液晶显示装置及其显示亮度调节方法

专利名称：液晶显示装置及其显示亮度调节方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置及其显示亮度调节方法。
背景技术：
液晶显示装置因为具有低辐射性、体积轻薄短小和耗电低 等特点，现已广泛应用于手机、个人数字助理、笔记本电脑、 台式电脑和电视等领域。液晶显示装置作为一种显示装置，其 显示亮度是一个主要性能参数。为了满足不同情形的显示亮度 需求，需要对液晶显示装置的亮度进行调整。例如，在光线比 较暗的室内，需要将液晶显示装置调整到相对较低的显示亮度， 以避免过高亮度对观看者眼睛的伤害。通常可通过驱动一暴露 于环境光中的非晶硅薄膜晶体管，以产生 一 对应环境光照度的 光电流，并通过 一 处理单元接收该光电流，经处理后输出与光 电流强度对应的环境光强度信号至 一 亮度调节单元，亮度调节 单元依据环境光强度信号适当调节液晶显示装置的亮度。
然而，该液晶显示装置通过单 一 的非晶硅薄膜晶体管感测 各种照度的环境光，其易因长时间暴露在环境光之中并被驱动 而导致非晶硅薄膜晶体管产生内部结构缺陷，其光电转换效率 降低，造成在同 一 环境光之中该非晶硅薄膜晶体管所输出的光 电流衰减，从而依据该光电流调节液晶显示装置亮度的可靠性 降低。

发明内容
为了解决现有技术液晶显示装置调节显示亮度可靠性不高 的问题，有必要提供 一 种调节显示亮度可靠性较高的液晶显示装置。
为了解决现有技术液晶显示装置显示亮度调节可靠性不高 的问题，还有必要提供 一 种可靠性较高的液晶显示装置的显示 亮度调节方法。
一种液晶显示装置，其包括一感光装置、 一处理单元和一 亮度调节单元。该感光装置包括至少两个感光单元。该处理单 元依据环境光照度对应选择驱动其中的 一 感光单元，使该感光 单元输出 一 感测信号，该处理单元依据该感测信号相应输出一 亮度调节信号。该亮度调节单元依据该亮度调节信号调节该液 晶显示装置的显示亮度。
一种液晶显示装置的显示亮度调节方法，使用该显示亮度 调节方法的液晶显示装置包括一感光装置、 一处理单元和一亮 度调节单元，该感光装置包括至少两个感光单元，该亮度调节 方法包括如下步骤该处理单元依据环境光照度对应选择驱动
其中的 一 感光单元，使该感光单元输出 一 感测信号；该处理单 元依据该感测信号相应输出 一 亮度调节信号；该亮度调节单元 依据该亮度调节信号调节该液晶显示装置的显示亮度。
与现有技术相比，本发明的液晶显示装置及其显示亮度调 节方法采用 一 处理单元依据环境光照度选择驱动至少两个感光 单元的其中 一 个，当该液晶显示装置分别置于不同环境光照度 的环境中时，即可以选择驱动不同的感光单元，从而 一 定程度 减少单个感光单元被驱动的时间，减少感光单元因长时间被驱 动而光电转换效率降低的机率，使得依据该感光装置所输出感 测信号调节显示亮度的可靠性较高。


图1是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图。
图2是图1所示感光装置的放大剖视图。
图3是图2所示感光装置的电路结构示意图。
图4是图1所示液晶显示装置的控制电路的方框图。图5是本发明液晶显示装置第二实施方式的结构示意图。 图6是本发明液晶显示装置第三实施方式的感光元件的示 意图。
具体实施例方式
请参阅图1,是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示 意图。该液晶显示装置2包括一感光装置20、 一显示区25、 一 框架22、 一支撑装置26和一控制电路(图未示)。该显示区25 是一矩形区，其用于显示画面。该感光装置20与该显示区25 相邻，其用于感测环境光的照度并输出光感测信号。该控制电 路依据该感光装置20输出的光感测信号输出对应的环境光照 度，并依据环境光照度相应调节该显示区25的显示亮度。该框 架22收容该感光装置20 、该显示区25和该控制电^各。该支撑 装置26支撑该框架22。
