專利名稱：薄膜面板以及具有其的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜面板、驅(qū)動(dòng)裝置以及具有其的液晶顯示器。更具體而言，本發(fā)明涉及一種配置有具有接近肉眼可見度(human visibility)的光譜性能的照明傳感器(illumination sensor)的薄膜面板和驅(qū)動(dòng)裝置，以及具有其的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
一般地，液晶顯示器(“LCD”)包括具有像素電極的下面板以及具有公共電極的上面板，以及其間的具有介電各向異性的液晶層。下面板包括形成像素區(qū)域的多條柵極線和數(shù)據(jù)線。像素電極以矩陣的形狀排列在像素區(qū)域內(nèi)，且連接到比如薄膜晶體管(“TFT”)的開關(guān)元件，且逐條線地向像素電極提供數(shù)據(jù)電壓。公共電極形成于上面板的整個(gè)表面上且被供以公共電壓。從電路的角度看，像素電極和公共電極之間的液晶層構(gòu)成了液晶電容器，且液晶電容器與比如TFT的連接到液晶電容器的開關(guān)元件一起形成了像素的基本單元。
在這樣的LCD中，通過將電壓施加到像素和公共電極來在液晶層中產(chǎn)生電場(chǎng)且通過調(diào)整該電場(chǎng)的強(qiáng)度來控制通過液晶層的光的透射率，從而可以獲得期望的圖像。
該光可以是從特別提供的人造光源發(fā)射或可以是自然光。
LCD的光源單元，即背光單元使用了多個(gè)熒光燈作為光源，比如冷陰極熒光燈(“CCFL”)或外部電極熒光燈(“EEFL”)，且包括驅(qū)動(dòng)燈的逆變器。通過響應(yīng)從外部裝置輸入的亮度控制電壓而將輸入DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓且將AC電壓施加到燈，從而逆變器打開燈。逆變器還調(diào)整燈的亮度、探測(cè)燈中流動(dòng)的電流，且基于所探測(cè)的電流控制施加到燈的電壓。
可以將如此的LCD分為透射LCD、反射LCD和透反LCD。透射LCD通過使用液晶面板組件的背表面上設(shè)置的照明單元來顯示圖像。反射LCD通過外部自然光的使用來顯示圖像。透反LCD具有一種其中透射LCD和反射LCD在結(jié)構(gòu)上組合的結(jié)構(gòu)。根據(jù)光源的類型，透反LCD在室內(nèi)或在沒有外部光源存在的暗的地方中以使用內(nèi)部光源來顯示圖像的透射模式運(yùn)行，在室外或亮的地方中以反射外部光來顯示圖像的反射模式運(yùn)行。
對(duì)于比如LCD電視的LCD，已經(jīng)開發(fā)了通過響應(yīng)環(huán)境照明來改變屏幕亮度從而實(shí)現(xiàn)最佳圖像質(zhì)量的技術(shù)。例如，公司S作廣告說通過將外部的照明傳感器提供到LCD的外部且根據(jù)室內(nèi)光的狀態(tài)來調(diào)整背光，即使當(dāng)室內(nèi)光狀態(tài)變化或?qū)CD電視放在許多外部自然光通過其進(jìn)入的窗邊時(shí)，由公司S制造的LCD電視也應(yīng)當(dāng)保持最佳亮度和圖像質(zhì)量。
在亮的室內(nèi)地方，即在具有高照明度的室內(nèi)地方，這樣的LCD電視最大化了背光的亮度且提供了生動(dòng)的屏幕畫面，而在暗的室內(nèi)地方，即在具有低照明度的室內(nèi)地方，LCD電視提供了過亮的屏幕使得人眼變得疲勞，且發(fā)生暗色成為亮色以減小對(duì)比度的現(xiàn)象。這是因?yàn)楸彻獾墓鈴?qiáng)度太大，其導(dǎo)致光的泄漏增加。
用于解決如此的問題的常規(guī)的外部配置的照明傳感器不管光源的光譜只探測(cè)入射光的能量。即，常規(guī)的外部配置的照明傳感器不將光源的種類或類型彼此區(qū)分開，盡管光源可以是比如日光的自然光且可以為熒光或白熾光。
為了解決如此的問題，需要通過改變照明傳感器的結(jié)構(gòu)或?qū)ζ洳迦牍饫w來使傳感器的特性接近肉眼可見度，然而，存在的問題在于改變?cè)驮黾淤?gòu)買和配置這樣的傳感器的工藝增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種薄膜面板、一種驅(qū)動(dòng)裝置和具有該薄膜面板和該驅(qū)動(dòng)裝置的一種LCD，其配置有具有接近肉眼可見度的光譜性能的照明傳感器而不增加成本。
