TWI698856B

TWI698856B - 顯示裝置及顯示方法

Info

Publication number: TWI698856B
Application number: TW107142299A
Authority: TW
Inventors: 林峰生; 賴俊吉; 陳維仁; 朱家賢; 王倉鴻
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-07-11
Also published as: TW202020851A; CN110120413B; CN110120413A

Abstract

一種顯示方法，適用於顯示裝置。顯示裝置的顯示面板包含多個畫素電路。多個畫素電路中的第一畫素電路位於環境光感測器上方。顯示方法包含以下步驟：控制第一畫素電路，以使第一畫素電路於第一畫素電路的更新時間區間中的第一時間區間不發亮；控制環境光感測器於第一畫素電路的第一時間區間進行光感測，以取得環境光強度；以及依據環境光強度調整顯示面板的顯示亮度。

Description

顯示裝置及顯示方法

本揭示文件有關一種顯示裝置，尤指一種將環境光感測器設置於顯示面板的顯示區域內的顯示裝置。

於現有技術中，在電子產品應用上，環境光感測器(ALS)會整合在面板外的非顯示區，用以感測環境照度。然而，若能將環境光感測器配置於顯示面板的顯示區的背後，可大幅地增加顯視器的屏占比。

本案之一態樣是在提供一種顯示裝置。此顯示裝置包含顯示面板、環境光感測器以及處理器。顯示面板包含多個畫素電路。多個畫素電路中的第一畫素電路包含第一發光二極體。第一發光二極體於第一畫素電路的更新時間區間中的第一時間區間不導通。環境光感測器位於第一畫素電路上方，用以於第一畫素電路的第一時間區間進行光感測，以取得環境光強度。處理器用以依據環境光強度調整顯示面板的顯示亮度。

本案之另一態樣是在提供一種顯示方法。此顯示方法適用於顯示裝置。顯示裝置的顯示面板包含多個畫素電路。多個畫素電路中的第一畫素電路位於環境光感測器上方。顯示方法包含以下步驟：控制第一畫素電路，以使第一畫素電路於第一畫素電路的更新時間區間中的第一時間區間不發亮；控制環境光感測器於第一畫素電路的第一時間區間進行光感測，以取得環境光強度；以及依據環境光強度調整顯示面板的顯示亮度。

因此，根據本案之技術態樣，本案之實施方式藉由提供一種顯示裝置，以將顯示區域與環境光感測器整合。於本案的實施方式中，環境光感測器配置於顯示面板的顯示區的背後，可大幅地增加顯視器的屏占比。此外，透過調整畫素電路的發光二極體的發亮時間區間，可減少顯示畫面對環境光感測器的影響。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧顯示面板

115‧‧‧源極驅動電路

125‧‧‧閘極驅動電路

P、P11至PMN、PS11至PS22‧‧‧畫素電路

G1至GM‧‧‧閘極線

D1至DN‧‧‧資料線

130‧‧‧控制器

150‧‧‧環境光感測器

170‧‧‧處理器

SW‧‧‧感測視窗

W‧‧‧視窗寬度

TA至TC‧‧‧開關

OLED‧‧‧發光二極體

N1、N2‧‧‧節點

OVSS、OVSS‧‧‧電壓源

C‧‧‧電容

300‧‧‧波形圖

SG、SEM‧‧‧驅動波

TFrame、TP1、TP2‧‧‧時間區間

X‧‧‧方向

Region1、Region2‧‧‧區域

t1至t6‧‧‧時間點

TF1、TF2、STF‧‧‧時間區間

TAls、Tbuffer1、Tbuffer2‧‧‧時間區間

Sync‧‧‧同步訊號

X1、X2‧‧‧座標

400、600‧‧‧示意圖

710‧‧‧標誌

720A至720E‧‧‧區域

800‧‧‧顯示方法

S810至S850‧‧‧步驟

為讓揭示文件之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1A圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示裝置的示意圖；第1B圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示裝置的側視圖；第2圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種畫素電路的示意圖；第3圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示裝置的操作波形圖；第4圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示面板於操作時的時間與位置的關係示意圖；第5圖係根據本案之一些實施例所繪示之第4圖中的示意圖之部分；第6圖係根據本案之一些實施例所繪示之部分更新情況的示意圖；第7圖係根據本案之一些實施例所繪示之顯示面板的示意圖；第8圖係根據本案之一些實施例所繪示之顯示方法的示意圖。

