次導通時，儲存電容422所儲存的電壓可再經由讀出電晶體421輸出至讀出線403，完成讀取感測訊號的操作。接著，於時間t4，掃描訊號S_n+3 仍保持於高電壓位準，據以進一步更新子畫素904，使得子畫素904顯示對應的不同畫素資料。

類似上述，由同一掃描線(如：提供掃描訊號S_n+3 的掃描線)提供掃描訊號，以供光感應裝置402與顯示畫素陣列401操作(例如：掃描訊號S_n+2 對儲存電容422進行重置並更新子畫素904)，便可於每個顯示畫素中減少一條掃描線的配置空間，藉此相應地增加顯示畫素的開口率。

另一方面，如第4圖所示，顯示器更可包含反射層620，反射層620覆蓋上述顯示畫素陣列401，並覆蓋讀出電晶體421及儲存電容器422。如此一來，便可使部分的光感應區域仍然能夠反射光線，故具有提升開口率的功效。

於前述第2圖至第4圖所示之實施例中，反射層均可配置覆蓋於顯示畫素陣列401以及部分的光感應區域上(特別是讀出電晶體421及儲存電容器422)，如此便可使部分的光感應區域仍然能夠反射光線，故具有提升開口率的功效。第5圖係例示性地繪示習知技術中顯示畫素陣列與光感應裝置的剖面結構示意圖，而第6圖係例示性地繪示本發明實施例中顯示畫素陣列與光感應裝置的剖面結構示意圖。如第5圖所示，光感應裝置中的讀出電晶體540及儲存電容器560均未被反射層所覆蓋，而相較於第5圖，第6圖中的讀出電晶體640及儲存電容器660則均被反射層所覆蓋，藉此提升開口率，換言之，反射層不僅覆蓋顯示畫素，亦覆蓋光感應裝置中之讀出電晶體640及儲存電容器660，以提昇畫素開口率。換言之，讀出電晶體640及儲存電容器660位於反射層對讀出電晶體640以及儲存電容器660一側的玻璃基板650a的正投影之中。

本發明之另一態樣係關於一種具有感應功能的顯示器的操作方法，其可用於如上所述之顯示器，但不以此為限。為方便及清楚說明起見，下述操作方法將以第2圖所示之實施例為例來作說明，但本領域具通常知識者當可在不脫離本發明之精神和範圍內將操作方法應用於不同顯示器 中。

操作方法包含下述步驟：透過掃描線311~314提供掃描訊號G_n 、S_n+1 、G_n+2 、S_n+3 分別給顯示畫素411、412，以控制顯示畫素411、412更新，其中掃描訊號G_n 、G_n+2 與掃描訊號S_n+1 、S_n+3 具不同電壓位準；提供掃描訊號G_n 、G_n+2 、S_n+3 給光感應裝置402，以控制光感應裝置402；以及讀取光感應裝置402的感測值。

在一實施例中，提供掃描訊號G_n 、G_n+2 、S_n+3 給光感應裝置402以控制光感應裝置之步驟更包含：提供掃描訊號G_n 給光感應裝置402，以使光感應裝置402內部的儲存電容422所儲存的電壓輸出至讀出線403；以及提供掃描訊號G_n+2 、S_n+3 給光感應裝置402，以使光感應裝置402內部之儲存電容422的電位重置。

在次一實施例中，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，或者掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高電壓位準Vgh相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高電壓位準Vsh不同。在另一實施例中，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之低電壓位準Vgl相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之低電壓位準Vsl不同，而且掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高電壓位準Vgh相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高電壓位準Vsh亦不相同。

此外，掃描訊號G_n 及(或)G_n+2 之高、低電壓位準的時間比例可相對於掃描訊號S_n 及(或)S_n+2 之高、低電壓位準的時間比例不同，具體如前所述，故於此不再贅述。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此技藝者，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。

10‧‧‧顯示器

110‧‧‧第一基板

120‧‧‧第二基板

130‧‧‧液晶層

200、210、220、230、240‧‧‧資料線

300、311~315、321~323、331~334‧‧‧掃描線

400‧‧‧畫素陣列

401‧‧‧顯示畫素陣列

402‧‧‧光感應裝置

403‧‧‧讀出線

411、412、431‧‧‧顯示畫素

421‧‧‧讀出電晶體

422‧‧‧儲存電容器

423‧‧‧光電晶體

500‧‧‧掃描電路

511‧‧‧lTO

512‧‧‧Al

513‧‧‧a-Si

514‧‧‧AlNd

515‧‧‧SiNx

516‧‧‧UHA

530‧‧‧光線

540‧‧‧讀出電晶體

550a~550b‧‧‧玻璃基板

560‧‧‧儲存電晶體

580‧‧‧光電晶體

600、610、620‧‧‧反射層

611‧‧‧lTO

612‧‧‧Al

613‧‧‧a-Si

614‧‧‧AlNd

615‧‧‧SiNx

616‧‧‧UHA

630‧‧‧光線

640‧‧‧讀出電晶體

650a~650b‧‧‧玻璃基板

660‧‧‧儲存電晶體

680‧‧‧光電晶體

701~708、801~803、901~904‧‧‧子畫素

第1圖是依照本發明一實施例之一種具有感應功能的顯示器的示意圖；第2圖是依照本發明一實施例所繪示之一種畫素陣列的架構及其運作方式；以及第3圖是依照本發明另一實施例所繪示之一種畫素陣列的架構及其運作方式。

