TWI781442B - 顯示裝置和顯示方法 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置，包含顯示器、記憶體、至少一感測器以及處理器。顯示器用以顯示影像。記憶體用以儲存查找表。至少一感測器用以提供至少一輔助資訊。處理器耦接顯示器、記憶體以及至少一感測器，處理器用以根據查找表和至少一輔助資訊，取得對應的溫度資訊，並用以根據溫度資訊調整顯示器。

Description

顯示裝置和顯示方法

本案係有關於一種顯示裝置和顯示方法。

在現有技術中，顯示裝置會在出廠前進行伽碼曲線、色度不均補償等設定，以最佳化顯示裝置所顯示影像的畫面品質。然而，影像的伽碼曲線、亮度、色溫、對比度等參數，會隨著溫度變動而產生變化，若僅在出廠前進行一次性調整，無法因應溫度變化而進行相應設定調整。

此外，現有技術另會在顯示器之驅動晶片中配置溫度感測器，除因驅動晶片運作時本身即處在高溫外，也容易受到周圍背光模組等發熱元件的溫度所影響，使其感測到的溫度並不準確，另可能需要較長的感測等候時間，使其無法即時感測到較為準確的環境溫度，而難以使顯示裝置即時切換到最佳設定。

為了解決上述問題，本揭露提供一種顯示裝置，包含顯示器、記憶體、至少一感測器以及處理器。顯示器用以顯示影像。記憶體用以儲存查找表。至少一感測器用以提供至少一輔助資訊。處理器耦接顯示器、記憶體以及至少一感測器，處理器用以根據查找表和至少一輔助資訊，取得對應的溫度資訊，並用以根據溫度資訊調整顯示器。

本揭露的另一態樣係提供一種顯示方法，包含以下步驟。藉由感測器取得輔助資訊。根據輔助資訊取得溫度資訊。藉由處理器取得對應於溫度資訊的第一設定值。藉由處理器根據第一設定值調整由顯示器所顯示的影像。

本文所使用的所有詞彙具有其通常的意涵。上述之詞彙在普遍常用之字典中之定義，在本說明書的內容中包含任一於此討論的詞彙之使用例子僅為示例，不應限制到本揭示內容之範圍與意涵。同樣地，本揭露亦不僅以於此說明書所示出的各種實施例為限。

在本文中，使用第一、第二與第三等等之詞彙，是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應該被這些術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此，在下文中的一第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊，而不脫離本案的本意。本文中所使用之『與/或』包含一或多個相關聯的項目中的任一者以及所有組合。

關於本文中所使用之「耦接」或「連接」，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

請參照第1圖，第1圖為根據本揭露一些實施例所繪示的顯示裝置100的示意圖。如第1圖所示，顯示裝置100包含顯示器110、記憶體120、感測器130以及處理器140。在一些實施例中，處理器140耦接於顯示器110、記憶體120以及感測器130，處理器140用以根據感測器130提供的輔助資訊S1以及儲存在記憶體120中的查找表121， 推算出顯示器110的溫度，以將顯示器110所顯示的影像調整為對應於上述溫度的設定值。在一些實施例中，處理器140可以藉由調整訊號S2至顯示器110以對顯示器110進行調整，其具體調整方式請參照以下段落說明。

上述的顯示裝置100可為觸控顯示裝置。該觸控顯示裝置包含有顯示器、觸控單元、感測器以及處理器。在一些實施例中，觸控單元是設於顯示器中。顯示器、感測器以及處理器的耦接方式係如上述。

在一些實施例中，顯示裝置100可以是手機、平板、電腦、智慧手錶、導航裝置等行動裝置，也可以是車載系統中的顯示裝置，只要是任何可用於顯示影像的裝置，即在本揭露所涵蓋的範圍之內。

在一些實施例中，記憶體120用以儲存對應於顯示器110所顯示影像的查找表(look-up table)121。在一些實施例中，查找表121包含溫度資訊所對應的色溫、對比度、色飽和度、色度不均補償(Demura)、伽碼曲線(gamma curve)等資料。舉例而言，在同一溫度條件下，顯示器110所顯示影像的灰階與亮度的對應關係曲線可稱為伽碼曲線。然而，在不同溫度條件下，顯示器110中之驅動晶片之電阻特性變化所造成的分壓改變，以及顯示器110中的液晶分子穿透性變化，皆會影響灰階與亮度之間的對應關係。換句話說，在同一灰階下，對應於不同溫度時會反應出不同的亮度。因此，為使顯示器110適應於不同溫度，記憶體120可以儲存不同溫度條件下灰階與亮度間對應關係的多組伽碼曲線，使顯示器110可以藉由記憶體120所儲存的伽碼曲線，進行對應於不同溫度的調整。