以下將配合相關圖式來說明本揭示內容的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。

請參閱第1A圖。第1A圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示裝置100的示意圖。如第1A圖所繪示，顯示裝置100包含顯示面板110、源極驅動電路115、閘極驅動電路125、控制器130、環境光感測器150、處理器170、閘極線G1至GM、資料線D1至DN。顯示面板110包含多個畫素電路P11至PMN，形成一個M×N的畫素陣列。

於連接關係上，畫素電路P11至PMN分別耦接於多條閘極線G1至GM中之一者以及多條資料線D1至DN中之一者。多條閘極線G1至GM耦接於閘極驅動電路125，多條資料線D1至DN耦接於源極驅動電路115。閘極驅動電路125與源極驅動電路115耦接於控制器130。控制器130耦接於環境光感測器150以及處理器170。環境光感測器150耦接於處理器170。

如第1A圖所繪示，環境光感測器150設置於顯示面板110的顯示區域，即環境光感測器150與顯示面板110重疊。詳細而言，環境光感測器150位於畫素電路P11至PMN中之一部分畫素電路的下方。舉例而言，第1A圖中的環境光感測器150位於畫素電路PS11、PS12、PS21、PS22的下方。

此外，顯示面板110包含感測視窗SW。感測視窗SW位於環境光感測器150的上方區域，用以使環境光感測器150進行感測。

需注意的是，如上所述的畫素電路PS11、PS12、PS21、PS22是指畫素電路P11至PMN中之部分之畫素電路，且如第1A圖所繪示的環境光感測器150的設置位置、與位於環境光感測器150下方之畫素電路的排列和數量、顯示裝置100中的閘極線G1至GM以及資料線D1至DN數量等僅作為例示說明之用，本案之實施方式不以此為限。

請參閱第1B圖。第1B圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示裝置100的側視圖。如第1B圖所繪示，顯示面板110位於環境光感測器150的上方，環境光感測器150可感測顯示面板110上方的環境光。

請參閱第2圖。第2圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種畫素電路P的示意圖。畫素電路P可用以表示如第1A圖所繪示的畫素電路P11至PMN。如第2圖所示，畫素電路P包含開關TA至TC、電容C以及發光二極體OLED。如第2圖所繪示的畫素電路P僅作為例示說明之用，本案之實施方式不以此為限。

此外，於實作上，開關TA至TC可以用P型的低溫多晶矽薄膜電晶體來實現，但本實施例並不以此為限。例如，開關TA至TC也可以用P型的非晶矽(amorphous silicon)薄膜電晶體來實現。在一些實施方式中，也可以採用N型的薄膜電晶體來實現，本發明不限制所採用的電晶體型態。

請參閱第3圖。第3圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示裝置100的操作波形圖300。第3圖中的驅動波SG係為輸入至如第1A圖所繪式的多條閘極線G1至GM的驅動波，而驅動波SEM係為輸入至如第2圖所繪式的開關T2的控制端的驅動波。

請回頭參閱第2圖。於連接關係上，開關TA的控制端耦接至多條閘極線G1至GM中之一者，開關TA的第一端耦接至多條資料線D1至DN中之一者，以接收資料訊號Data，開關TA的第二端耦接至節點N1。開關TC的控制端耦接至節點N1，開關TC的第一端耦接至電壓源OVSS，開關TC的第二端耦接至第二節點N2。開關TB的控制端用以接收如第3圖所繪示的驅動波SEM，開關TB的第一端耦接至第二節點N2，開關TB的第二端耦接至電壓源OVDD。電容C的第一端耦接至節點N1，電容C的第二端耦接至節點N2。

如第2圖所繪示的畫素電路P係依據第3圖中的驅動波SG進行更新。詳細而言，當第2圖中的開關TA依據驅動波SG而導通時，資料訊號Data經由開關TA的第一端傳送至電容C。此時，畫素電路P所儲存的資料訊號Data被更新。

如第3圖所繪示，畫素電路P一幀的更新時間區間TFrame包含第一時間區間TP1以及第二時間區間TP2。於第一時間區間TP1，第2圖中的開關TB不導通。此時，第2圖中的發光二極體OLED不導通。而於第二時間區間TP2，第2圖中的開關TB導通，此時，第2圖中的發光二極體OLED導通。如此一來，第2圖中的發光二極體OLED於第一時間區間TP1不發亮，於第二時間區間TP2發亮。