请参阅图2 ,是图1所示感光装置20的剖示放大图。该感 光装置20包括一第一基板23和相对该第一基板23的第二基板 24。该第一基板23朝向该第二基板24的一表面包括一第一感 光元件260、 一第二感光元件262、 一第三感光元件264、 一第 四感光元件266、 一第五感光元件267和一补偿元件27。该第 二基板24朝向该第一基板23的表面包括一黑矩阵240和与该 黑矩阵240间隔设置的一第一透光元件245、 一第二透光元件 246、 一第三透光元件247和一第四透光元件248。该第一基板 23和该第二基板24之间填充有 一液晶层(图未示)。
该多个透光元件是将颜料和感光剂等混入树脂所形成的彩 色光刻胶层，且该第一透光元件245、该第二透光元件246、该 第三透光元件247和该第四透光元件248的透光率依次递增并 且小于该第二基板24的透光率。例如，该第一透光元件245、 该第二透光元件246、该第三透光元件247和该第四透光元件 248和该第二基板24的透光率分别为百分之二十、百分之四十、 百分之六十、百分之八十和百分之百。通过调整颜料的浓度、色彩或透光元件的厚度均可控制各透光元件的透光率。
该补偿元件27是 一 非晶硅薄膜晶体管，其对应于该黑矩阵 240 ，从而其因为该黑矩阵240的遮挡而无法接受环境光的照射。 该第 一感光元件260、该第二感光元件262、该第三感光元件264、 该第四感光元件266和该第五感光元件267分别是 一 非晶珪薄 膜晶体管，其分别对应该第一透光元件245、该第二透光元件 246、该第三透光元件247、该第四透光元件248和位于该黑矩 阵240间的第二基板24 ，从而该感光装置20处于同 一 照度的环 境光时，光线分别穿过该第 一透光元件245、该第二透光元件 246、该第三透光元件247、该第四透光元件248和该第二基板 24而照射该第 一 感光元件260 、该第二感光元件262 、该第三感 光元件264、该第四感光元件266和该第五感光元件267, ^使该 第一感光元件260、该第二感光元件262、该第三感光元件264、 该第四感光元件266和该第五感光元件267所接受的光照量依 次递增。每一感光元件和对应的透光元件构成一感光单元。
该显示区25包括多个用于控制画面显示的非晶硅薄膜晶体 管(图未示)和与其对应的彩色滤光层(图未示)，其分别设置于该 第 一基板23和该第二基板24表面，并分别与该显示区25的感 光元件和透光元件一起形成。
请参阅图3和图4，图3是图2所示感光装置20的电路结 构示意图，图4是该液晶显示装置的控制电路的方框图。该第 一感光元件260、该第二感光元件262、该第三感光元件264、 该第四感光元件266和该第五感光元件267的漏极连接在一起 并经 一 第 一 电阻268接地，/人该共的漏才及即可测量光电压Vp 。 该补偿元件27用于产生 一 对比参考值。该补偿元件27的栅极 和源极分别连接至 一 固定的棚-极电压Vg和 一 固定的源极电压 Vs ，其漏极经 一 第二电阻269 4妄地。该补偿元件27在该4册极电 压Vg的作用下，在其源极与漏极之间产生 一 导电沟道，该源极 电压驱动该导电沟道中的电子朝该漏极运动产生电流，电流经 该第二电阻269并在该漏极输出该参考电压Vr。该第二电阻269的电阻值等于该第 一 电阻268的电阻值。
该控制电路28包括一处理单元280和一 亮度调节单元288。 该处理单元280包括一差分放大器281、 一模/数转换器282、 一 微处理器284和一存储单元286。该差分放大器281的两个输入 端分别接收光电压Vp和参考电压Vr,并输出该光电压Vp与参 考电压Vr的差值电压△ V(未标示)。该模/数转换器将该差值电 压△ V转换为相应的数字信号。
