TWI536337B - 顯示器之溫度感測電路及其操作方法 - Google Patents

Description

顯示器之溫度感測電路及其操作方法

本發明是有關於一種溫度感測電路，尤其是有關於一種應用於顯示器的溫度感測電路及其操作方法。

習知的液晶顯示裝置由於會受到溫度變化的影響而導致設置於液晶顯示裝置基板之閘極驅動電路發生漏電流過大或者驅動電流過低的情況發生，進而導致顯示畫面異常，因此液晶顯示裝置需要溫度檢測元件以隨時掌握當前溫度來調整閘極驅動電路的工作電壓，使液晶顯示裝置不因溫度改變的影響而可正常顯示影像，故溫度檢測元件如何準確偵測出基板當前的溫度為一課題。

因此，本發明提出一種溫度感測電路實施例，其包括溫感模組、讀取模組以及重置模組。溫感模組具有第一端以及第二端，溫感模組之第一端用以接收高電壓準位，溫感模組用以根據感測到之溫度提供感測電壓準位至第二端，且溫感模組為多個串接的二極體或為多個串接的電晶體，且每一電晶體的閘極端電性耦接每一電晶體的汲極端。讀取模 組與溫感模組電性耦接，是用以接收上述之感測電壓準位，並根據第一控制訊號決定是否輸出感測電壓準位。重置模組與溫感模組電性耦接，是用以接收第二控制訊號，並根據第二控制訊號決定是否將感測電壓準位重置為低電壓準位。

上述的溫度感測電路實施例更包括一驅動模 組，驅動模組與重置模組電性耦接，係用以接收第一控制訊號並輸出第二控制訊號至重置模組，驅動模組為一反相器，且第一控制訊號與第二控制訊號為反相。

上述的溫度感測電路實施例更包括一電容，此電 容具有第一端與第二端，此電容之第一端與讀取模組電性耦接，此電容之第二端與低電壓準位電性耦接。

本發明更提出一種顯示器，其包括基板、上述之 溫度感測電路以及一控制單元。其中基板具有多個畫素設置於其上，溫度感測電路設置於基板上，控制單元則是根據溫度感測電路的感測電壓準位而作動。

本發明更提出一種溫度感測電路之操作方法實 施例，所述之溫度感測電路包括溫感模組、讀取模組以及重置模組，溫感模組具有第一端以及第二端，重置模組電性耦接於溫感模組之第二端以及低電壓準位之間，讀取模組則與溫感模組之第二端電性耦接，上述之溫度感測電路之操作方法包括：利用溫感模組根據感測到之溫度提供感測電壓準位至溫感模組之第二端；使讀取模組根據第一控制訊號輸出感測電壓準位；使重置模組根據第二控制訊號將感測電壓準位重置為低電壓準位。

綜以上所述，由於本發明之溫度感測電路實施例 設置於顯示器中之基板上，因此溫度感測電路可直接偵測基 板之當前溫度，又溫度感測電路之溫感模組是由多個串接的二極體或為多個串接的電晶體所組成，因此具有較高的溫感靈敏度，可更準確的偵測出當前溫度，減少顯示器因溫度改變而顯示錯誤的情況發生，此外，本發明之溫度感測電路實施例僅需要透過一個第一控制訊號即可進行溫度感測，大幅增加溫度感測的便利性，又由於本發明之溫度感測電路實施例是利用感測電壓準位來判斷目前基板的溫度，因此更具有較廣之偵測溫度範圍。