第4圖是依照本發明又一實施例所繪示之一種畫素陣列的架構及其運作方式。

第5圖係例示性地繪示習知技術中顯示畫素陣列與光感應裝置的剖面結構示意圖。

第6圖係例示性地繪示本發明實施例中顯示畫素陣列與光感應裝置的剖面結構示意圖。

210、220‧‧‧資料線

311~315‧‧‧掃描線

401‧‧‧顯示畫素陣列

402‧‧‧光感應裝置

403‧‧‧讀出線

411、412‧‧‧顯示畫素

421‧‧‧讀出電晶體

422‧‧‧儲存電容器

423‧‧‧光電晶體

500‧‧‧掃描電路

600‧‧‧反射層

701~708‧‧‧子畫素

Claims (21)

1. 一種具有感應功能的顯示器，包含：複數條掃描線；複數條資料線，與該些掃描線交錯配置；一畫素陣列，連接該些掃描線及資料線，該畫素陣列包括：一顯示畫素陣列，連接該些掃描線及資料線；以及一光感應裝置，位於顯示畫素陣列的一側；以及一掃描電路，用以透過該些掃描線提供具不同電壓位準之一第一掃描訊號及一第二掃描訊號給該顯示畫素陣列以控制該顯示畫素陣列，並且用以提供該第一掃描訊號及該第二掃描訊號給該光感應裝置。
2. 如請求項1所述之具有感應功能的顯示器，其中該顯示畫素陣列包括：一第一顯示畫素，用以接收該第一掃描訊號及一第三掃描訊號，以根據該第一掃描訊號及該第三掃描訊號而更新；以及一第二顯示畫素，用以接收該第二掃描訊號及一第四掃描訊號，以根據該第二掃描訊號及該第四掃描訊號而更新。
3. 如請求項2所述之具有感應功能的顯示器，其中該 第一、第二掃描訊號之相對低電壓位準不同，或該第一、第二掃描訊號之相對高電壓位準不同。
4. 如請求項2所述之具有感應功能的顯示器，其中該第一、第二掃描訊號之相對高電壓位準不同，且該第一、第二掃描訊號之相對低電壓位準不同。
5. 如請求項3或4所述之具有感應功能的顯示器，其中該第一、第二掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不同。
6. 如請求項2所述之具有感應功能的顯示器，其中該些資料線包括第一、第二資料線，該些掃描線包括第一、第二、第三、第四掃描線，該第一掃描線用以傳遞該第一掃描訊號，該第二掃描線用以傳遞該第二掃描訊號，該第三掃描線用以傳遞該第三掃描訊號，該第四掃描線用以傳遞該第四掃描訊號，其中該第一掃描訊號與該第四掃描訊號具有相同的位準，該第二掃描訊號與該第三掃描訊號具有相同的位準；該第一顯示畫素包括第一至第四子畫素，該第一至第四子畫素具有不同的顏色，該第一子畫素與該第二子畫素連接該第一掃描線且各自連接該第一、第二資料線，該第三子畫素與該第四子畫素連接該第三掃描線且各自連接該第一、第二資料線；該第二顯示畫素包括第五至第八子畫素，該第五至第 八子畫素分別與該第一至第四子畫素具有相對應的顏色，該第五子畫素與該第六子畫素連接該第四掃描線且各自連接該第一、第二資料線，該第七子畫素與該第八子畫素連接該第二掃描線且各自連接該第一、第二資料線。
7. 如請求項6所述之具有感應功能的顯示器，其中該光感應裝置包含：一讀出電晶體，具有一第一端、一第二端與一控制端，其中該第一端連接一讀出線，該控制端連接該第一掃描線；一儲存電容器，連接該讀出電晶體之第二端；以及一光電晶體，具有一第一端、一第二端與一控制端，其中該光電晶體之第一端連接該讀出電晶體之第二端，該光電晶體之第二端連接該第二掃描線，該光電晶體之控制端連接該第四掃描線。
8. 如請求項1所述之具有感應功能的顯示器，其中該顯示畫素陣列包含一第一至第三子畫素，該掃描電路透過該些掃描線提供一第三掃描訊號給該顯示畫素陣列，並且該光感應裝置係由該第一、第二、第三掃描訊號所控制。
9. 如請求項8所述之具有感應功能的顯示器，其中該第一和/或該第三掃描訊號之相對低電壓位準與該第二掃描訊號之相對低電壓位準不相同，或該第一和/或該第三掃描訊號之相對高電壓位準與該第二掃描訊號之相對高電壓位準不相同。
10. 如請求項8所述之具有感應功能的顯示器，其中該第一和/或該第三掃描訊號之相對低電壓位準與該第二掃描訊號之相對低電壓位準不相同，且該第一和/或該第三掃描訊號之相對高電壓位準與該第二掃描訊號之相對高電壓位準不相同。
11. 如請求項9或10所述之具有感應功能的顯示器，其中該第一和/或該第三掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例與該第二掃描信號之相對高、低電壓位準的時間比例不相同。