该存储单元286是一个只读存储器，其存储一第一查找表、 一第二查找表和一第三查找表。该第一查找表为每一感光元件 建立其光电压Vp对应的数字信号与环境光照度间的关系。该第 二查找表建立环境光照度范围与切换信号间的对应关系，该切 换信号选择驱动与该环境光照度范围相对应的 一 感光元件。该 第一感光元件260、该第二感光元件262、该第三感光元件264、 该第四感光元件266和该第五感光元件267分别对应照度依次 递减的第 一 光照度范围、第二光照度范围、第三光照度范围、 第四光照度范围和第五光照度范围，该五个环境光照度范围依 次连续并构成该光感测电路的可感测范围。如，设定可感测的 环境光照度范围为1勒克斯(Lux ) -100000勒克斯，则将第一 光照度范围、第二光照度范围、第三光照度范围、第四光照度 范围和第五光照度范围分别划分为20001勒克斯-100000勒克 斯、2001勒克斯-20000勒克斯、501勒克斯-2000勒克斯、11 勒克斯-500勒克斯和1勒克斯-10勒克斯。该第三查找表建立 环境光照度与显示亮度调节信号间的关系。
该微处理器284依据其接收的数字信号和该第 一查找表查 找对应该数字信号的环境光照度，并依据该环境光照度判断其 所属的环境光照度范围，再在该第二查找表查找并输出对应的 切换信号，以驱动与环境光照度范围对应的 一 感光元件而关闭 其它感光元件。其中，该切换信号包括一第 一切换信号Vcl和 第二切换信号Vc2,其中，Vcl是该微处理器284输出至该五个 感光元件栅极的数字序列，如"10000"，表示为该第 一 感光元件260提供栅极驱动电压，第二切换信号Vc2输出与第 一切换信号 Vc 1相同的数字序列至该五个感光元件的源极，表示同时为该第 一感光元件260提供源；f及驱动电压，以驱动该第 一 感光元件260 在环境光照射下输出感测信号。
当环境光照度属于照度最强的第 一 环境光照度范围内时， 该微处理器284输出的第一切换信号Vcl经电平转换后施加一 与栅极电压Vg相等的高电平至该第 一感光元件260的栅极，使 其漏极与源极之间产生 一 导电沟道。因该第 一 感光元件260接 受光照射时可产生光生电子，其导电沟道中的电子数量相对于 该补偿元件27导电沟道中的电子数量多，且电子数量随光照照 度增强而增多。同时，该微处理器284输出的第二切换信号Vc2 经电平转换后施加 一 与源极电压Vs相等的高电平至该第 一 感光 元件260的源极，以驱动该导电沟道中的电子向该漏极运动并 形成光电流，因导电沟道中的电子较多，其光电流大于该补偿 元件27所产生的漏极电流，从而经该第 一 电阻268输出的光电 压Vp大于该参考电压Vr，该光电压Vp与该参考电压Vr的差 值A V随光照照度增大而增大。
因为该多个感光元件分别于不同的环境光照度范围内被驱 动以输出对应环境光的光电压，即该处理单元280可随环境光 照度的变化而选择驱动不同的感光元件，从而可 一 定程度避免 单个感光元件在光照下接受过长时间的驱动。另外，因为该第 一感光元件260是对应该透光率最4氐的第 一透光元件245,环境 光照射至该第 一感光元件260时，因该第 一透光元件245仅让 百分之二十的光照量通过，从而该第一感光元件260所接受的 光照照度较大程度降低，以保护该第一感光元件260不受强光 照射，从而该第 一 感光元件260产生内部结构缺陷的机率减小， 其稳定性较好。此时，其它感光元件因处于关闭状态，其产生 内部结构缺陷的机率也可降低。
