TWI636241B - 用於顯示裝置的溫度感測模組及相關的溫度感測方法及顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種溫度感測模組，用於一顯示裝置，包含有一溫度感測路徑，設置於該顯示裝置的一面板上；以及一溫度感測單元，該溫度感測單元量測該溫度感測路徑的一電阻值，並根據該電阻值產生一溫度指示資訊；其中，該溫度指示資訊指示該面板上一主動區域的一工作溫度，並用於調整控制該主動區域顯示影像的至少一驅動訊號。
Description
本發明係指一種用於顯示裝置的溫度感測模組及相關的溫度感測方法及顯示裝置，尤指一種能夠準確量測顯示裝置工作溫度的溫度感測模組及相關的溫度感測方法及顯示裝置。
液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）具有外型輕薄、低輻射、體積小及低耗能等優點，廣泛地應用在筆記型電腦或平面電視等資訊產品上。因此，液晶顯示器已逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器（Cathode Ray Tube Display）成為市場主流，其中又以主動矩陣式薄膜電晶體液晶顯示器（Active Matrix TFT LCD）最受歡迎。此外，市面上有許多專門供閱讀用的電子紙顯示系統。電子紙是一種包含許多微小球體（如膠囊）的帶電高分子材料，其外表及特徵類似紙張，不僅具有柔軟度又可重複顯示資料。電子紙可利用外界的光源來顯示影像，不像液晶顯示器需要背光源，所以在戶外陽光強烈的環境下，仍然可清楚地看到電子紙上的資訊，而無視角的問題。
然而，無論是液晶顯示器的液晶分子或是電子紙的帶電高分子材料的材料特性都會受到環境溫度的影響。舉例來說，當環境溫度提高時，帶電高分子材料的移動率會上升；反之，帶電高分子材料的移動率則會下降。在此狀況下，用來驅動液晶顯示器及電子紙的驅動模組需要偵測環境溫度，以根據環境溫度產生合適的驅動訊號來使液晶顯示器及電子紙正確地顯示影像。若驅動模組無法取得正確的環境溫度作為產生驅動訊號的依據，液晶顯示器及電子紙便可能無法正常顯示影像。因此，如何準確地取得液晶顯示器及電子紙所處環境的溫度便成為業界亟欲探討的議題。
因此，本發明提供一種能夠準確量測顯示裝置工作溫度的溫度感測模組及相關的溫度感測方法及顯示裝置。
在一方面，本發明揭露一種用於一顯示裝置的溫度感測模組。所述溫度感測模組包含有一溫度感測路徑，設置於該顯示裝置的一面板上；以及一溫度感測單元，該溫度感測單元感測該溫度感測路徑的一電阻值，並根據該電阻值產生一溫度指示資訊；其中，該溫度指示資訊指示該面板上一主動區域的一工作溫度，並用於調整控制該主動區域顯示影像的至少一驅動訊號。
在另一方面，本發明揭露一種用於顯示裝置的溫度感測方法，所述溫度感測方法包含有在該顯示裝置未更新畫面的一區間中，感測該顯示裝置的一工作溫度；以及根據該工作溫度，調整該顯示裝置中至少一驅動訊號。
在又另一方面，本發明揭露一種顯示裝置，所述顯示裝置包含有一面板，包含有用來根據複數個驅動訊號顯示影像的一主動區域；一驅動模組，用來產生該複數個驅動訊號，並根據一溫度指示資訊調整至少一驅動訊號；以及一溫度感測模組，包含有一溫度感測路徑，設置於該顯示裝置的一面板上；以及一溫度感測單元，用來感測該溫度感測路徑的一電阻值，並根據該電阻值產生一溫度指示資訊；其中，該溫度指示資訊指示該面板上一主動區域的一工作溫度。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一顯示裝置10的示意圖。顯示裝置可為如智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦等包含有一顯示面板的電子產品，其中顯示面板可為液晶面板或是電子紙面板。