专利名称：具光感应输入机制的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器，尤指一种具光感应输入机制的液晶显示器。
背景技术：
近年来，具面板输入机制的电子产品已成为产品流行趋势，利用输入式显示器作为使用者与电子产品间的沟通界面，可让使用者直接通过显示器来控制电子产品的操作， 而不需通过键盘或鼠标。输入式显示器的输入机制分为光感应输入模式与触碰输入模式， 其中触碰输入模式显示器会因经常性的显示器触碰动作而容易使显示器受损，故光感应输入模式显示器可具有较长的使用寿命。一般而言，光感应输入模式显示器所使用的光感应晶体管的光电流/偏压特性曲线随入射光亮度而改变，基本上当偏压固定时，入射光亮度越高则光电流越大，所以就利用对应于不同入射光亮度的不同光电流的运作特性来进行输入感应，譬如在第一入射光亮度下所产生的第一光电流可用来表示第一输入状态，而在低于第一入射光亮度的第二入射光亮度下所产生的第二光电流可用来表示第二输入状态，其中第一光电流大于预设临界值，且第二光电流小于预设临界值。然而，长时间的偏压/照光运作会导致光电流/偏压特性曲线的偏移，所以对应于相同偏压与相同入射光亮度的光电流会随长时间的偏压/照光运作而越来越大。亦即，经长时间的偏压/照光运作后，若偏压工作范围不够大，则上述第二光电流可能因特性曲线偏移而高于预设临界值，如此就会发生输入状态误判，从而造成后级电路的误动作。
发明内容
依据本发明的实施例，公开一种具光感应输入机制的液晶显示器，其包含一用来传输栅极信号的栅极线、一用来传输数据信号的数据线、一用来储存感应电压的储能单元、 一像素单元、一第一光感应单元、一第二光感应单元、以及一读出单元。电连接于栅极线与数据线的像素单元用来根据栅极信号与数据信号以输出影像信号。电连接于储能单元的第一光感应单元用来根据第一共用电压与入射光信号以产生第一光电流。电连接于第一光感应单元与储能单元的第二光感应单元用来根据异于第一共用电压的第二共用电压与入射光信号以产生第二光电流，其中第二光电流与第一光电流的差值电流用以调整感应电压。 电连接于储能单元与栅极线的读出单元用来根据感应电压与栅极信号以输出读出信号。
图1为本发明第一实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图；图2为图1所示的液晶显示器运作时的差值电流Ipdif对偏压Vgs变化的关系示意图；图3为图1所示的液晶显示器的工作相关信号波形示意图，其中横轴为时间轴；图4为本发明第二实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图；图5为图4所示的液晶显示器的工作相关信号波形示意图，其中横轴为时间轴；
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图6为本发明第三实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图；图7为本发明第四实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图；图8为本发明第五实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图；图9为本发明第六实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图；图10为本发明第七实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图；图11为本发明第八实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。其中，附图标记100、200、300、400、500、600、700、800液晶显示器101栅极线102数据线103读出线104第一偏压线105第二偏压线110光感应输入装置120、220、420、520、620、720、820第一光感应单元121、221、421、521、621、721、821第一光感应晶体管129、229、429、529、629、729、829第一彩色滤光片130、330、430、530、630、730、830第二光感应单元131、331、431、531、631、731、831第二光感应晶体管139、339、439、539、639、739、839第二彩色滤光片140储能单元141电容150读出单元151晶体管180信号处理单元190像素单元206、406、606、806第三偏压线333、433、533、633、733、833第三光感应晶体管523、623、723、823第四光感应晶体管BXn+1第一偏压线BYn+1第二偏压线BZn+1第三偏压线CAS_1、CAS_2、CBS_1、CBS_2关系曲线DAn_m、DBn_m> DCn_m、DDn_m、DEn_m、DFn_m> 光感应输入装置DGn_m、DHn_m、GLn. GLn+1栅极线Ipdif差值电流Iphl第一光电流Iph2第二光电流