需要注意的是，除了上述伽碼曲線外，對應於不同溫度時，顯示器110的色溫、對比度、色飽和度、均勻色度(mura)等參數亦會產生變化，而需要相應的調整或補償，故可於記憶體120中儲存對應於不同溫度及/或不同參數對應關係的查找表121，以供顯示器110進行調整，本揭露不以上述參數為限。

在一些實施例中，感測器130用以提供至少一輔助資訊S1。在一些實施例中，輔助資訊S1包含電阻值、電容值、閾值電壓值、地域資訊或電池容量資訊中至少一者。

請同時參照第1圖和第2圖。第2圖為根據本揭露一些實施例所繪示的如第1圖所示之感測器130的示意圖。在一些實施例中，多個感測器130設置在顯示器110的四周。在一些其他實施例中，多個感測器130設置在顯示器110中以斜線網點標示的非顯示區域NDA中。

在一些實施例中，如第2圖所示，當顯示器110的上、下、左、右、左上、右上、左下、右下共八個位置，分別設置一個感測器130時，可以藉由感測器130提供對應於八個不同位置的輔助資訊S1。在一些實施例中，處理器140可依據上述輔助資訊S1計算八個位置分別的溫度，進而計算出其平均值，作為顯示器110中心位置的溫度。在其他實施例中，亦可以藉由感測器130將輔助資訊S1轉換為溫度資訊，只要藉由感測器130和處理器140之間的協同運作，以根據感測到的輔助資訊S1推算出顯示器110的溫度運作方式，皆在本揭露所涵蓋的範圍之內。

在一些實施例中，可以設置一或多個感測器130於顯示器110周圍的任意位置，並將各感測器130提供的輔助資訊S1(例如：電阻值)或對應於上述輔助資訊S1的溫度乘上一個對應的權重，以計算出其加權平均值，作為顯示器110中心位置的溫度。換句話說，在其他實施例中，感測器130的數量和設置位置，不以第2圖中所示為限。

在一些實施例中，多個感測器130可以是電阻式溫度感測器，可包含由銀、金、鋁、鉬、鎳、鐵、鎢、銅、鉑、鋅、氧化銦錫(ITO)、奈米銀 (SNW)等材料組成的電阻，本揭露不以上述元素材料為限，只要是會隨著溫度變化造成原子或晶格運動狀態改變而產生電阻值變化的材料，皆在本揭露所涵蓋的範圍之內。藉由設置會隨溫度變化而改變電阻值的元件，可以藉由量測電阻值，推算出當前溫度。舉例而言，當R0為溫度T0下的電阻值，R為溫度T下的電阻值，且α為電阻的溫度係數，其中R0、T0、α為已知數值，則可以藉由量測電阻R代入電阻值計算公式R=R0[1+α(T-T0)]，以計算出目前的溫度T。

在一些實施例中，各個感測器130藉由感測電阻值，提供以電阻值形式表示的輔助資訊S1，並利用電阻值計算公式計算出各個位置點分別的溫度後將得到的溫度資訊傳送至處理器140，以藉由處理器140計算並取得顯示器110的中心溫度。在一些實施例中，感測器130可以將以電阻值形式表示的輔助資訊S1傳送至處理器140，藉由處理器140利用電阻值計算公式計算出各個位置點分別的溫度，進而計算出顯示器110的溫度(例如：中心點溫度)。

請同時參照第1~2圖。在一些實施例中，冗餘畫素 (Dummy pixel)設置在如第2圖所示顯示器110顯示區域的邊緣，並包含至少一資料線、至少一閘極線、複數個電晶體和複數個電容。在一些實施例中，冗餘畫素設置在顯示器110被顯示裝置100的邊框所遮蔽的區域。

在一些實施例中，電容可以是畫素中之儲存電容或是液晶電容。在其他實施例中，電容可以是耦接至電壓源Vcom(圖中未示)之觸控面板中顯示器及/或觸控單元上的電容，本揭露不以上述電容的設置方式為限。

