CN101221962B - 包含感光装置的显示背光模块、液晶显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包含感光装置的显示背光模块、液晶显示面板及显示装置。液晶显示面板用于液晶显示装置，液晶显示装置具有显示背光模块，包含第一基板、第二基板、液晶层、至少一个感光装置及一个可见光滤光层。至少一个感光装置位于第一基板的感光区上，用以接收入射光，其中感光装置包含用以感测入射光以产生第一电流的第一感光元件及与第一感光元件电性连接的第二感光元件；可见光滤光层设置于感光区的第二感光元件上方，用以过滤入射光的可见光部分，使第二感光元件感测已过滤的入射光以产生第二电流。

Description

包含感光装置的显示背光模块、液晶显示面板及显示装置

技术领域

本发明是有关于一种感光装置，且特别是有关于一种包含于显示背光模块、液晶显示面板及液晶显示装置的感光装置。

背景技术

便携式通讯装置在现今通讯科技蓬勃发展的时代显得愈来愈重要。而使用者对携带式通讯装置上的液晶显示面板的需求也愈来愈多，其中对比度、解析度、色彩饱和度及亮度都是影响液晶显示面板良劣的重要指标。

其中面板亮度的调整，往往由在面板上设置可以感测周围环境光度强弱的感光装置来进行调整。如感光装置接收到的光线所引发的电流较强，代表着周围环境的光线强度较强，进而将调整面板为较弱的亮度，反之，如引发的电流较弱，则增强面板的亮度，以符合使用者所处的周围环境的光线强弱程度，让使用者能在眼睛感到舒适的亮度下观看液晶显示面板。

如此的感光装置却常常受到不可见光的影响而误判周围环境的光线强弱。一般周围环境的光线中，实质上包含了可见光与不可见光的成份，其中影响人的视觉感知的，只有可见光的部份。不可见光主要有红外光、紫外光，而其中红外光常常显著地影响了前述的感光装置对周围环境光线强弱的判断。如果环境中具有卤素灯，或是色温在2856K左右的A光源下，虽然人眼无法看见红外光，但是感光装置将会对红外光产生感应而使液晶显示面板的亮度调整到人眼所不适合观看的亮度，而进一步对使用者的视力造成伤害。

有鉴于此，提供一个能够感测不可见光的感测装置，以使液晶显示面板可真正因环境的光线强弱而进行亮度的调整，乃为此业界亟待解决的问题。

发明内容

因此本发明的目的就是提供一种感光装置，用于显示背光模块中，以接收入射光，感光装置至少包含：第一感光元件、第二感光元件及可见光滤光层。第一感光元件用以感测入射光以产生第一电流；第二感光元件与第一感光元件电性连接；可见光滤光层设置于第二感光元件上，用以过滤入射光的可见光部分，使第二感光元件感测已过滤的入射光以产生第二电流。

本发明的另一目的是在提供一种液晶显示面板，用于液晶显示装置，液晶显示装置具有显示背光模块，包含：第一基板、第二基板、液晶层、至少感光装置及、可见光滤光层。第一基板具有像素区及感光区，其中感光区环绕像素区设置；第二基板平行设置于第一基板上；液晶层，设置于第二基板及第一基板之间；至少一个感光装置，位于感光区的第一基板上，用以接收入射光，其中感光装置包含用以感测入射光以产生第一电流的第一感光元件及与第一感光元件电性连接的第二感光元件；可见光滤光层设置于所述感光区的第二感光元件上方，用以过滤入射光的可见光部分，使第二感光元件感测已过滤的入射光以产生第二电流；遮光层，环绕所述像素区设置，对应于所述感光装置的位置上，具有分别对应于所述第一感光元件及所述第二感光元件的第一开口及第二开口，使所述入射光仅可通过所述第一开口及所述第二开口。

本发明的又一目的是在提供一种液晶显示装置，至少包含：第一基板、第二基板、液晶层、至少一个感光装置及、可见光滤光层。第一基板具有像素区及感光区，其中感光区环绕像素区设置；第二基板平行设置于第一基板上；液晶层，设置于第二基板及第一基板之间；至少一个感光装置，位于感光区的第一基板上，用以接收入射光，其中感光装置包含用以感测入射光以产生第一电流的第一感光元件及与第一感光元件电性连接的第二感光元件；可见光滤光层设置于所述感光区的第二感光元件上方，用以过滤入射光的可见光部分，使第二感光元件感测已过滤的入射光以产生第二电流；遮光层，环绕所述像素区设置，对应于所述感光装置的位置上，具有分别对应于所述第一感光元件及所述第二感光元件的第一开口及第二开口，使所述入射光仅可通过所述第一开口及所述第二开口。