Ith临界电流RLm读出线SGn, SGn+1栅极信号Sro_m读出信号TaUTa2,Ta3,TbUTb2,Tb3时段Va感应电压Vcl第一共用电压Vc2第二共用电压Vc3第三共用电压Vgs、Vgsl、Vgs2、Vgs3、Vgs4偏压Vout输出电压Vst起始电压
具体实施例方式下文依本发明具光感应输入机制的液晶显示器，特举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。图1为本发明第一实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图1所示，液晶显示器100包含多条栅极线101、多条数据线102、多条读出线103、多条第一偏压线 104、多条第二偏压线105、多个像素单元190、多个光感应输入装置110、以及信号处理单元 180。每一条栅极线101用来传输对应栅极信号。每一条数据线102用来传输对应数据信号。每一像素单元190用来根据对应栅极信号进行对应数据信号的写入运作，据以输出对应影像信号。每一条第一偏压线104用来传输第一共用电压Vcl。每一条第二偏压线105 用来传输第二共用电压Vc2。每一条读出线103电连接于多个光感应输入装置110，用来传输对应读出信号。电连接于多条读出线103的信号处理单元180用来将每一读出信号转换为对应输出电压Vout。在图1所示的实施例中，每一像素单元190均相邻光感应输入装置110。在另一实施例中，光感应输入装置Iio可间隔多条栅极线101而设置，或间隔多条数据线102而设置，亦即并非每一像素单元190均与光感应输入装置110相邻。同理，第一偏压线104与第二偏压线105可相对应地间隔多条栅极线101而设置，或读出线103可相对应地间隔多条数据线102而设置。下文依光感应输入装置DAri_m以说明各元件的耦合关系与电路运作原理，其余光感应输入装置110可同理类推。光感应输入装置DAn_m包含第一光感应单元120、第二光感应单元130、储能单元 140、及读出单元150。储能单元140用来储存感应电压Va。电连接于储能单元140、栅极线GLn+Ι与第一偏压线B&+1的第一光感应单元120用来根据栅极信号S&i+l、第一共用电压Vcl与入射光信号以产生第一光电流Iphl。电连接于第二偏压线Β^ι+1、第一光感应单元120与储能单元140的第二光感应单元130用来根据异于第一共用电压Vcl的第二共用电压Vc2与入射光信号以产生第二光电流Iph2，而第二光电流Iph2与第一光电流Iphl的差值电流Ipdif即用以调整感应电压Va。电连接于储能单元140与栅极线GLn的读出单元 150用来根据感应电压Va与栅极信号S&i以输出读出信号Sro_m。
在图1的实施例中，第一光感应单元120包含第一光感应晶体管121与第一彩色滤光片129，第二光感应单元130包含第二光感应晶体管131与第二彩色滤光片139，储能单元140包含电容141，读出单元150包含晶体管151。第一光感应晶体管121具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收栅极信号S&i+l的栅极端、及一用来接收第一共用电压 Vcl的第二端。对应于第一光感应晶体管121的第一彩色滤光片1 用来滤出入射光信号的落于第一光波长范围的入射光分量，亦即第一光感应单元120的光感测波段为第一光波长范围。电容141电连接于第一光感应晶体管121的第一端与第二端之间。晶体管151具有一用来接收感应电压Va的第一端、一用来接收栅极信号S&i的栅极端、及一用来输出读出信号Sro_m的第二端。第二光感应晶体管131包含第一端、第二端及栅极端，其中第一端与栅极端电连接于电容141，第二端用来接收第二共用电压Vc2。对应于第二光感应晶体管131的第二彩色滤光片139用来滤出入射光信号的落于第二光波长范围的入射光分量，亦即第二光感应单元130的光感测波段为第二光波长范围。第二光波长范围可部分重叠或不重叠第一光波长范围。在另一实施例中，第一彩色滤光片1 与第二彩色滤光片139可省略，而第一光感应单元120与第二光感应单元130具有实质上相同的光感测波段。在液晶显示器100的运作中，由于第一光感应晶体管121与第二光感应晶体管131的光电流/偏压特性曲线偏移可大体上互相补偿，因此差值电流Ipdif对偏压Vgs的关系曲线几乎不受长时间偏压/照光运作所影响，据以提供高可靠度的光感应输入机制。图2为图1所示的液晶显示器运作时的差值电流Ipdif对偏压Vgs变化的关系示意图，其中曲线CBS_1用以显示在长时间偏压/照光运作前的对应于低入射光高度的差值电流Ipdif/偏压Vgs关系，曲线CBS_2用以显示在长时间偏压/照光运作前的对应于高入射光高度的差值电流Ipdif/偏压Vgs关系，曲线CAS_1用以显示在长时间偏压/照光运作后的对应于低入射光高度的差值电流Ipdif/偏压Vgs关系，曲线CAS_2用以显示在长时间偏压/照光运作后的对应于高入射光高度的差值电流Ipdif/偏压Vgs关系，而临界电流 Ith用以判断对应于差值电流Ipdif的输入状态。如图2所示，根据关系曲线CBS_1与CBS_2可界定出在长时间偏压/照光运作前的介于Vgsl与Vgs3间的偏压工作范围，而根据关系曲线CAS_1与CAS_2可界定出在长时间偏压/照光运作后的介于Vgs2与Vgs4间的偏压工作范围。