10‧‧‧基板

11‧‧‧溫度感測電路

12‧‧‧電源控制單元

13‧‧‧控制單元

14‧‧‧閘極驅動器

15‧‧‧顯示單元

151‧‧‧畫素單元

16‧‧‧資料驅動器

161‧‧‧資料線

110‧‧‧驅動模組

112‧‧‧溫感模組

114‧‧‧重置模組

116‧‧‧讀取模組

300,302,304,306‧‧‧步驟

C‧‧‧電容

S1‧‧‧第一控制訊號

S2‧‧‧第二控制訊號

S3‧‧‧電壓控制訊號

Vdd‧‧‧高電壓準位

Vss‧‧‧低電壓準位

Von‧‧‧溫感跨壓

Vo‧‧‧感測電壓準位

Vsens‧‧‧輸出電壓準位

V_GH‧‧‧閘極驅動器之工作電壓

T1,T2,T3,T4,Tn‧‧‧電晶體

圖1為具有本發明之溫度感測電路之顯示器示意圖。

圖2為本發明之溫度感測電路實施例示意圖。

圖3A為本發明之溫度感測電路實施例曲線圖一。

圖3B為本發明之溫度感測電路實施例曲線圖二。

圖4為本發明之溫度感測電路操作方法之步驟示意圖。

請參閱圖1，圖1為具有本發明之溫度感測電路之顯示器實施例，所述之顯示器包括一基板10、一溫度感測電路11、一電源控制單元12、一控制單元13、一閘極驅動器14、一顯示單元15以及一資料驅動器16。溫度感測電路11、電源控制單元12、控制單元13、閘極驅動器14、顯示單元15以及資料驅動器16設置於基板10上，顯示單元15包括複數個畫素單元151，每一畫素單元151與閘極驅動器14以及資料驅動器16電性耦接，每一畫素單元151係用以根據閘極 驅動器14輸出之驅動訊號而開啟，並由複數個資料線161接收資料驅動器16所輸出之顯示資料。

溫度感測電路11與電源控制單元12電性耦接以 接收電源，溫度感測電路11更與控制單元13電性耦接，係用以輸出根據感測之溫度而計算出的輸出電壓準位Vsens至控制單元13；控制單元13與電源控制單元12電性耦接，係用以根據所接收之輸出電壓準位Vsens而得到目前基板10之當前溫度，再根據當前溫度提供一電壓控制訊號S3至電源控制單元12，使電源控制單元12可根據接收到之電壓控制訊號S3調整提供至閘極驅動器14之工作電壓V_GH；閘極驅動器14與顯示單元15中的複數個畫素單元151電性耦接，係用以根據電源控制單元12提供之工作電壓使複數個畫素單元151可在正確的期間被開啟。由於本發明之溫度感測電路11係可直接設置於基板10上，可更直接且準確的感測基板10之溫度變化，使電源控制單元12可更精準的調整提供至閘極驅動器14之工作電壓V_GH，因此可大幅減少閘極驅動器14因溫度影響而造成複數個畫素單元151誤動作的情況發生。

請參閱圖2，圖2為本發明之溫度感測電路11 實施例，溫度感測電路11包括一驅動模組110、一溫感模組112、一重置模組114、一讀取模組116以及一電容C。

驅動模組110可例如為一反相器並與重置模組 114電性耦接，驅動模組110係用以接收一第一控制訊號S1並輸出一第二控制訊號S2至重置模組114，且第一控制訊號S1與第二控制訊號S2為反相。驅動模組110可包括一第一電晶體T1以及一第二電晶體T2，第一電晶體T1具有一第一端、一第二端以及一閘極端，第一電晶體T1之第一端與閘極 端係用以接收一高電壓準位Vdd，第一電晶體T1之第二端則是用以輸出第二控制訊號S2。第二電晶體T2具有一第一端、一第二端以及一閘極端，第二電晶體T2之第一端與第一電晶體T1之第二端電性耦接，第二電晶體T2之閘極端係用以接收第一控制訊號S1，第二電晶體T2之第二端係用以與低電壓準位Vss電性耦接，其中低電壓準位Vss可以為接地。因此當第一控制訊號S1為工作電壓準位，如前述之高電壓準位Vdd時，第二電晶體T2會被開啟而將第二電晶體T2之第一端的第二控制訊號S2下拉至低電壓準位Vss，因此輸出一與第一控制訊號S1反相之第二控制訊號S2。而當第一控制訊號S1為低電壓準位時，第二電晶體T2會關閉，第二電晶體T2之第一端則輸出第一電晶體T1之第二端所提供的工作電壓準位，因此輸出與第一控制訊號S1反相之第二控制訊號S2。此外，前述之驅動模組110也可是反閘、及閘、反及閘等可輸出與輸入訊號反相之輸出訊號的邏輯閘。