在一些實施例中，利用電容的介電係數會隨溫度變化的特性，可以藉由感測器130量測電容在不同溫度下的電容值，提供以電容值形式表示的輔助資訊S1，再藉由處理器140透過公式計算出對應的溫度值。舉例而言，當ε為電容極板間介質的介電常數，A為極板面積，d為極板間距離時，由於ε會隨溫度不同而有所不同，可以利用電容值計算公式C=εA/d，藉由電容值推知介電常數ε，再利用儲存在記憶體120中的介電常數ε與溫度的對應關係，得知對應於量測出電容值的溫度。

在一些實施例中，顯示裝置100可以包含多個用於測量電容值的感測器130，感測器130用以測量多個位於不同位置的電容的電容值並取得對應的溫度值，接著再藉由處理器140將溫度值進行直接平均或加權平均，以求得顯示器110的中心溫度，其計算方式與前述感測電阻值的計算方式相似，為簡化說明，於此不再贅述。

在一些實施例中，感測器130得以電晶體的閾值電壓值Vth作為輔助資訊。舉例而言，當Id為通過電晶體的電流，Vgs為電晶體閘極和源極的跨壓，k為正比於電晶體通道寬度且反比於電晶體通道長度的常數時，可以藉由將量測到的電流Id和電壓Vgs代入電流公式Id=1/2k(Vgs-Vth)^2，以求得以閾值電壓值Vth表示的輔助資訊S1，處理器140再利用儲存在記憶體120中的閾值電壓值Vth與溫度的對應關係，取得對應於計算出來的閾值電壓值Vth的溫度值。

在一些實施例中，顯示裝置100可以包含多個用於測量並計算出閾值電壓值Vth的感測器130，用以測量多個位於不同位置的電晶體的閾值電壓值Vth並取得對應的溫度值，再藉由處理器140將溫度進行直接平均或加權平均，以求得顯示器110的中心溫度，其計算方式與前述感測電阻值的計算方式相似，為簡化說明，於此不再贅述。

在一些實施例中，感測器130可以用於感測地域資訊作為輔助資訊S1，再藉由處理器140利用儲存在記憶體120中地域資訊與溫度配合時間的對應關係，得知對應的溫度。在一些實施例中，地域資訊包含經緯度資訊及/或海拔高度資訊。舉例而言，記憶體120中包含有10年內台中市東勢區8月14日晚上7點的平均氣溫為28.3度，則當感測器於8月14日晚上7點感測到其位於東勢區或對應於東勢區的經緯度資訊時，處理器140可以根據上述記憶體120中的資訊，推斷以28.3度作為目前溫度資訊。

在一些實施例中，如第1圖所示，顯示裝置100更包含電池150，其中電池150耦接於感測器130。感測器130可以用於感測電池150的輸出電壓，再藉由處理器140利用儲存在記憶體120中輸出電壓與溫度的對應關係，得知對應的溫度。詳細而言，由於電池的實際輸出電壓會隨環境溫度而改變(例如在熱帶地區輸出17伏特的電池，在寒帶地區可能只輸出7伏特)，因為可以利用電池電壓隨溫度變化的特性預先建立並儲存查找表在記憶體120當中，處理器140即可以根據上述記憶體120中的查找表，取得對應於量測到的輸出電壓的溫度，作為目前溫度資訊。

需要注意的是，感測器130不限於測量上述電阻值、電容值、閾值電壓和地域資訊等輔助資訊S1，只要是可以用於對應溫度資訊的輔助資訊S1，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，感測器130可用於同時測量不同種類的輔助資訊S1，本揭露不以上述設置位置、數量及計算方法為限。

在一些實施例中，在處理器140將顯示器110所顯示的影像藉由上述方式進行調整後，感測器130更用以感測顯示裝置100的加速度或速度，以判斷顯示裝置100的移動狀態。在一些實施例中，當顯示裝置100以低速(例如：小於10公里/小時)移動時，感測器130及/或處理器140可以切換至休眠狀態，此時處理器140不再對顯示器進行調整。

在一些實施例中，當顯示裝置100以高速(例如：大於10公里/小時)移動時，感測器130及/或處理器140不會切換至休眠狀態，而係維持前述的設定值，感測器130和處理器140進行上述感測及推算溫度的操作，進而利用記憶體120中的查找表121得出設定值，以動態地調整顯示器110所顯示的影像。或藉由感測器130再次進行感測並提供上述輔助資訊S1，並藉由處理器140取得對應之相同或不同於前次的溫度資訊後，根據此溫度資訊調整顯示器110，使顯示器110所顯示的影像可以在各個溫度下皆被調整為設定值。在進一步實施例中，當顯示裝置設置在沒有空調且位於高速的環境當中時，感測器130才會再次進行感測。在更進一步實施例中，當顯示裝置設置在有空調且位於高速的環境當中時，感測器130取用該空調所設定的溫度值來進行調整。