如上所述，由于第一光感应晶体管121与第二光感应晶体管131的光电流/偏压特性曲线偏移补偿效应，差值电流Ipdif/ 偏压Vgs关系曲线于长时间偏压/照光运作后仅发生微量偏移，所以适用于长时间偏压/ 照光运作前后的偏压工作范围AVgs只比长时间偏压/照光运作前的偏压工作范围略为缩小Vgs2与Vgsl的差值，亦即仍可提供足够大的偏压工作范围AVgs以避免发生输入状态误判状况。请注意，第一光感应晶体管121与第二光感应晶体管131的光电流/偏压特性曲线偏移补偿效应基本上针对入射光为背景白光的状况。若使用者利用基于第一光波长范围的光笔以进行光输入运作，则光笔入射光经第一彩色滤光片1 滤光处理后的光强度几乎没有衰减，故第一光感应单元120可感应强度几乎没有衰减的光笔入射光，至于光笔入射光经第二彩色滤光片139滤光处理后的光强度则几乎衰减为零，故第二光感应晶体管131 的运作几乎不受光笔入射光影响。亦即，当光笔入射光照射光感应输入装置DAri_m时，可据
9以产生相当高的差值电流Ipdif，从而提供高光感应灵敏度。由上述可知，液晶显示器100 的光感应输入运作兼具高可靠度及高灵敏度。图3为图1所示的液晶显示器的工作相关信号波形示意图，其中横轴为时间轴。 在图2中，由上往下的信号分别为栅极信号S&i、栅极信号S&i+l、对应于低入射光亮度的感应电压Va、以及对应于高入射光亮度的感应电压Va。参阅图3与图1，于时段Tal内，栅极信号S&i+l的高电位电压可导通第一光感应晶体管121，进而将感应电压Va重置为起始电压Vst。于时段Ta2内，栅极信号S&i+l的低电位电压可使第一光感应晶体管121进入截止状态，此时第一光感应晶体管121可感应入射光信号以产生第一光电流Iphl，第二光感应晶体管131可感应入射光信号以产生第二光电流Iph2，而第一光电流Iphl与第二光电流 Iph2的差值电流Ipdif即用来对电容141进行放电运作以调整感应电压Va。当入射光信号只包含背景白光时(对应于低入射光亮度)，由于第一光感应晶体管121与第二光感应晶体管131的光电流/偏压特性曲线偏移补偿效应，不论是否经过长时间偏压/照光运作，如图3所示，对应于低入射光亮度的感应电压Va只根据相当低且几乎不受运作时间影响的差值电流Ipdif而微量下降。当入射光信号包含背景白光与光笔入射光时，第二光电流Iph2几乎不受光笔入射光影响，而第一光电流Iphl则因光笔入射光显著增加，故差值电流Ipdif亦随之显著增加，此时如图3所示，对应于高入射光亮度的感应电压Va会根据相当高的差值电流Ipdif 而大幅下降。于时段Ta3内，栅极信号S&i的高电位电压可导通晶体管151以输出读出信号Sro_m，而感应电压Va则会在读出过程中被上拉。图4为本发明第二实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图4所示，液晶显示器200类似于图1所示的液晶显示器100，主要差异在于将多个光感应输入装置110置换为多个光感应输入装置210，并另包含多条第三偏压线206，其中光感应输入装置DAri_m被置换为光感应输入装置DBn_m。每一条第三偏压线206用来传输第三共用电压 Vc3。光感应输入装置DBn_m类似于光感应输入装置DAn_m，主要差异在于将第一光感应单元120置换为第一光感应单元220。第一光感应单元220包含第一光感应晶体管221与第一彩色滤光片229。第一光感应晶体管221具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3的栅极端、及一用来接收第一共用电压Vcl的第二端。对应于第一光感应晶体管221的第一彩色滤光片2 用来滤出入射光信号的落于第一光波长范围的入射光分量。在一实施例中，第二共用电压Vc2大于第一共用电压Vcl，且第一共用电压Vcl大于第三共用电压Vc3，据以使第一光感应晶体管221与第二光感应晶体管131在运作过程中均持续保持在逆偏状态。图5为图4所示的液晶显示器的工作相关信号波形示意图，其中横轴为时间轴。在图5中，由上往下的信号分别为栅极信号S&i、栅极信号S&i+l、对应于低入射光亮度的感应电压Va、以及对应于高入射光亮度的感应电压Va。参阅图5与图4，于时段Tbl内，栅极信号S&i的高电位电压可导通晶体管151以输出读出信号Sro_m，而感应电压Va则会在读出过程中被重置为起始电压Vst。于时段Tb2内，栅极信号S&i的低电位电压可使晶体管151 进入截止状态，此时第一光感应晶体管221可感应入射光信号以产生第一光电流Iphl，第二光感应晶体管131可感应入射光信号以产生第二光电流Iph2，而第一光电流Iphl与第二光电流Iph2的差值电流Ipdif即用来对电容141进行放电运作以调整感应电压Va。当入