本发明的优点在于能够利用感光装置感测不可见光，使面板在进行亮度调整时，能够考虑不可见光的影响，使面板亮度可以确实地调整至使用者舒适的程度，而轻易地达到上述的目的。

在参阅图式及随后描述的实施方式后，所述技术领域具有通常知识者便可了解本发明的目的，以及本发明的技术手段及实施方式。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：

图1A是本发明的第一实施例的液晶显示装置的方块图；

图1B是绘示本发明的第一实施例的液晶显示面板内的第一基板的俯视图；

图2A是为本发明的第一实施例的液晶显示面板的剖面图；

图2B是为本发明的感光装置的示意图；

图2C是为本发明的第二实施例的液晶显示面板的剖面图；

图3是绘示本发明的感光装置的方块图；以及

图4是本发明的第三实施例的液晶显示面板的剖面图。

附图标号：

1：液晶显示装置                 10、10’：液晶显示面板

11、11’：入射光                12：显示背光模块

13、13’：控制电路              14：感光装置

14a、14b、14c、14d：感光装置    15：显示亮度

101、101’：感光区              100、100’：像素区

131：电流                       130：电流电压转换器

133：可调变系数                 132：取样/保存器

135：控制器                     134：数位类比转换器

201：第二基板                   200：第一基板

203：可见光滤光层               202：液晶层

203b：蓝色滤光层                203a：红色滤光层

204：液晶材料                   203c：绿色滤光层

205b：第二感光元件              205a：第一感光元件

207a：第一开口                  206：遮光层

208a、208b：保护层              207b：第二开口

210a、210b：配向层              209a、209b：透明导电层

31：第一电流                    220a、220b：间隙控制材料

400：第一基板                   33：第二电流

402：液晶层                     401：第二基板

403a：红色滤光层                403：可见光滤光层

403c：绿色滤光层                403b：蓝色滤光层

404：液晶材料                   405a：第一感光元件

405b：第二感光元件              406：遮光层

407a：第一开口                  407b：第二开口

408b：保护层                    409a、409b：透明导电层

411：介电层                     410a、410b：配向层

具体实施方式

请参照图1A，其绘示依照本发明第一实施例的液晶显示装置1的方块图。液晶显示装置1包含液晶显示面板10及显示背光模块12。设置于液晶显示面板10内的感光装置14，可用以接收入射光11，并由感光装置14内的控制电路13输出电流以使显示背光模块12调整显示面板的显示亮度15。图1B是绘示液晶显示面板10内的第一基板200的俯视图，其中第一基板200具有像素区100及环绕像素区100设置的感光区101。感光装置14a、14b、14c及14d分别设置于感光区101的四角，可接收入射光进行感测。于其他实施例中，本领域技术人员也可轻易视情况调整感光装置14的数目与面积。

图2A为第一实施例的液晶显示面板10的剖面图。液晶显示面板10包含第一基板200、第二基板201、液晶层202以及可见光滤光层203。第一基板200具有像素区100感光区101，第二基板201跟第一基板200平行设置于第一基板200上；液晶层202设置于第二基板201及第一基板200之间，可包含液晶材料204。第一基板200及第二基板201之间包含间隙控制材料，以维持第一基板200及第二基板201之间的间距。第一基板201包含第一感光元件205a及与第一感光元件205a电性连接的第二感光元件205b。第一感光元件205a及第二感光元件205b包含于如图2B所示的感光装置14中。在第一感光元件205a及第二感光元件205b上方可选择性地设置间隙控制材料(Photospacer；PS)220a、220b。感光装置14位于所述感光区101的第一基板201上，用以接收入射光11，其中感光装置14包含：用以感测入射光11以产生第一电流31的所述第一感光元件205a及与第一感光元件205a电性连接的所述第二感光元件205b。其中第一感光元件205a与第二感光元件205b可各包括一个PIN型二极管(PIN-diode)、感光电晶体(Photo transistor)或是其他类形。于本实施例中，第一基板200上还包含遮光层206(Black matrix；BM)，设置于感光区101中，对应于第一感光元件205a及第二感光元件205b具有第一开口207a及第二开口207b，使入射光11仅可通过第一开口207a及第二开口207b。