綜上所述，顯示裝置100可藉由設置在顯示器110周圍的一個或多個感測器130，提供包含電阻值、電容值、閾值電壓值、地域資訊及/或電池電壓資訊的輔助資訊S1，以進一步計算出顯示裝置100所在環境的溫度資訊，使處理器140能夠根據溫度資訊對顯示器110進行調整。在上述實施例中，感測器130較不易受到背光元件或電池發熱影響溫度計算的準確性，亦可多次進行上述感測、計算以及對應查找表的操作，以動態且即時地根據不同溫度對顯示器110進行調整。

第3圖為根據本揭露一些實施例所繪示的顯示方法300的流程圖。顯示方法300適用於顯示裝置，並包含了步驟S302、步驟S304、步驟S306以及步驟S308。

在步驟S302中，藉由感測器130取得輔助資訊S1。在一些實施例中，輔助資訊S1可以是電阻值、電容值、閾值電壓值、地域資訊、電池電壓資訊或其組合。

在步驟S304中，根據輔助資訊S1取得溫度資訊。在一些實施例中，可以藉由感測器130直接計算出對應於一或多個輔助資訊S1的溫度資訊，或是藉由處理器140根據儲存在記憶體120中的查找表121，取得對應於一或多個輔助資訊S1的溫度資訊。在一些實施例中，可以將取得的多個溫度資訊進行直接平均或加權平均，作為顯示器110的溫度。

在步驟S306中，藉由處理器140取得對應於前述溫度資訊的一第一設定值。在一些實施例中，處理器140根據儲存在記憶體120中的查找表121中溫度和影像調整參數(例如：色溫、對比度、色飽和度、Demura補償、伽碼曲線等)對應關係的查找表，取得第一設定值。

在步驟308中，藉由處理器140根據第一設定值調整由顯示器110所顯示的影像。在一些實施例中，處理器140根據第一設定值產生並傳送調整訊號S2至顯示器110，以調整由顯示器110所顯示的影像。在一些實施例中，顯示器110根據調整訊號S2，調整其所顯示影像的色溫、對比度、色飽和度、Demura補償、伽碼曲線等，以呈現最佳狀態。

在一些實施例中，顯示方法300藉由感測器130測量鄰近於顯示器110的電阻的電阻值，並根據測量到的電阻值取得顯示裝置100的對應的溫度資訊。

在一些實施例中，藉由感測器130測量鄰近於顯示器110的電容的電容值，並根據測量到的電容值以及儲存於記憶體120中包含電容值和溫度資訊對應關係的查找表121，取得顯示裝置100的對應的溫度資訊。

在一些實施例中，顯示方法300藉由感測器130測量並計算鄰近於顯示器110的電晶體的閾值電壓值，並根據計算出的閾值電壓值以及儲存於記憶體120中包含閾值電壓值和溫度資訊對應關係的查找表121，取得顯示裝置100的對應的溫度資訊。

在一些實施例中，顯示方法300藉由感測器130取得顯示裝置100的地域資訊，並根據地域資訊以及儲存於記憶體120中包含地域資訊和溫度資訊對應關係的查找表121，取得顯示裝置100的對應的溫度資訊。在一些實施例中，地域資訊包含經緯度資訊及/或海拔高度資訊。

在一些實施例中，顯示方法300藉由感測器130取得顯示裝置100中電池150的輸出電壓，並根據輸出電壓以及儲存於記憶體120中包含電池的輸出電壓和溫度資訊對應關係的查找表121，取得顯示裝置100的對應的溫度資訊。在一些實施例中，地域資訊包含經緯度資訊及/或海拔高度資訊。

在一些實施例中，顯示方法300更包含藉由設置在顯示裝置100中的感測器130，感測顯示裝置100(或顯示器110)的加速度或速度，以判斷顯示裝置100的移動狀態。