10射光信号只包含背景白光时，由于第一光感应晶体管221与第二光感应晶体管131的光电流/偏压特性曲线偏移补偿效应，不论是否经过长时间偏压/照光运作，如图5所示，对应于低入射光亮度的感应电压Va只根据相当低且几乎不受运作时间影响的差值电流Ipdif 而微量下降。当入射光信号包含背景白光与光笔入射光时，第二光电流Iph2几乎不受光笔入射光影响，而第一光电流Iphl则因光笔入射光显著增加，故差值电流Ipdif亦随之显著增加，此时如图5所示，对应于高入射光亮度的感应电压Va会根据相当高的差值电流Ipdif 而大幅下降。于时段Tb3内，栅极信号S&i的高电位电压可再导通晶体管151以输出读出信号Sro_m，而感应电压Va则会在读出过程中又被重置为起始电压Vst。请注意，光感应输入装置DBri_m的运作并不受栅极信号S&i+l所控制，而起始电压Vst的重置运作在读出过程完成，故不需要额外的重置专属时段以重置起始电压Vst。基本上，液晶显不器200的光感应输入机制大致类似于图1所示的液晶显示器100，故其光感应输入运作仍兼具高可靠度及高灵敏度。图6为本发明第三实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图6所示，液晶显示器300类似于图1所示的液晶显示器100，主要差异在于将多个光感应输入装置110置换为多个光感应输入装置310，其中光感应输入装置DAn_m被置换为光感应输入装置DCn_m。光感应输入装置DCn_m亦类似于光感应输入装置DAn_m，主要差异在于将第二光感应单元130置换为第二光感应单元330。第二光感应单元330包含第二光感应晶体管 331、第三光感应晶体管333与第二彩色滤光片339。第二光感应晶体管331具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收栅极信号S&i+l的栅极端、及一电连接于第三光感应晶体管333的第二端。第三光感应晶体管333具有一电连接于第二光感应晶体管331的第二端的第一端、一电连接于第二光感应晶体管331的第一端的栅极端、及一用来接收第二共用电压Vc2的第二端。对应于第二光感应晶体管331与第三光感应晶体管333的第二彩色滤光片339用来滤出入射光信号的落于第二光波长范围的入射光分量。当入射光信号只包含背景白光时，若差值电流Ipdif因光电流/偏压特性曲线偏移而上升，则第三光感应晶体管 333可因感应电压Va下降而增大其负偏压，如此第三光感应晶体管333就会产生较高的第二光电流Iph2以降低差值电流Ipdif，故可提供进一步补偿效应而使光感应输入运作具有更高可靠度。图7为本发明第四实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图7所示，液晶显示器400类似于图1所示的液晶显示器100，主要差异在于将多个光感应输入装置110置换为多个光感应输入装置410，并另包含多条第三偏压线406，其中光感应输入装置DAri_m被置换为光感应输入装置DDn_m。每一条第三偏压线406用来传输第三共用电压 Vc3。光感应输入装置DDn_m类似于光感应输入装置DAn_m，主要差异在于将第一光感应单元120置换为第一光感应单元420，并将第二光感应单元130置换为第二光感应单元430。 第一光感应单元420包含第一光感应晶体管421与第一彩色滤光片429。第二光感应单元 430包含第二光感应晶体管431、第三光感应晶体管433与第二彩色滤光片439。第一光感应晶体管421具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3的栅极端、及一用来接收第一共用电压Vcl的第二端。对应于第一光感应晶体管 421的第一彩色滤光片4 用来滤出入射光信号的落于第一光波长范围的入射光分量。第二光感应晶体管431具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3的栅极端、及一电连接于第三光感应晶体管433的第二端。第三光感应晶体管433具有一电连接于第二光感应晶体管431的第二端的第一端、一电连接于第二光感应晶体管431的第一端的栅极端、及一用来接收第二共用电压Vc2的第二端。对应于第二光感应晶体管431 与第三光感应晶体管433的第二彩色滤光片439用来滤出入射光信号的落于第二光波长范围的入射光分量。在一实施例中，第二共用电压Vc2大于第一共用电压Vcl，且第一共用电压Vcl大于第三共用电压Vc3，据以使第一光感应晶体管421、第二光感应晶体管431与第三光感应晶体管433在运作过程中均持续保持在逆偏状态。液晶显示器400的光感应输入运作原理可根据上述图4的液晶显示器200的光感应输入运作原理配合图6的第三光感应晶体管333的补偿效应而类推，不再赘述。图8为本发明第五实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图8所示，液晶显示器500类似于图1所示的液晶显示器100，主要差异在于将多个光感应输入装置110置换为多个光感应输入装置510，其中光感应输入装置DAn_m被置换为光感应输入装置DEn_m。光感应输入装置DEn_m亦类似于光感应输入装置DAn_m，主要差异在于将第一光感应单元120置换为第一光感应单元520，并将第二光感应单元130置换为第二光感应单元 530。第一光感应单元520包含第一光感应晶体管521、第四光感应晶体管523与第一彩色滤光片529。第二光感应单元530包含第二光感应晶体管531、第三光感应晶体管533与第二彩色滤光片539。第一光感应晶体管521具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收栅极信号 SGn+Ι的栅极端、及一电连接于第四光感应晶体管523的第二端。