請一併參閱第1A圖與第3圖。於部分實施例中，第1A圖中的環境光感測器150於第3圖所繪示的第一時間區間TP1進行光感測，以取得環境光強度。

請參閱第4圖。第4圖係根據本案之一些實施例所繪示之一種顯示面板110於操作時的時間與位置的關係示意圖400。請一併參閱第1A圖，如第1A圖所繪示，X方向係指平行於資料線D1至DN的方向。X1和X2是指感測視窗SW位於顯示面板110的X方向上的位置的X座標。如第4 圖所繪示，當多個畫素電路P11至PMN中的每一者於一幀的更新時間區間TFrame中的第一時間區間T1均不發亮，由於多條閘極線G1至GM傳送閘極脈波至部分之多個畫素電路P11至PMN的時間點會有時間差，因此顯示面板110於操作時的時間與位置的關係會呈現如第4圖所示。

於第4圖中，Regionl係指發光二極體OLED不發亮的區域，而Region2係指發光二極體OLED發亮的區域。詳細而言，於時間點t1至時間點t3，X座標為X1的部分之多個畫素電路P11至PMN的發光二極體OLED不導通。於時間點t2至時間點t4，X座標為X2的部分之多個畫素電路P11至PMN的發光二極體OLED不導通。

請參閱第5圖。第5圖係根據本案之一些實施例所繪示之第4圖中的示意圖400之部分。請一併參閱第1A圖。假設第1A圖中的畫素電路PS11、PS12的X座標為X1，畫素電路PS21、PS22的X座標為X2。於時間點t1至時間點t3的時間區間TF1之內，座標為X1的畫素電路不導通，而於時間點t2至時間點t4的時間區間TF2之內，座標為X2的畫素電路不導通。時間區間TF1、TF2重疊的子時間區間STF係為座標為X1的畫素電路和座標為X2的畫素電路均不導通的時間區間。於部分實施例中，位於座標X1、X2之間的環境光感測器150(如第1A圖所繪示)於子時間區間STF進行光感測，以降低環境光感測器150受到顯示面板110的影響。

如第5圖所繪示，於部分實施例中，子時間區間STF包含感測時間區間TA1s以及緩衝時間區間Tbuffer1、Tbuffer2。緩衝時間區間Tbuffer1位於感測時間區間TAls之前，而緩衝時間區間Tbuffer2位於感測時間區間TAls之後。環境光感測器150(如第1A圖所繪示)於感測時間區間TAls進行感測。透過設置緩衝時間區間Tbuffer1、Tbuffer2，可避免環境光感測器150於感測時受到干擾。

於部分實施例中，第1A圖中的控制器130更用以傳送同步訊號Sync至環境光感測器150以使環境光感測器150進行光感測。舉例而言，控制器130可於子時間區間STF內傳送同步訊號Sync至環境光感測器150以使環境光感測器150進行光感測。或者，控制器130亦可於感測時間區間TAls內傳送同步訊號Sync至環境光感測器150以使環境光感測器150進行光感測。由於同步訊號Sync可能會飄移，透過設置緩衝時間區間Tbuffer1、Tbuffer2，可降低同步訊號Sync飄移所造成的影響。

於部分實施例中，第1A圖中的控制器130更用以依據感測視窗SW的視窗寬度W、環境光感測器150的子時間區間的長度以及顯示面板110的解析度以計算出遮黑占空比，並依據遮黑占空比調整如第3圖所繪示的時間區間TP1的長度。需注意的是，第2圖中所繪示的視窗寬度W係指感測視窗SW於X方向上的長度。

於部分實施例中，視窗寬度W可以用閘極線的數量為單位表示。舉例而言，若是顯示面板110於X方向上的像素間距(pixel pitch)為0.08公厘(mm)，而視窗寬度W為0.48mm，則視窗寬度W可表示為6條閘極線的距離。

於部分實施例中，感測時間長度可以用閘極線的數量為單位表示。舉例而言，若是環境光感測器150的感測時間區間的長度為3ms(毫秒)、前後緩衝時間區間的長度共為1ms(毫秒)，則可計算出環境光感測器150的子時間區間STP的長度為4ms(毫秒)。若顯示面板110更新的頻率為45Hz(赫茲)、閘極線共340條，則可計算出將子時間區間STP的長度以閘極線的數量為單位表示係為62條閘極線。算式如下所示：4÷(1÷45÷340)