当环境光照度分别属于第二光照度范围、第三光照度范围、 第四光照度范围和第五光照度范围时，则微处理器284分别驱动该第二感光元件262、该第三感光元件264、该第四感光元件 266和该第五感光元件267，即该第一感光元件260、该第二感 光元件262、该第三感光元件264、该第四感光元件266和该第 五感光元件267分别负责感测20001勒克斯-100000勒克斯、 2001勒克斯-20000勒克斯、501勒克斯-2000勒克斯、11勒克 斯-500勒克斯和1勒克斯-10勒克斯照度范围的环境光。如此， 可避免各感光元件接受照度过大的环境光照射，且当环境光照 度较弱时，驱动透光率较高的透光元件所对应的感光元件，可 保证有足够光照量透过该透光元件照射该感光元件，使其可以 产生便于识别的光电压。
该微处理器284依据该环境光照度和该第三查找表输出一 对应环境光照度的显示亮度调节信号至该亮度调节单元288。该 亮度调节单元288是一背光调节单元，其依据该显示亮度调节 信号，通过调节背光亮度等方式将该显示区25的显示画面调节 至与环境光相适应的亮度。
当该微处理器284在连续的预定的多个周期所输出的第一 切换信号Vcl均未发生变化时，可认为该液晶显示装置2处于 一光照度较稳定的环境中。此时，该微处理器284间歇式驱动 该感光元件直至第 一切换信号Vcl发生变化，以避免该液晶显 示装置2长时间处于某 一 光照度范围的环境时所对应的 一 感光 元件连续长时间被驱动，从而进 一 步避免感光元件因长时间被 驱动所产生的内部结构缺陷。
本发明液晶显示装置2具可切换式的光传感器，通过该微 处理器284在不同环境光照度范围内驱动不同的感光元件，可 一定程度避免单 一 感光元件于光照射下过长时间被驱动，从而 减少感光元件产生内部结构缺陷的机率，提高该感光装置的稳 定性，从而使得该液晶显示装置2的可靠性较高。另外，因环 境光较强时驱动位于透光率较低的透光元件下的感光元件，使 感光元件接受适当照度的环境光照射，并依据该感光元件输出 的光电压调节该显示区25的显示亮度，避免作为感光元件的非晶硅薄膜晶体管因接受较强的环境光照射所产生的内部结构缺 陷，提高该非晶硅薄膜晶体管作为感光元件的稳定性，进而依 据该光传感器输出的信号调节显示亮度的液晶显示装置2可靠 性较高。
请参阅图5，是本发明液晶显示装置第二实施方式的示意 图。该液晶显示装置3与液晶显示装置2大致相同，其主要区 别在于该框架32收容该显示区35，该感光装置30设置于该 框架32上，该显示区35和该感光装置30是相互独立形成。
请参阅图6，是本发明液晶显示装置第三实施方式的感光元 件的示意图。该液晶显示装置与液晶显示装置2大致相同，其 区别在于每 一 感光元件分别由n2个非晶硅薄膜晶体管组成，
其中n=2、 3、 4......。该！12个非晶硅薄膜晶体管平均分为n组，
每一组的中的n个非晶硅薄膜晶体管的源极和漏极依次相连形 成串联结构，并保留 一 独立源极和 一 独立漏极，每 一 组的独立 漏极相连成为 一 等效漏才及D,每 一 组的独立源4 L相连为 一 等效源 极S,该112个非晶硅薄膜晶体管的栅极连接成为一等效栅极G。 图6以n=2，即四个(22)非晶硅薄膜晶体管为例。该等效栅极G、 该等效源极S和该等效漏极D即为该等效非晶硅薄膜晶体管的 栅极、源极和漏极，其与单个非晶硅薄膜晶体管特性基本相同， 且因为其串联并联结构使各非晶硅薄膜晶体管之间相互牵制， 单个非晶硅薄膜晶体管之间因具体结构和制程所产生的特性差 异此消彼长而产生中和作用，使得批量生产的各等非晶硅薄 膜晶体管之间特性差异较小，从而使得其量产性较佳。
然而，本发明并不限于上述实施方式所述，如该液晶显示
装置2也可以不包括该补偿元件27和该差分》文大器281，而通
过该存储单元286存储一预设的Vr,且通过该微处理器284比
较该Vr和转换为数字信号的Vp;该第一切换信号Vcl也可以
通过一开关元件将与该补偿元件27栅极电压Vg相等的电压施
加至该感光元件的栅极，例如，通过控制 一 薄膜晶体管的开启