為求簡潔，第1圖中繪示有一面板100、一主動區域102、一驅動模組104及一溫度感測模組106，其他未與本案發明概念直接相關的元件（如殼體）則略而未示。面板100可為由玻璃基板、金屬層、透明導電材料、濾光片、液晶分子所形成的液晶面板，或是由玻璃基板、金屬層、透明導電材料、帶電高分子材料所形成的電子紙面板。根據不同應用及設計理念，面板100可由各式各樣的方式來實現。面板100上包含有主動區域102，主動區域102用來根據驅動模組104（如一驅動晶片）所產生的複數個驅動訊號DRI來顯示影像。溫度感測模組106包含有一溫度感測路徑108及一溫度感測單元110，用來感測主動區域102中顯示元件（如像素）運作時的工作溫度，並據以產生一溫度指示資訊TS至驅動模組104。如此一來，驅動模組104可根據主動區域102中顯示元件運作時的工作溫度，合適地調整驅動訊號DRI，以使主動區域102正常地顯示影像。
一般而言，用於感測溫度的溫度感測模組106會設置於驅動模組104內，以節省顯示裝置10的製造成本。在此狀況下，溫度感測模組106所感測到的工作溫度將會是驅動模組104的工作溫度而不是主動區域102中顯示元件的工作溫度。由於驅動模組104連續運作時的功率消耗會造成驅動模組104的工作溫度大幅上升，從而導致驅動模組104的工作溫度與主動區域102中顯示元件的工作溫度間具有顯著的差距。此時，若驅動模組104依據本身的工作溫度調整驅動訊號DRI，可能會導致主動區域102中顯示元件無法正常工作。為了避免溫度感測模組106所感測到的工作溫度與主動區域102中顯示元件真實的工作溫度間具有巨大的誤差，第1圖所示實施例中的溫度感測路徑108改為設置於面板100上。由於溫度感測路徑108與主動區域102皆設置於面板100上，因此溫度感測模組106所感測到的工作溫度可近似於主動區域102中顯示元件真實的工作溫度。如此一來，驅動模組104即可根據主動區域102中顯示元件真實的工作溫度合適地調整驅動訊號DRI，以使主動區域102中顯示元件正常地顯示影像。
在第1圖中，溫度感測路徑108是面板100上由端點A延伸至端點B且環繞主動區域102的導電路徑，且溫度感測路徑108的電阻值具有溫度係數。也就是說，溫度感測路徑108的電阻值會隨著主動區域102的工作溫度變動。透過量測溫度感測路徑108的電阻值，溫度感測單元110可判斷溫度感測路徑108所處環境的溫度（即主動區域102的工作溫度），並據以調整溫度指示資訊TS。根據不同應用及設計理念，溫度感測路徑108可以各式各樣的方式形成於面板100。舉例來說，溫度感測路徑108可為藉由面板100上的氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）層、金屬層、複晶矽層及╱或非晶矽層所實現的導電路徑。在另一實施例中，第1圖所示的溫度感測路徑108為面板100上一邊界顯示（Border Display）區域，其中邊界顯示區域用來顯示一外框。
根據溫度感測單元110產生的溫度指示資訊TS，驅動模組104適應性地調整驅動訊號DRI。在一實施例中，當溫度指示資訊TS指示主動區域102的工作溫度過低時，驅動模組104會提高驅動訊號DRI的電壓、延長驅動訊號DRI的驅動時間或更改驅動訊號DRI的驅動波形，以使主動區域102的顯示效果一致。舉例來說，當溫度指示資訊TS指示主動區域102的工作溫度為一室內溫度時，驅動訊號DRI的最大電壓為一電壓VA。此時，若溫度指示資訊TS指示主動區域102的工作溫度低於室內溫度，則驅動模組104將驅動訊號DRI的最大電壓提高至大於電壓VA的一電壓VB。如此一來，即使主動區域102的工作溫度降低，主動區域102的顯示效果仍可維持一致。