第四光感应晶体管523具有一电连接于第一光感应晶体管521的第二端的第一端、一用来接收第一共用电压Vcl的栅极端、及一用来接收第一共用电压Vcl的第二端。对应于第一光感应晶体管521与第四光感应晶体管523的第一彩色滤光片5 用来滤出入射光信号的落于第一光波长范围的入射光分量。第二光感应晶体管531具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收栅极信号S&i+l的栅极端、及一电连接于第三光感应晶体管533的第二端。第三光感应晶体管533 具有一电连接于第二光感应晶体管531的第二端的第一端、一电连接于第二光感应晶体管 531的第一端的栅极端、及一用来接收第二共用电压Vc2的第二端。对应于第二光感应晶体管531与第三光感应晶体管533的第二彩色滤光片539用来滤出入射光信号的落于第二光波长范围的入射光分量。当入射光信号只包含背景白光时，若差值电流Ipdif因光电流/ 偏压特性曲线偏移而上升，则第四光感应晶体管523会根据较小的压降以降低第一光电流 Iphl，进而降低差值电流Ipdif，故可提供进一步补偿效应而使光感应输入运作具有更高可靠度。图9为本发明第六实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图9所示，液晶显示器600类似于图1所示的液晶显示器100，主要差异在于将多个光感应输入装置110置换为多个光感应输入装置610，并另包含多条第三偏压线606，其中光感应输入装置DAri_m被置换为光感应输入装置DFn_m。每一条第三偏压线606用来传输第三共用电压 Vc3。光感应输入装置DFn_m亦类似于光感应输入装置DAn_m，主要差异在于将第一光感应单元120置换为第一光感应单元620，并将第二光感应单元130置换为第二光感应单元 630。第一光感应单元620包含第一光感应晶体管621、第四光感应晶体管623与第一彩色
12滤光片629。第二光感应单元630包含第二光感应晶体管631、第三光感应晶体管633与第二彩色滤光片639。第一光感应晶体管621具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3的栅极端、及一电连接于第四光感应晶体管623的第二端。第四光感应晶体管623 具有一电连接于第一光感应晶体管621的第二端的第一端、一用来接收第一共用电压Vcl 的栅极端、及一用来接收第一共用电压Vcl的第二端。对应于第一光感应晶体管621与第四光感应晶体管623的第一彩色滤光片6 用来滤出入射光信号的落于第一光波长范围的入射光分量。第二光感应晶体管631具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3的栅极端、及一电连接于第三光感应晶体管633的第二端。第三光感应晶体管633具有一电连接于第二光感应晶体管631的第二端的第一端、一电连接于第二光感应晶体管631的第一端的栅极端、及一用来接收第二共用电压Vc2的第二端。对应于第二光感应晶体管631与第三光感应晶体管633的第二彩色滤光片639用来滤出入射光信号的落于第二光波长范围的入射光分量。液晶显示器600的光感应输入运作原理可根据上述图4 的液晶显示器200的光感应输入运作原理配合图6的第三光感应晶体管333及图8的第四光感应晶体管523的补偿效应而类推，不再赘述。图10为本发明第七实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图10 所示，液晶显示器700类似于图1所示的液晶显示器100，主要差异在于将多个光感应输入装置110置换为多个光感应输入装置710，其中光感应输入装置DAn_m被置换为光感应输入装置DGn_m。光感应输入装置DGn_m亦类似于光感应输入装置DAn_m，主要差异在于将第一光感应单元120置换为第一光感应单元720，并将第二光感应单元130置换为第二光感应单元730。第一光感应单元720包含第一光感应晶体管721、第四光感应晶体管723与第一彩色滤光片729。第二光感应单元730包含第二光感应晶体管731、第三光感应晶体管733与第二彩色滤光片739。第一光感应晶体管721具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收栅极信号 SGn+Ι的栅极端、及一电连接于第四光感应晶体管723的第二端。第四光感应晶体管723具有一电连接于第一光感应晶体管721的第二端的第一端、一用来接收栅极信号Sto+1的栅极端、及一用来接收第一共用电压Vcl的第二端。对应于第一光感应晶体管721与第四光感应晶体管723的第一彩色滤光片7 用来滤出入射光信号的落于第一光波长范围的入射光分量。第二光感应晶体管731具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收栅极信号 SGn+Ι的栅极端、及一电连接于第三光感应晶体管733的第二端。第三光感应晶体管733 具有一电连接于第二光感应晶体管731的第二端的第一端、一电连接于第二光感应晶体管 731的第一端的栅极端、及一用来接收第二共用电压Vc2的第二端。对应于第二光感应晶体管731与第三光感应晶体管733的第二彩色滤光片739用来滤出入射光信号的落于第二光波长范围的入射光分量。当入射光信号只包含背景白光时，若差值电流Ipdif因光电流/ 偏压特性曲线偏移而上升，则第四光感应晶体管723会根据较小的压降以降低第一光电流 Iphl，进而降低差值电流Ipdif，故可提供进一步补偿效应而使光感应输入运作具有更高可靠度。图11为本发明第八实施例的具光感应输入机制的液晶显示器的示意图。如图11 所示，液晶显示器800类似于图1所示的液晶显示器100，主要差异在于将多个光感应输入