将薄膜晶体管的源极电压传输到与其漏极相连的该感光元件的栅极；该第 一 电阻268和该第二电阻269也可替换为 一 非晶硅 薄膜晶体管。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其包括一感光装置、一处理单元和一亮度调节单元，其特征在于该感光装置包括至少两个感光单元，该处理单元依据环境光照度对应选择驱动其中的一个感光单元，使该感光单元输出一感测信号，该处理单元依据该感测信号相应输出一亮度调节信号，该亮度调节单元依据该亮度调节信号调节该液晶显示装置的显示亮度。
2. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于该至少 两个感光单元在同 一环境光照度下所接受的光照量互不相同。
3. 如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于每一感 光单元分别包括一个感光元件和对应该感光元件的一个透光元 件，环境光透过该透光元件照射该感光元件。
4. 如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于该透光 元件的透光率互不相同。
5. 如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于当该液 晶显示装置分别置于两个不同照度的环境光之中，且该两个不同 的环境光照度分别属于不同的预设环境光照度范围时，该处理单 元分别选择驱动其中的一个感光元件，且在较强环境光照度时所 选择驱动的一感光元件所对应透光元件的透光率比另 一感光元件所对应透光元件的透光率^f氐。
6. 如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于该感光 元件是非晶硅薄膜晶体管。
7. 如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于该至少 两个感光元件的漏极相互连接并经 一 电阻接地，并于其漏极输出 该感测信号，该处理单元输出驱动信号至该感光元件的栅极和源 极。
8. 如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于每一感 光元件是由112个非晶硅薄膜晶体管等效而成，其中该112个非晶硅 薄膜晶体管分成n组，每一组的n个非晶硅薄膜晶体管的漏极与源极依次相连，并保留一自由源极和一自由漏极，并将各组的自 由源极分别连接成为一等效源极，将各组的自由漏极分别连接成 为一等效漏极。
9. 一种液晶显示装置的显示亮度调节方法，使用该显示亮度 调节方法的液晶显示装置包括一感光装置、 一处理单元和一亮度 调节单元，该感光装置包括至少两个感光单元，该亮度调节方法 包括如下步骤该处理单元依据环境光照度对应选择驱动其中的 一感光单元，使该感光单元输出一感测信号；该处理单元依据该 感测信号相应输出 一亮度调节信号；该亮度调节单元依据该亮度 调节信号调节该液晶显示装置的显示亮度。
10. 如权利要求9所述的液晶显示装置的显示亮度调节方法，其特征在于该至少两个感光单元在同 一环境光照度下所接受的 光照量互不相同。
全文摘要
本发明涉及一种液晶显示装置及其显示亮度调节方法。该液晶显示装置包括一感光装置、一处理单元和一亮度调节单元。该感光装置包括至少两个感光单元。该处理单元依据环境光照度对应选择驱动其中的一个感光单元，使该感光单元输出一感测信号，该处理单元依据该感测信号相应输出一亮度调节信号。该亮度调节单元依据该亮度调节信号调节该液晶显示装置的显示亮度。该液晶显示装置调节显示亮度的可靠性较高。
文档编号G09G3/36GK101409049SQ20071012392
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者许福源 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司