在另一實施例中，當溫度指示資訊TS指示主動區域102的工作溫度過高時，驅動模組104會降低驅動訊號DRI的電壓、縮短驅動訊號DRI的驅動時間或更改驅動訊號DRI的驅動波形，以使主動區域102的顯示效果一致。舉例來說，當溫度指示資訊TS指示主動區域102的工作溫度為一室內溫度時，驅動訊號DRI的最大電壓為電壓VA。此時，若溫度指示資訊TS指示主動區域102的工作溫度高於室內溫度，則驅動模組104將驅動訊號DRI的最大電壓降低至小於電壓VA的一電壓VC，以使主動區域102在工作溫度提高的狀況下維持一致的顯示效果。
在第1圖中，溫度感測單元110設置於面板100上。根據不同應用及設計理念，溫度感測單元110可改為形成於驅動模組104中或者設置於耦接在面板100的電路板（如軟性電路板）上。
關於溫度感測單元110的組成方式，舉例說明如下。請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一顯示裝置20的示意圖。顯示裝置20相似於第1圖所示的顯示裝置10，因此功能相近的元件及訊號沿用相同的符號。在第2圖中，溫度感測單元110包含有一轉換器200及一電流源202。電流源202耦接於溫度感測路徑108的端點A或端點B，用來提供一電流I
T1。轉換器200可以耦接溫度感測路徑108的端點B與端點A，用來量測電流I
T1於端點B與端點A產生的電壓差V
T1。在一實施例中，轉換器200為一類比數位轉換器。透過將電壓差V
T1除以電流I
T1，轉換器200可取得溫度感測路徑108的電阻值，並據以調整溫度指示資訊TS。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一顯示裝置30的示意圖。顯示裝置30相似於第1圖所示的顯示裝置10，因此功能相近的元件及訊號沿用相同的符號。在第3圖所示實施例中，溫度感測單元110包含有一轉換器300及一電壓源302。電壓源302耦接於溫度感測路徑108的端點A或端點B，用來提供一電壓V
T2。轉換器300耦接溫度感測路徑108的端點B（或端點Ａ），用來量測電壓V
T2於端點B（或端點Ａ）產生的電流I
T2。透過將電壓V
T2除以電流I
T2，轉換器300即可取得溫度感測路徑108的電阻值，並據以調整溫度指示資訊TS。
根據不同應用及設計理念，溫度感測路徑108的樣式也不限於第1圖所示的形狀。請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一顯示裝置40的示意圖。顯示裝置40相似於第1圖所示的顯示裝置10，因此功能相近的元件及訊號沿用相同的符號。相異於第1圖所示的溫度感測路徑108，顯示裝置40的溫度感測路徑408改為經過面板100的底側。由於溫度感測路徑408設置於面板100上，因此溫度感測單元110感測所得的工作溫度不會受到驅動模組106的影響，從而使溫度感測單元110感測所得的工作溫度接近主動區域102中顯示元件真實的工作溫度。
請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一顯示裝置50的示意圖。顯示裝置50相似於第1圖所示的顯示裝置10，因此功能相近的元件及訊號沿用相同的符號。相異於第1、4圖所示的溫度感測路徑108、408，顯示裝置50的溫度感測路徑508改為設置於主動區域102。在此實施例中，溫度感測路徑508為主動區域102中用來提供一共同電壓VCOM的導電路徑。相較於第1、4圖，第5圖所示的溫度感測路徑508與主動區域102的顯示元件間的距離縮小，從而使溫度感測單元110感測所得的工作溫度可更為接近主動區域102中顯示元件真實的工作溫度。