13装置110置换为多个光感应输入装置810，并另包含多条第三偏压线806，其中光感应输入装置DAri_m被置换为光感应输入装置DHn_m。每一条第三偏压线806用来传输第三共用电压Vc3。光感应输入装置DHn_m亦类似于光感应输入装置DAn_m，主要差异在于将第一光感应单元120置换为第一光感应单元820，并将第二光感应单元130置换为第二光感应单元 830。第一光感应单元820包含第一光感应晶体管821、第四光感应晶体管823与第一彩色滤光片829。第二光感应单元830包含第二光感应晶体管831、第三光感应晶体管833与第二彩色滤光片839。第一光感应晶体管821具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3的栅极端、及一电连接于第四光感应晶体管823的第二端。第四光感应晶体管823 具有一电连接于第一光感应晶体管821的第二端的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3 的栅极端、及一用来接收第一共用电压Vcl的第二端。对应于第一光感应晶体管821与第四光感应晶体管823的第一彩色滤光片8 用来滤出入射光信号的落于第一光波长范围的入射光分量。第二光感应晶体管831具有一电连接于电容141的第一端、一用来接收第三共用电压Vc3的栅极端、及一电连接于第三光感应晶体管833的第二端。第三光感应晶体管833具有一电连接于第二光感应晶体管831的第二端的第一端、一电连接于第二光感应晶体管831的第一端的栅极端、及一用来接收第二共用电压Vc2的第二端。对应于第二光感应晶体管831与第三光感应晶体管833的第二彩色滤光片839用来滤出入射光信号的落于第二光波长范围的入射光分量。液晶显示器800的光感应输入运作原理可根据上述图4 的液晶显示器200的光感应输入运作原理配合图6的第三光感应晶体管333及图10的第四光感应晶体管723的补偿效应而类推，不再赘述。综上所述，在本发明具光感应输入机制的液晶显示器的运作中，通过第一光感应晶体管与第二光感应晶体管的光电流/偏压特性曲线偏移补偿效应，偏压工作范围在长时间偏压/照光运作后仅略为缩小，所以仍可提供足够大的偏压工作范围以避免发生输入状态误判状况。此外，通过第一彩色滤光片与第二彩色滤光片的运作，则可提供高光感应灵敏度。亦即，本发明液晶显示器的光感应输入运作兼具高可靠度及高灵敏度。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种具光感应输入机制的液晶显示器，其特征在于，其包含 一第一栅极线，用来传输一第一栅极信号；一数据线，用来传输一数据信号；一像素单元，电连接于该第一栅极线与该数据线，该像素单元用来根据该第一栅极信号与该数据信号以输出一影像信号； 一储能单元，用来储存一感应电压；一第一光感应单元，电连接于该储能单元，该第一光感应单元用来根据一第一共用电压与一入射光信号以产生一第一光电流；一第二光感应单元，电连接于该第一光感应单元与该储能单元，该第二光感应单元用来根据一异于该第一共用电压的第二共用电压与该入射光信号以产生一第二光电流，其中该第二光电流与该第一光电流的一差值电流用以调整该感应电压；以及一读出单元，电连接于该储能单元与该第一栅极线，该读出单元用来根据该感应电压与该第一栅极信号以输出一读出信号。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第一光感应单元包含 一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第一光感应单元包含一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第一光感应单元包含 一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一第二端；以及一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第一共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第一光感应单元包含一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一第二端；以及一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第一共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第一光感应单元包含 一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一第二端；以及一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第三共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端。