溫感模組112電性耦接重置模組114，其具有一 第一端以及一第二端，溫感模組112之第一端用以接收高電壓準位Vdd，溫感模組112之第二端則是用以輸出感測電壓準位Vo，且溫感模組112係由多個電晶體Tn串接而成，每一電晶體Tn具有一第一端、一第二端以及一閘極端，每一電晶體Tn的閘極端電性耦接每一電晶體的第一端，此外溫感模組112也可由多個二極體串接而成。當溫感模組112感測溫度時，溫感模組112會因為當前溫度的不同而在電晶體Tn串或二極體串間具有不同的溫感跨壓Von，溫感模組112即可利用Vo=Vdd-Von之計算方式得到感測電壓準位Vo，且由於電晶體或二極體的數目會與溫度敏感度成正比，溫感模組112 又由串接多個電晶體或二極體而成，因此輸出的感測電壓準位Vo可具有較高的溫度敏感度。

重置模組114與溫感模組112以及驅動模組110 電性耦接，重置模組114是用以接收驅動模組110輸出之第二控制訊號S2並根據第二控制訊號S2決定是否將感測電壓準位Vo重置為低電壓準位Vss。重置模組114為一電晶體T3，其具有一第一端、一第二端以及一閘極端，電晶體T3之第一端與溫感模組112之第二端電性耦接，電晶體T3之閘極端係用以接收第二控制訊號S2，電晶體T3之第二端則係用以與低電壓準位Vss電性耦接。當第二控制訊號S2為工作電壓準位時，電晶體T3開啟，因此電晶體T3之第一端的感測電壓準位Vo會被重置為低電壓準位Vss，而當第二控制訊號S2為低電壓準位時，電晶體T3關閉，因此電晶體T3之第一端輸出感測到的感測電壓準位Vo。

讀取模組116與溫感模組112電性耦接，係用以 接收感測電壓準位Vo，並根據第一控制訊號S1決定是否輸出感測電壓準位Vo至電容C。讀取模組116為一電晶體T4，其具有一第一端、一第二端以及一閘極端，電晶體T4之第一端係用以接收感測電壓準位Vo，電晶體T4之閘極端係用以接收第一控制訊號S1，電晶體T4之第二端係用以與電容C電性耦接。當第一控制訊號S1為工作電壓準位時，電晶體T4為開啟，並將感測電壓準位Vo讀出並儲存至電容C，而當第一控制訊號S1為低電壓準位時，電晶體T4為關閉，不再讀出感測電壓準位Vo。

電容C具有一第一端與一第二端，電容C之第一端與讀取模組116之第二端電性耦接，電容C之第二端與低 電壓準位Vss電性耦接，電容C是用以儲存讀取模組116所輸出之感測電壓準位Vo，並在儲存讀取模組116停止輸出感測電壓準位Vo後將感測電壓準位Vo輸出為輸出電壓準位Vsens，並將輸出電壓準位Vsens輸出至圖1所述之控制單元13以判斷當前基板的溫度。

接下來請一併參考圖2、圖3A、圖3B以及圖4。 圖3A為本發明溫度感測電路11實施例之第一控制訊號S1以及感測電壓準位Vo在不同溫度下之曲線圖，其中Vo@80℃為感測電壓準位Vo在溫度為80℃之電壓值，Vo@25℃為感測電壓準位Vo在溫度為25℃之電壓值，Vo@-25℃為感測電壓準位Vo在溫度為-25℃之電壓值。圖3B為電容C之輸出電壓準位Vsens在不同溫度下之曲線圖，Vsens@80℃為輸出電壓準位Vsens在溫度為80℃時之電壓值，Vsens@25℃為感輸出電壓準位Vsens在溫度為25℃之電壓值，Vsens@-25℃為感輸出電壓準位Vsens在溫度為-25℃之電壓值。圖4為本發明溫度感測電路11實施例之操作方法步驟示意圖。