請參考第6圖，第6圖為本發明實施例一顯示裝置60的示意圖。顯示裝置60相似於第1圖所示的顯示裝置10，因此功能相近的元件及訊號沿用相同的符號。相異於第1圖所示的溫度感測路徑108部份環繞於主動區域102，顯示裝置60的溫度感測路徑608改為完全環繞於主動區域102。此外，相較於第1、4、5圖的顯示裝置10、40、50，第6圖中溫度感測單元110改為設置於驅動模組104中。
值得注意的是，溫度感測模組106除了可用來感測主動區域102中顯示元件的工作溫度之外，還可用來判斷面板100是否破裂（Crack）。由於溫度感測路徑108設置於面板100上，因此若面板100破裂可能會造成溫度感測路徑108斷開。在此狀況下，溫度感測路徑108自端點A至端點B的電阻值將會大幅上升。因此，當溫度感測模組110判斷溫度感測路徑108的電阻值大於一臨界值時，溫度感測模組110會產生一破裂指示訊號至顯示裝置10中一指示單元（如一發光二極體（Light-Emitting Diode，LED），未繪示於第1圖），以使指示單元產生一警示訊號（例如：視覺化訊號）來指示面板100破裂；或者，溫度感測模組110將該破裂指示訊號儲存於一儲存單元（例如：暫存器），以供外部裝置讀取。
為了進一步降低驅動模組104對於溫度感測模組106的影響，溫度感測模組106會於驅動模組104未更新主動區域102所顯示的影像時感測工作溫度。如此一來，溫度感測模組106感測工作溫度時不會受到驅動模組104更新畫面時於顯示裝置10電壓源所造成的電壓擾動影響，從而進一步提高感測工作溫度的精準度。
請參考第7圖，第7圖為本發明實施例中驅動模組104更新影像的時序圖。在此實施例中，面板100為一液晶面板。如第7圖所示，驅動模組104透過調整驅動訊號，一列一列地依序更新主動區域102中每一列的顯示元件的顯示電壓。在驅動模組104由上而下開始更新主動區域102中每一列的顯示元件的顯示電壓之前及結束更新主動區域102中最後一列的顯示元件之後分別具有一垂直後緣（Back Porch）區間VBP及一垂直前緣（Front Porch）VFP區間作為緩衝時間。相似地，在驅動模組104由左而右開始更新主動區域102中每一行顯示元件的顯示電壓之前及完成更新主動區域102中每一行顯示元件之後分別具有一水平後緣區間HBP及一水平前緣區間HFP作為緩衝時間。在垂直後緣區間VBP、垂直前緣區間VFP、水平後緣區間HBP及水平前緣區間HFP中，驅動模組104不需消耗大量的功率來產生驅動訊號DRI。因此，在本發明實施例中，溫度感測模組106會在垂直後緣區間VBP、垂直前緣區間VFP、水平後緣區間HBP及╱或水平前緣區間HFP中感測主動區域102中顯示元件的工作溫度，以避免驅動模組104的運作影響感測工作溫度的準確性。在一實施例中，驅動模組104是在垂直後緣區間VBP及垂直前緣區間VFP中感測工作溫度。
請參考第8圖，第8圖為本發明實施例中驅動模組104更新影像的時序圖。在此實施例中，面板100為一電子紙面板。由於電子紙面板可於斷電狀態下維持顯示影像，因此在第8圖中驅動模組104可在顯示區間中完成更新主動區域102的顯示元件的顯示電壓後切斷電源並進入閒置狀態，以降低功率消耗。如第8圖所示，在每一顯示區間之前有一感測區間。在感測區間中，溫度感測模組106感測主動區域102中顯示元件的工作溫度，並控制驅動模組104在顯示區間中產生合適的驅動訊號DRI來更新主動區域102的顯示元件的顯示電壓。由於在感測區間中驅動模組104未起始運作，因此溫度感測模組106的運作不會受到驅動模組104影響，從而進一步地增進感測工作溫度的準確性。
上述實施例中溫度感測模組106感測工作溫度的程序可歸納為一溫度感測方法90。溫度感測方法90可用於如液晶顯示器及電子紙顯示器等顯示裝置，用來控制顯示裝置中一溫度感測模組起始運作的時間。如第9圖所示，溫度感測方法90包含有以下步驟：
步驟900： 開始。
步驟902： 在該顯示裝置未更新畫面的一區間中，感測該顯示裝置的一工作溫度。