62

此外，解析度亦可以用閘極線的數量為單位表示。如此，可依據以下算式計算出遮黑占空比：遮黑占空比=(感測視窗寬度+子時間區間)/解析度=(6+62)/340=20%

接著，第1A圖中的控制器130依據遮黑占空比控制多個畫素電路P11至PMN使多個畫素電路P11至PMN於各自的更新時間區間(TFrame)時間區間TP1不發亮。

請回頭參閱第1A圖。於部分實施例中，環境光感測器150將量測到的環境光強度傳送至處理器170。處理器170依據環境光強度判定調光係數，並傳送條光係數至控制器130。控制器130依據條光係數調整顯示面板110的顯示亮度。

於部分實施例中，由於控制器130中儲存有環境光感測器150於顯示面板110上的位置，因此，控制器130可透過傳送同步訊號Sync至環境光感測器150，以使環境光感測器150於畫素電路PS11至PS22均不發亮時進行感測。

於其他之部分實施例中，處理器170可控制使多個畫素電路P11至PMN進行部分更新。詳細而言，處理器170可透過控制閘極驅動電路125以及源極驅動電路115以使顯示面板110僅更新位於環境光感測器150上方之畫素電路PS11至PS22。此外，處理器170亦可控制環境光感測器150於畫素電路PS11至PS22不發亮時進行感測，而無須透過控制器130傳送同步訊號Sync。

請一併參閱第1A圖與第6圖。第6圖係根據本案之一些實施例所繪示之部分更新情況的示意圖600。於部分實施例中，於顯示裝置110(如第1A圖所繪示)欲進行光感測並調整顯示畫面時，處理器170(如第1A圖所繪示)可部分更新顯示面板110(如第1A圖所繪示)中位於環境光感測器150(如第1A圖所繪示)上方之畫素電路PS11至PS22，並控制使畫素電路PS11至PS22均不發亮，即如第6圖所繪示之黑色部分更新的時間區間。黑色部分更新的時間區間後為緩衝時間區間。處理器170控制環境光感測器150於緩衝時間區間後的偵測時間區間進行光感測。於環境光感測器150感測完畢後，偵測時間區間後為緩衝時間區間。接著，處理器170進行畫面部分更新，使畫素電路PS11至PS22的發光二極體(OLED)導通，以顯示畫面。於此情況下，環境光感測器150的感測時間長度不會受到遮黑占空比的限制。需注意的是，於部分實施例中，部分更新的區域大於環境光感測器150的區域。

請參閱第7圖。第7圖係根據本案之一些實施例所繪示之顯示面板110的示意圖。如第7圖所繪示，顯示面板110包含標誌710，環境光感測器150(如第1A圖所繪示)可設置於標誌710下方，即可設置環境光感測器150於顯示面板110的區域720A。如此，當與環境光感測器150重疊之部分之畫素電路進行黑色部分更新而顯示為黑色時，使用者受到的影響較小。此外，環境光感測器150亦可設置於顯示面板110的四個角落區域720B至720E，均可降低使用者觀看顯示畫面時所受到的影響。

如此一來，即使將環境光感測器150設置於顯示面板110的顯示區域內，由於環境光感測器150係於與感測視窗SW重疊的畫素電路不發亮的時間區間進行光感測，環境光感測器150於進行光感測時不會受到顯示面板110的顯示畫面的影響。

請參閱第8圖。第8圖係根據本案之一些實施例所繪示之顯示方法800的示意圖。如第8圖所繪示，顯示方法800包含步驟S810至S850。為了方便說明，以下將一併參閱第1A圖進行說明。

於步驟S810中，控制畫素電路，以使畫素電路於更新時間區間中的第一時間區間不發亮。舉例而言，於部分實施例中，第1A圖中的控制器130依據第3圖所繪示的操作波形圖300控制第1A圖中的畫素電路P11至PMN，以使畫素電路P11至PMN於一幀的更新時間區間(TFrame)內的第一時間區間TP1(如第3圖所繪示)不發亮。於其他部分實施例中，第1A圖中的處理器170部分更新顯示面板110，即處理器170僅更新與環境光感測器150重疊的畫素電路PS11至PS22，以使與環境光感測器150重疊的畫素電路PS11至PS22不發亮。

於步驟S830中，控制環境光感測器於第一時間區間進行光感測，以取得環境光強度。舉例而言，於部分實施例中，第1A圖中的控制器130傳送同步訊號Sync(如第5圖所繪示)至環境光感測器150，以使環境光感測器150於畫素電路PS11至PS22不發亮的時間區間內進行光感測。於其他部分實施例中，第1A圖中的處理器170於部分更新與環境光感測器150重疊的畫素電路PS11至PS22以使畫素電路PS11至PS22不發亮之後，控制環境光感測器150進行光感測。