第一基板200面向液晶层202的一侧上还包含保护层(Over coat；OC)208a位于遮光层206和可见光滤光层203上。保护层208a上还包含透明导电层209a，透明导电层209a还包含配向层(Polymide；PI)210a。第二基板201上还包含保护层208b位于像素区100及感光区101上。保护层208b上还包含透明导电层209b。透明导电层209b上还包含配向层210b。

如图2A与图2B所示，可见光滤光层203设置于感光区101的第二感光元件205b上方，于本实施例中，位于第一基板200的第二开口207b上，用以过滤入射光11的可见光部分，仅剩不可见光部分(包括紫外光与红外光部分)穿透可见光滤光层203，使第二感光元件205b感测已过滤的入射光11以产生第二电流33。于本实施例中，可见光滤光层包含红色滤光层203a及蓝色滤光层203b，由此滤除入射光11的可见光部分。感光装置14还包含控制电路13，连接第一感光元件205a与第二感光元件205b，根据第一电流31与第二电流33的电流差值，代表扣除不可见光的影响后的光强度，进而调整图1A的显示背光模块12的显示亮度15。第一感光元件205a与第二感光元件205b，可先连接后输出电流差值至控制电路13，也可分别连接控制电路13，由控制电路13中的电子元件计算电流差值。由本实施例的感光装置14，可以感测不可见光的影响，进一步对液晶显示面板10的亮度做准确的调整。如图2C所示，于另一实施例中，可见光滤光层包含红色滤光层203a、蓝色滤光层203b及绿色滤光层203c由此滤除入射光11的可见光部分及紫外光部份。由本实施例的可见光滤光层，可以在滤除紫外光后做更精确的感测，进一步对液晶显示面板10的亮度做更准确的调整。

图3是感光装置14的更进一步的方块图。第一感光元件205a与第二感光元件205b输出感测到的电流131至电流电压转换器130，经由可调变系数133、取样/保存器132取得电压的类比信号及数位类比转换器134将电压类比信号转为数位型式后，再由控制器135计算而得环境光扣除不可见光影响后的亮度值，进而调整背光模块12的显示亮度15，可减少不可见光的杂信影响背光模块12所显示的亮度值，使背光模块12的显示亮度15更符合人眼的需求。

图4为本发明的第三实施例的液晶显示面板10’的剖面图。其中液晶显示面板10’可用于第一实施例的液晶显示装置1中。液晶显示面板10’包含第一基板400、第二基板401、液晶层402以及可见光滤光层403。第一基板400具有像素区100’感光区101’，第二基板401平行设置于第一基板400上；液晶层402设置于第二基板401及第一基板400之间，可包含液晶材料404。第二基板401包含第一感光元件405a及与第一感光元件405a电性连接的第二感光元件405b。第一感光元件405a及第二感光元件405b包含于感光装置中。感光装置的设置，与第一实施例中的感光装置14实质上相同，故在此不再赘述。第一感光元件405a与第二感光元件405b各包括一个PIN型二极管(PIN-diode)。于本实施例中，第二基板401包含介电层411，覆盖所述第二基板，介电层411上还包含遮光层406，设置于感光区101中，对应于感光装置第一感光元件405a及第二感光元件405b上具有第一开口407a及第二开口407b，使入射光11’仅可通过第一开口407a及第二开口407b。

第一基板400面向液晶层402的一侧上还包含透明导电层409a。透明导电层409a上还包含配向层410a。第二基板401上还包含保护层408b位于遮光层406及可见光滤光层403上。保护层408b上还包含透明导电层409b。透明导电层409b上还包含配向层410b。