在一些實施例中，顯示方法300更包含當根據感測器所量測到的加速度資訊或速度資訊，可以得知顯示裝置100處於高速狀態時，且顯示裝置100及其包含的顯示器110設置在無空調系統的環境當中時，感測器130可以再次進行步驟S302和S304，並藉由處理器140根據儲存在記憶體120中的查找表121中溫度和影像調整參數(例如：色溫、對比度、色飽和度、Demura補償、伽碼曲線等)對應關係的查找表，取得第二設定值，其中第二設定值相同或不同於第一設定值。在上述實施例中，由於在無空調系統的環境之下，可能會有較大的溫度變化，故可多次進行顯示方法300中的操作，以即時調整顯示裝置100所顯示的影像。

在一些實施例中，顯示方法300更包含藉由處理器140根據第二設定值產生新的調整訊號S2，並調整訊號S2傳送至顯示器110，以調整由顯示器110所顯示影像。

綜上所述，本揭露提供的顯示裝置和顯示方法，藉由將感測器設置在顯示裝置中較無元件熱源干擾的區域，感測可以對應於溫度資訊的輔助資訊，並藉由預存在記憶體中的查找表，取得對應於不同溫度資訊的影像調整曲線或參數。藉由上述設置方式，可以動態即時地對顯示器進行調整，以最佳化其所顯示的影像。

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

100:顯示裝置 110:顯示器 120:記憶體 121:查找表 130:感測器 140:處理器 150:電池 S1:輔助資訊 S2:調整訊號 NDA:非顯示區域 300:顯示方法 S302,S304,S306,S308:步驟

為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖為根據本揭露一些實施例所繪示的顯示裝置的示意圖。 第2圖為根據本揭露一些實施例所繪示的如第1圖所示之感測器的示意圖。 第3圖為根據本揭露一些實施例所繪示的顯示方法的流程圖。 根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本案相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。

100:顯示裝置

110:顯示器

120:記憶體

121:查找表

130:感測器

140:處理器

150:電池

S1:輔助資訊

S2:調整訊號

Claims (11)

1. 一種顯示裝置，包含：一顯示器，用以顯示一影像；一記憶體，用以儲存一查找表；至少一感測器，用以提供至少一輔助資訊，其中該至少一輔助資訊包含一電阻值、一電容值、一閾值電壓值、一地域資訊、一電池電壓資訊或其組合；以及一處理器，耦接該顯示器、該記憶體以及該至少一感測器，該處理器用以根據該查找表和該至少一輔助資訊，取得對應的一溫度資訊，並用以根據該溫度資訊調整該顯示器。
2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該至少一感測器設置於該顯示器的一非顯示區域。
3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該處理器更用以根據該至少一輔助資訊的一加權平均值，取得對應的該溫度資訊。
4. 一種顯示方法，其係用於如請求項1至3任一項之顯示裝置，該顯示方法包含：藉由一感測器取得一輔助資訊，其中該輔助資訊包含鄰近於一顯示器的一電阻值、一電容值、一閾值電壓值、一地域資訊、一電池電壓資訊或其組合； 根據該輔助資訊經由一第一查找表取得一溫度資訊；根據記錄有該溫度資訊和一影像調整參數之對應關係的一第二查找表，藉由一處理器取得對應於該溫度資訊的一第一設定值；以及藉由該處理器根據該第一設定值調整由一顯示器所顯示的一影像。
5. 如請求項4所述之顯示方法，其中根據該輔助資訊經由該第一查找表取得該溫度資訊包含：根據該電阻值取得該溫度資訊。
6. 如請求項4所述之顯示方法，其中根據該輔助資訊經由該第一查找表取得該溫度資訊包含：根據該電容值取得該溫度資訊。
7. 如請求項4所述之顯示方法，其中根據該輔助資訊經由該第一查找表取得該溫度資訊包含：根據該閾值電壓值取得該溫度資訊。
8. 如請求項4所述之顯示方法，其中根據該輔助資訊經由該第一查找表取得該溫度資訊包含：根據該地域資訊取得該溫度資訊。
9. 如請求項8所述之顯示方法，其中該地域資 訊包含一經緯度資訊以及一海拔高度資訊。
10. 如請求項4所述之顯示方法，其中根據該輔助資訊經由該第一查找表取得該溫度資訊包含：根據該電池電壓資訊取得該溫度資訊。
11. 如請求項8或10所述之顯示方法，更包含：感測該顯示器的一加速度資訊或一速度資訊；當根據該加速度資訊或該速度資訊判斷該顯示器處於一高速狀態，且該顯示器處於一無空調環境時，藉由該處理器取得對應於該無空調環境的一第二設定值；以及藉由該處理器根據該第二設定值調整由該顯示器所顯示的該影像。

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