7.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第一光感应单元包含一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一第二端；以及一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端。
8.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第二光感应单元包含 一第二光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二共用电压的第二端、及一电连接于该第一端的栅极端。
9.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第二光感应单元包含 一第二光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一第二端；以及一第三光感应晶体管，具有一电连接于该第二光感应晶体管的第二端的第一端、一电连接于该第二光感应晶体管的第一端的栅极端、及一用来接收该第二共用电压的第二端。
10.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第二光感应单元包含一第二光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一第二端；以及一第三光感应晶体管，具有一电连接于该第二光感应晶体管的第二端的第一端、一电连接于该第二光感应晶体管的第一端的栅极端、及一用来接收该第二共用电压的第二端。
11.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该储能单元包含一电连接于该第一光感应单元、该第二光感应单元与该读出单元的电容。
12.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该读出单元包含一晶体管，具有一用来接收该感应电压的第一端、一用来接收该第一栅极信号的栅极端、及一用来输出该读出信号的第二端。
13.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中 该第一光感应单元的光感测波段为一第一光波长范围；以及该第二光感应单元的光感测波段为一异于该第一光波长范围的第二光波长范围。
14.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第二光波长范围系不重叠或部分重叠该第一光波长范围。
15.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第一光感应单元包含 一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端；以及一对应于该第一光感应晶体管的第一彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第一光波长范围的入射光分量。
16.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第一光感应单元包含一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端；以及一对应于该第一光感应晶体管的第一彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第一光波长范围的入射光分量。
17.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第一光感应单元包含 一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一第二端；一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第一共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端；以及一对应于该第一光感应晶体管与该第四光感应晶体管的第一彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第一光波长范围的入射光分量。