可见光滤光层403设置于第二感光元件405b上方，于本实施例中，位于第二基板401的第二开口407b上，用以过滤入射光11’的可见光部分，使第二感光元件405b感测已过滤的入射光11’以产生第二电流。于本实施例中，可见光滤光层包含红色滤光层403a、蓝色滤光层403b及绿色滤光层403c，由此滤除入射光11’的可见光部分及紫外光部份。如同第一实施例的感光装置，感光装置还包含控制电路，连接第一感光元件405a与第二感光元件405b，根据第一感光元件405a所产生的第一电流与第二感光元件405b所产生的第二电流的电流差值，代表扣除不可见光的影响后的光强度，调整图1A的显示背光模块12的显示亮度15。由本实施例的感光装置，可以感测不可见光的影响，特别在滤除紫外光后做更精确的感测，进一步对液晶显示面板10的亮度做更准确的调整。须注意的是，包含红色滤光层、蓝色滤光层及绿色滤光层的可见光滤光层，也可应用于第一实施例中的液晶显示面板10中，而第一实施例中包含红色滤光层及蓝色滤光层的可见光滤光层，也可应用于本实施例。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明的优点在于能够利用感光装置感测不可见光，使面板在进行亮度调整时，能够考虑不可见光的影响，使面板亮度可以准确地调整至使用者舒适的程度，而轻易地达到上述的目的。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (17)

1.一种液晶显示面板，用于液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置具有显示背光模块，包含：

第一基板，具有像素区及感光区，其中所述感光区环绕所述像素区设置；

第二基板，平行设置于所述第一基板上；

液晶层，设置于所述第二基板及所述第一基板之间；

至少一个感光装置，位于所述感光区的所述第一基板上，用以接收入射光，其中所述感光装置包含：

第一感光元件，用以感测所述入射光以产生第一电流；

第二感光元件，与所述第一感光元件电性连接；以及

可见光滤光层，设置于所述感光区的所述第二感光元件上方，用以过滤所述入射光的可见光部分，使所述第二感光元件感测已过滤的所述入射光以产生第二电流；遮光层，环绕所述像素区设置，对应于所述感光装置的位置上，具有分别对应于所述第一感光元件及所述第二感光元件的第一开口及第二开口，使所述入射光仅可通过所述第一开口及所述第二开口。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第二基板上还包含保护层。

3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第二基板还包含透明导电层及配向层，所述配向层位于所述透明导电层上。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一基板上还包含保护层位于所述像素区及所述感光区上。

5.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一基板上还包含透明导电层及配向层，所述透明导电层位于所述保护层上，所述配向层位于所述透明导电层上。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板还包含间隙控制材料设置于所述液晶层中。

7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一感光元件与所述第二感光元件各包括一个PIN型二极管。

8.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述可见光滤光层包含红色滤光层及蓝色滤光层。

9.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述可见光滤光层包含红色滤光层、蓝色滤光层及绿色滤光层。

10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板还包括控制电路，连接所述第一感光元件与所述第二感光元件，根据所述第一电流与所述第二电流的电流差值，调整所述显示背光模块的显示亮度。

11.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括所述第一感光元件与所述第二感光元件连接，以输出所述第一电流与所述第二电流的电流差值。

12.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置至少包含：

第一基板，具有像素区及感光区，其中所述感光区环绕所述像素区设置：

第二基板，平行设置于所述第一基板上；

液晶层，设置于所述第二基板及所述第一基板之间；

至少一个感光装置，位于所述感光区，用以接收入射光，其中所述感光装置包含：

第一感光元件，用以感测所述入射光以产生第一电流；

第二感光元件，与所述第一感光元件电性连接；以及

可见光滤光层，设置于所述感光区的所述第二感光元件上方，用以过滤所述入射光的可见光部分，使所述第二感光元件感测已过滤的所述入射光以产生第二电流；遮光层，环绕所述像素区设置，对应于所述感光装置的位置上，具有分别对应于所述第一感光元件及所述第二感光元件的第一开口及第二开口，使所述入射光仅可通过所述第一开口及所述第二开口。

13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一感光元件与所述第二感光元件各包括一个PIN型二极管。

14.如权利要求12项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述可见光滤光层包含红色滤光层及蓝色滤光层。

15.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，所述可见光滤光层包含红色滤光层、蓝色滤光层及绿色滤光层。

16.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置还包括控制电路，连接所述第一感光元件与所述第二感光元件，根据所述第一电流与所述第二电流的电流差值，调整所述显示背光模块的显示亮度。

17.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，包括所述第一感光元件与所述第二感光元件连接，以输出所述第一电流与所述第二电流的电流差值。

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