當第一控制訊號S1為工作電壓準位時，即圖3A 中所標示之期間A，溫感模組112感測當前溫度並產出感測電壓準位Vo(步驟300)，第一控制訊號S1為工作電壓準位時電晶體T2為開啟，第二控制訊號S2接近低電壓準位Vss，電晶體T3為關閉，因此此時感測電壓準位Vo之電壓由高電壓準位Vdd充電而開始上升，如圖3A中期間A之感測電壓準位Vo所示，在不同溫度時感測之感測電壓準位Vo皆上升至較高的電壓準位，而此時電晶體T2以及電晶體T4開啟，因此電晶體T2輸出一具有低電壓準位之第二控制訊號S2，而由於第二控制訊號S2為低電壓準位，因此電晶體T3為關 閉。此時因電晶體T4為開啟，因此讀取模組116將感測電壓準位Vo讀出並儲存至電容C(步驟302)，故此時輸出電壓準位Vsens也隨著感測電壓準位Vo而增加，如圖3B所示。接著當第一控制訊號S1為低電壓準位時，即圖3A中所標示之期間B，電晶體T2以及電晶體T4關閉，電晶體T1輸出一具有工作電壓準位之第二控制訊號S2，因此電晶體T3為開啟，並將感測電壓準位Vo重置為低電壓準位，如圖3A中期間B之感測電壓準位Vo所示，不同溫度下之感測電壓準位Vo皆被重置為低電壓準位(步驟304)，此時並將電容C所儲存的輸出電壓準位Vsens輸出至圖1所述之控制單元13(步驟306)，使控制單元13可據以得到基板10之當前溫度，輸出完成後電容C所儲存的輸出電壓準位Vsens再次回到一低電壓準位，如圖3B中期間B之輸出電壓準位Vsens所示，在期間B結束時，不同溫度之輸出電壓準位Vsens之電壓準位皆下降至對應之低電壓準位。此外，根據圖3A以及圖3B，不論在高溫80℃或者低溫-25℃的情況下，本發明皆可根據當前感測溫度輸出對應之感測電壓準位Vo，因此控制單元13可根據接收到之輸出電壓準位Vsens，如圖3B中所標示之Vsens=13.4V之電壓值，來得到當前溫度為80℃之感測結果，因此本發明明顯具有較廣的溫度偵測範圍。

綜以上所述，由於本發明之溫度感測電路實施例 是設置於顯示器中之基板上，因此溫度感測電路可直接且準確的偵測基板之當前溫度，又溫度感測電路之溫感模組是由多個串接的二極體或為多個串接的電晶體所組成，因此具有較高的溫感靈敏度，使本發明之溫度感測電路實施例無需額外使用放大器等元件來達到高溫感靈敏度之目的，更準確的 偵測出當前溫度，減少顯示器因溫度改變而顯示錯誤的情況發生。此外，本發明之溫度感測電路實施例僅需要透過一個第一控制訊號即可進行溫度感測，大幅增加溫度感測的便利性。又由於在低溫時電容之漏電流較小，具有較低的電容值的電容在低溫時具有較佳的溫感靈敏度，而高溫時電容之漏電流較大，具有較高電容值的電容在高溫時具有較佳的溫感靈敏度，故欲利用電容在不同溫度下具有不同漏電流之特性來判斷當前溫度之方式，需選定可兼顧低溫以及高溫時之溫感靈敏度的電容值，此舉則會導致用以感測溫度變化之電容的電容值受到限制，進而造成所能感測到的溫度有限，而本發明之溫度感測電路實施例是利用溫感模組所感測之感測電壓準位來判斷目前基板的溫度，本案無需為了選擇較佳的溫感靈敏度而選擇特定之電容值，也就不會因為特定的電容值而具有較小之溫度感測範圍，因此本案更具有較廣之偵測溫度範圍。