12. 如請求項8所述之具有感應功能的顯示器，其中該些掃描線包括一第一、第二、第三掃描線，該第一至第三子畫素分別連接該第一、第二、第三掃描線，該第一、第二、第三均連接該些資料線中之同一者且分別連接該第一、第二、第三掃描線，該第一、第二、第三掃描線分別傳遞該第一、第二、第三掃描訊號；其中該光感應裝置包含：一讀出電晶體，具有一第一端、一第二端與一控制端，其中該第一端連接一讀出線，該控制端連接該第一掃描線；一儲存電容器，連接該讀出電晶體之第二端；以及至少一光電晶體，具有一第一端、一第二端與一 控制端，其中該光電晶體之第一端連接該讀出電晶體之第二端，該光電晶體之第二端連接該第二掃描線，該光電晶體之控制端連接該第三掃描線。
13. 如請求項1所述之具有感應功能的顯示器，其中該顯示畫素陣列包括：一顯示畫素，用以接收該第一掃描訊號、該第二掃描訊號、一第三掃描訊號以及一第四掃描訊號，以根據該第一掃描訊號、該第二掃描訊號、該第三掃描訊號以及該第四掃描訊號而更新，且該光感應裝置係由該第一掃描訊號、該第二掃描訊號以及該第四掃描訊號所控制；其中該些資料線包括一第一資料線，該些掃描線包括一第一掃描線、一第二掃描線、一第三掃描線及一第四掃描線分別用以傳遞該第一掃描訊號、該第二掃描訊號、該第三掃描訊號以及該第四掃描訊號，其中該第一掃描訊號與該第四掃描訊號具有相同的位準，該第二掃描訊號與該第三掃描訊號具有相同的位準；其中該顯示畫素包括分別用以顯示不同顏色之一第一子畫素、一第二子畫素、一第三子畫素以及一第四子畫素，該第一子畫素、該第二子畫素、該第三子畫素以及該第四子畫素共同連接該第一資料線，該第一子畫素連接該第一掃描線，該第二子畫素連接該第三掃描線，該第三子畫素連接該第四掃描線，該第四子畫素連接該第二掃描線。
14. 如請求項13所述之具有感應功能的顯示器，其中 該第一掃描訊號與該第二掃描訊號之相對低電壓位準或相對高電壓位準不同，且該第三掃描訊號與該第四掃描訊號之相對低電壓位準或相對高電壓位準不同。
15. 如請求項13所述之具有感應功能的顯示器，其中該第一掃描訊號與該第二掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不同，該第三掃描訊號與該第四掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不同。
16. 如請求項13所述之具有感應功能的顯示器，其中該光感應裝置包含：一讀出電晶體，具有一第一端、一第二端與一控制端，其中該第一端連接一讀出線，該控制端連接該第一掃描線；一儲存電容器，連接該讀出電晶體之該第二端；以及一光電晶體，具有一第一端、一第二端與一控制端，其中該光電晶體之該第一端連接該讀出電晶體之該第二端，該光電晶體之該第二端連接該第二掃描線，該光電晶體之該控制端連接該第四掃描線。
17. 12或16所述之具有感應功能的顯示器，更包含：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置在該第一基板與該第二基板之間；以 及一反射層，位於該第一基板與該第二基板之間且覆蓋該顯示畫素，並覆蓋該光感應裝置中之該讀出電晶體及該儲存電容器。
18. 一種具有感應功能的顯示器的操作方法，該顯示器包含複數條掃描線、複數條資料線、一第一顯示畫素、一第二顯示畫素與一光感應裝置，該操作方法包含：透過該些掃描線提供不同電壓位準之第一、第二掃描訊號分別給該第一、第二顯示畫素以控制該第一、第二顯示畫素更新；以及提供該第一、第二掃描訊號給該光感應裝置以控制該光感應裝置；以及讀取該光感應裝置的感測值。
19. 如請求項18所述之操作方法，其中提供該第一、第二掃描訊號給該光感應裝置以控制該光感應裝置之步驟更包含：提供該第一掃描訊號給該光感應裝置，以使該光感應裝置內部之一儲存電容的電壓輸出給包含於該光感應裝置的一讀出線；以及提供該第二掃描訊號及一第三掃描訊號給該光感應裝置，以使該光感應裝置內部之該儲存電容的電位重置。
20. 如請求項19所述之操作方法，其中該第二、第三掃描訊號之相對低電壓位準不同或相對高電壓位準不同或該第二、第三掃描訊號之相對低電壓位準與相對高電壓位準皆不同。
21. 如請求項19或20所述之操作方法，其中該第二、第三掃描訊號之相對高、低電壓位準的時間比例不同。