步驟904： 根據該工作溫度，調整該顯示裝置中至少一驅動訊號。
步驟906： 結束。
根據溫度感測方法90，溫度感測模組會於顯示裝置未更新影像的一區間中感測顯示裝置的一工作溫度（如面板上主動區域的工作溫度），以避免顯示裝置於更新影像時的運作影響感測工作溫度的準確性。根據取得的工作溫度，顯示裝置調整至少一驅動訊號（如調整至少一驅動訊號的振幅），以正常地顯示影像。
在一實施例中，顯示裝置為一液晶顯示器，且溫度感測模組會於顯示裝置更新畫面的間隔（如垂直後緣區間及垂直前緣區間）中感測顯示裝置的工作溫度。在另一實施例中，顯示裝置為一電子紙顯示器，且溫度感測模組會於顯示裝置更新畫面前一感測區間中感測顯示裝置的工作溫度。
上述實施例透過將用來感測溫度的溫度感測路徑設置於顯示裝置的面板上，使顯示裝置可取得顯示元件真實的工作溫度。此外，上述實施例會在顯示裝置未進行更新影像時感測顯示元件的工作溫度，從而避免顯示裝置更新影像時的運作影響感測顯示元件的工作溫度的準確性。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10、20、30、40、50、60‧‧‧顯示裝置
100‧‧‧面板
102‧‧‧主動區域
104‧‧‧驅動模組
106‧‧‧溫度感測模組
108、408、508、608‧‧‧溫度感測路徑
110‧‧‧溫度感測單元
200、300‧‧‧轉換器
200‧‧‧電流源
300‧‧‧電壓源
90‧‧‧溫度感測方法
900~906‧‧‧步驟
A、B‧‧‧端點
IT1、IT2‧‧‧電流
HBP‧‧‧水平後緣區間
HFP‧‧‧水平前緣區間
VBP‧‧‧垂直後緣區間
VFP‧‧‧垂直前緣區間
VA、VB、VC、VT1、VT2‧‧‧電壓
第1圖為本發明實施例一顯示裝置的示意圖。 第2圖為本發明實施例一顯示裝置的示意圖。 第3圖為本發明實施例一顯示裝置的示意圖。 第4圖為本發明實施例一顯示裝置的示意圖。 第5圖為本發明實施例一顯示裝置的示意圖。 第6圖為本發明實施例一顯示裝置的示意圖。 第7圖為本發明實施例中驅動模組更新影像的時序圖。 第8圖為本發明實施例中驅動模組更新影像的時序圖。 第9圖為本發明實施例一溫度感測方法的流程圖。
Claims (6)
- 一種溫度感測模組，用於一顯示裝置，包含有：一溫度感測路徑，設置於該顯示裝置的一面板上；以及一溫度感測單元，該溫度感測單元感測該溫度感測路徑的一電阻值，並根據該電阻值產生一溫度指示資訊；其中，該溫度指示資訊指示該面板上一主動區域的一工作溫度，並用於調整控制該主動區域顯示影像的至少一驅動訊號；其中，該溫度感測單元在該顯示裝置未更新畫面的一區間中，感測該溫度感測路徑的電阻值。
- 如請求項1所述的溫度感測模組，其中該溫度感測路徑設置於該面板上一邊界顯示區域。
- 如請求項1所述的溫度感測模組，其中該溫度感測路徑設置於該主動區域中。
- 如請求項1所述的溫度感測模組，其中該溫度感測路徑環繞該主動區域。
- 如請求項1所述的溫度感測模組，其中當該溫度感測路徑的電阻值超越一臨界值，該溫度感測單元產生一破裂指示訊號至一指示單元。
- 一種顯示裝置，包含有：一面板，包含有用來根據複數個驅動訊號顯示影像的一主動區域； 一驅動模組，用來產生該複數個驅動訊號，並根據一溫度指示資訊調整至少一驅動訊號；以及一溫度感測模組，包含有：一溫度感測路徑，設置於該顯示裝置的一面板上；以及一溫度感測單元，該溫度感測單元感測該溫度感測路徑的一電阻值，並根據該電阻值產生一溫度指示資訊；其中，該溫度指示資訊指示該面板上一主動區域的一工作溫度；其中，該溫度感測單元在該顯示裝置未更新畫面的一區間中，感測該溫度感測路徑的電阻值。
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