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，任何熟習此技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後付之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧驅動模組

112‧‧‧溫感模組

114‧‧‧重置模組

116‧‧‧讀取模組

C‧‧‧電容

S1‧‧‧第一控制訊號

S2‧‧‧第二控制訊號

Vdd‧‧‧高電壓準位

Vss‧‧‧低電壓準位

Von‧‧‧溫感跨壓

Vo‧‧‧感測電壓準位

T1,T2,T3,T4,Tn‧‧‧電晶體

Claims (9)

1. 一種溫度感測電路，其包括：一溫感模組，其具有一第一端以及一第二端，該溫感模組之該第一端用以接收一高電壓準位，該溫感模組用以根據感測到之溫度提供一感測電壓準位至該第二端，且該溫感模組係為多個串接的二極體或為多個串接的電晶體，且每一電晶體的閘極端電性耦接每一電晶體的汲極端；一讀取模組，與該溫感模組電性耦接，係用以接收該感測電壓準位，並根據一第一控制訊號決定是否輸出該感測電壓準位；以及一重置模組，與該溫感模組電性耦接，係用以接收一第二控制訊號，並根據該第二控制訊號決定是否將該感測電壓準位重置為一低電壓準位。
2. 如請求項1所述之溫度感測電路，其中，該溫度感測電路更包括：一驅動模組，與該重置模組電性耦接，係用以接收該第一控制訊號並輸出該第二控制訊號至該重置模組，該驅動模組為一反相器，且該第一控制訊號與該第二控制訊號為反相。
3. 如請求項1所述之溫度感測電路，其中，該溫度感測電路更包括：一電容，具有一第一端與一第二端，該電容之該第一 端與該讀取模組電性耦接，該電容之該第二端與該低電壓準位電性耦接。
4. 如請求項1所述之溫度感測電路，其中，該重置模組為一第一電晶體，具有一第一端、一第二端以及一閘極端，該第一電晶體之該第一端與該溫感模組之該第二端電性耦接，該第一電晶體之該閘極端係用以接收該第二控制訊號，該第一電晶體之該第二端係用以與該低電壓準位電性耦接。
5. 如請求項3所述之溫度感測電路，其中，該讀取模組為一第二電晶體，具有一第一端、一第二端以及一閘極端，該第二電晶體之該第一端係用以接收該感測電壓準位，該第二電晶體之該閘極端係用以接收該第一控制訊號，該第二電晶體之該第二端係用以與該電容之該第一端電性耦接。
6. 一種顯示器，其包括：一基板，具有多個畫素設置於其上；如請求項1所述的溫度感測電路，設置於該基板上；以及一控制單元，用以根據該溫度感測電路的該感測電壓準位而作動。
7. 一種溫度感測電路之操作方法，該溫度感測電路包括一溫感模組、一讀取模組、一重置模組以及一驅動模 組，該溫感模組具有一第一端以及一第二端，該重置模組電性耦接於該溫感模組之該第二端以及一低電壓準位之間，該讀取模組與該溫感模組之該第二端電性耦接，該溫度感測電路之操作方法包括：利用該溫感模組根據感測到之溫度提供一感測電壓準位至該溫感模組之該第二端；使該讀取模組根據一第一控制訊號輸出該感測電壓準位；使該重置模組根據一第二控制訊號將該感測電壓準位重置為該低電壓準位；以及利用該驅動模組接收該第一控制訊號並輸出該第二控制訊號至該重置模組，該第一控制訊號與該第二控制訊號為反相。
8. 如請求項7所述之溫度感測電路之操作方法，該溫度感測電路更包括一電容，其與該讀取模組電性耦接，該溫度感測電路之操作方法更包括：利用該電容儲存該讀取模組輸出之該感測電壓準位。
9. 如請求項8所述之溫度感測電路之操作方法，其更包括：讀出儲存於該電容之該感測電壓準位。