於步驟S850中，依據環境光強度調整顯示面板的顯示亮度。舉例而言，於部分實施例中，第1A圖中的環境光感測器150將量測到的環境光強度傳送至處理器170。處理器170依據環境光強度判定調光係數，並傳送條光係數至控制器130。控制器130依據條光係數調整顯示面板110的顯示亮度。

綜上所述，本案之實施方式藉由提供一種顯示裝置，以將顯示區域與環境光感測器整合。於本案的實施方式中，環境光感測器配置於顯示面板的顯示區的背後，可大幅地增加顯視器的屏占比。此外，透過調整畫素電路的發光二極體的發亮時間區間，可減少顯示畫面對環境光感測器的影響。於部分之實施例中，更可透過部分更新顯示面板，以使環境光感測器進行光感測的時間不受到顯示面板更新頻率的影響，並透過將環境光感測器與標誌結合或是設置於顯示面板的角落，以降低對使用者觀看顯示畫面時的影響。

在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。

另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

800‧‧‧顯示方法

S810至S850‧‧‧步驟

Claims

一種顯示裝置，包含：一顯示面板，包含複數個畫素電路，其中該些畫素電路中的一第一畫素電路包含一第一發光二極體，其中該第一發光二極體於該第一畫素電路的一更新時間區間中的一第一時間區間不導通；一環境光感測器，位於該第一畫素電路上方，用以於該第一畫素電路的該第一時間區間進行光感測，以取得一環境光強度；以及一處理器，用以依據該環境光強度調整該顯示面板的顯示亮度；其中該些畫素電路中的一第二畫素電路包含一第二發光二極體，其中該第二發光二極體於該第二畫素電路的一更新時間區間中的一第一時間區間不導通，其中該第二畫素電路位於該環境光感測器上方；其中該第一畫素電路耦接於一第一閘極線，該第二畫素電路耦接於一第二閘極線；其中該環境光感測器更用以於該第一發光二極體以及該第二發光二極體均不導通的一子時間區間進行光感測。
如請求項1的顯示裝置，其中該子時間區間包含一緩衝時間區間以及一感測時間區間，其中該環境光感測器更用以於該感測時間區間進行光感測。
如請求項1的顯示裝置，更包含：一控制器，用以依據一感測視窗寬度、該環境光感測器的該子時間區間的長度以及該顯示面板的一解析度以計算一遮黑占空比，並依據該遮黑占空比控制該第一畫素電路的該第一時間區間以及該第二畫素電路的該第一時間區間的長度。
如請求項1的顯示裝置，更包含：一控制器，用以傳送一同步訊號至該環境光感測器以使該環境光感測器於該子時間區間進行光感測。
如請求項1的顯示裝置，其中該第一畫素電路包含一第一開關，其中該第一開關於該第一畫素電路的該第一時間區間不導通，以使該第一發光二極體不導通。
如請求項1的顯示裝置，其中該顯示面板更包含一標誌，其中該環境光感測器位於該標誌上方。
如請求項1的顯示裝置，更包含：一控制器，其中該處理器更用以依據該環境光強度判定一調光係數，並傳送該調光係數至該控制器，其中該控制器更用以依據該調光係數調整該顯示面板的該顯示亮度。
如請求項1的顯示裝置，其中該處理器更用以控制部分之該些畫素電路進行更新，以使該環境光感測器於該部分之該些畫素電路進行更新時進行光感測，其中該部分之該些畫素電路位於該環境光感測器上方。
一種顯示方法，適用於一顯示裝置，其中該顯示裝置的一顯示面板包含複數個畫素電路，其中該些畫素電路包含一第一畫素電路和一第二畫素電路，該第一畫素電路耦接於一第一閘極線，該第二畫素電路耦接於一第二閘極線，該第一畫素電路和該第二畫素電路位於一環境光感測器上方，該顯示方法包含：控制該第一畫素電路，以使該第一畫素電路於該第一畫素電路的一更新時間區間中的一第一時間區間不發亮；控制該第二畫素電路，以使該第二畫素電路於該第二畫素電路的一更新時間區間中的一第一時間區間不發亮；控制該環境光感測器於該第一畫素電路的該第一時間區間進行光感測，以取得一環境光強度，其中控制該環境光感測器於該第一畫素電路的該第一時間區間進行光感測之該步驟包含：控制該環境光感測器於該第一畫素電路以及該第二畫素電路均不發亮的一子時間區間進行光感測；以及依據該環境光強度調整該顯示面板的顯示亮度。