18.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第一光感应单元包含一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一第二端；一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第一共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端；以及一对应于该第一光感应晶体管与该第四光感应晶体管的第一彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第一光波长范围的入射光分量。
19.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第一光感应单元包含 一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一第二端；一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第三共用电压的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端；以及一对应于该第一光感应晶体管与该第四光感应晶体管的第一彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第一光波长范围的入射光分量。
20.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第一光感应单元包含一第一光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一第二端；一第四光感应晶体管，具有一电连接于该第一光感应晶体管的第二端的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一用来接收该第一共用电压的第二端；以及一对应于该第一光感应晶体管与该第四光感应晶体管的第一彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第一光波长范围的入射光分量。
21.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第二光感应单元包含 一第二光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二共用电压的第二端、及一电连接于该第一端的栅极端；以及一对应于该第二光感应晶体管的第二彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第二光波长范围的入射光分量。
22.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，其中该第二光感应单元包含 一第二光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收一异于该第一与第二共用电压的第三共用电压的栅极端、及一第二端；一第三光感应晶体管，具有一电连接于该第二光感应晶体管的第二端的第一端、一电连接于该第二光感应晶体管的第一端的栅极端、及一用来接收该第二共用电压的第二端； 以及一对应于该第二光感应晶体管与该第三光感应晶体管的第二彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第二光波长范围的入射光分量。
23.根据权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一用来传输一第二栅极信号的第二栅极线，其中该第二光感应单元包含一第二光感应晶体管，具有一电连接于该储能单元的第一端、一用来接收该第二栅极信号的栅极端、及一第二端；一第三光感应晶体管，具有一电连接于该第二光感应晶体管的第二端的第一端、一电连接于该第二光感应晶体管的第一端的栅极端、及一用来接收该第二共用电压的第二端； 以及一对应于该第二光感应晶体管与该第三光感应晶体管的第二彩色滤光片，用来滤出该入射光信号的落于该第二光波长范围的入射光分量。
24.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，还包含一读出线，电连接于该读出单元，该读出线系用来传输该读出信号；以及一信号处理单元，电连接于该读出线，该信号处理单元系用来将该读出信号转换为一输出电压。
全文摘要
本发明公开一种具光感应输入机制的液晶显示器，其包含一用来传输栅极信号的栅极线、一用来传输数据信号的数据线、一用来根据栅极信号与数据信号以输出影像信号的像素单元、一用来储存感应电压的储能单元、一第一光感应单元、一第二光感应单元、以及一读出单元。第一光感应单元用来根据第一共用电压与入射光信号以产生第一光电流。第二光感应单元用来根据第二共用电压与入射光信号以产生第二光电流。第二光电流与第一光电流的差值电流用以调整感应电压，而读出单元即根据感应电压与栅极信号以输出读出信号。
文档编号G06F3/042GK102207647SQ20111018478
公开日2011年10月5日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年4月25日
发明者刘子维, 黄雪瑛 申请人:友达光电股份有限公司