根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供有一種具有第一面板、第二面板和照明傳感器的薄膜面板，其中照明傳感器包括多個(gè)形成于第一面板上的濾色器以及與多個(gè)濾色器相對(duì)的形成于第二面板上的多個(gè)光傳感器(photo sensor)。
在該情形，多個(gè)濾色器可以包括紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器和白濾色器的至少兩種，且多個(gè)濾色器可以包括紅濾色器、綠濾色器、和白濾色器，或可以包括紅濾色器、綠濾色器和藍(lán)濾色器。
另外，光傳感器可以根據(jù)通過濾色器的光能來改變電阻。
每個(gè)光傳感器可以包括襯底、形成于襯底上的第一絕緣層、形成于第一絕緣層上的半導(dǎo)體層、形成于半導(dǎo)體層上的第一和第二電極、以及形成于第一和第二電極上的第二絕緣層。
第二面板可以為包括多條柵極線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管面板，且每個(gè)光傳感器的第一和第二電極可以形成于與數(shù)據(jù)線相同的第二面板的層內(nèi)。
在該情形，優(yōu)選的是第一和第二電極以梳齒形狀彼此交替。半導(dǎo)體層可以包括非晶硅。
照明傳感器可以形成于薄膜面板的邊緣上。
第一面板可以為包括公共電極的公共電極面板，且第二面板可以為包括多個(gè)薄膜晶體管和像素電極的薄膜晶體管面板。
每個(gè)光傳感器可以產(chǎn)生正比于入射到照明傳感器的環(huán)境光的能量的輸出電壓。輸出電壓可以對(duì)應(yīng)于環(huán)境光的強(qiáng)度和類型。
根據(jù)本發(fā)明的其它示范性實(shí)施例，提供有一種具有其上形成有多個(gè)像素的薄膜面板的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)裝置。所述驅(qū)動(dòng)裝置包括基于外部光輸出多個(gè)傳感信號(hào)的照明傳感器、相互比較傳感信號(hào)并基于相互比較傳感信號(hào)的結(jié)果輸出多個(gè)第一控制信號(hào)的判定單元、以及基于來自判定單元的第一控制信號(hào)輸出多個(gè)第二控制信號(hào)的信號(hào)控制器。
在該情形，照明傳感器可以被集成在薄膜面板中且可以包括在輸入電壓和接地電壓之間串聯(lián)連接的第一和第二電阻器。
這里，第一電阻器可以為其電阻根據(jù)外部光變化的可變電阻器，且第二電阻器可以為具有恒定電阻的恒定電阻器。
驅(qū)動(dòng)裝置還可以包括連接到在可變電阻器和恒定電阻器之間的節(jié)點(diǎn)的輸出端子?？梢詫鞲行盘?hào)從輸出端子輸出。
傳感信號(hào)可以正比于外部光的能量。
像素可以包括三色的像素，且驅(qū)動(dòng)裝置還可以包括在三色的單元中產(chǎn)生多個(gè)灰度電壓的灰度電壓發(fā)生器，以及將內(nèi)部光提供到薄膜面板的背光單元。
第二控制信號(hào)可以包括提供到灰度電壓發(fā)生器的第三控制信號(hào)和提供到背光單元的第四控制信號(hào)。
在該情形，可以基于發(fā)射外部光的光源的類型產(chǎn)生第三控制信號(hào)，且可以基于外部光的亮度產(chǎn)生第四控制信號(hào)。
判定單元可以包括查找表，其中基于發(fā)射外部光的光源的類型將傳感信號(hào)的大小分類。
薄膜面板可以包括第一和第二面板，且照明傳感器可以對(duì)應(yīng)于通過形成于第一面板上的濾色器的光的能量輸出傳感信號(hào)。
第一面板可以為公共電極面板且第二面板可以為薄膜基板面板，其中照明傳感器包括形成于第二面板上的光傳感器。
濾色器可以為紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器和白濾色器之一。
而且，照明傳感器可以包括第一到第三傳感器，且第一到第三傳感器可以分別包括紅濾色器、綠濾色器和白濾色器。
判定單元可以輸出第一控制信號(hào)，用于基于從第二傳感器輸出的傳感信號(hào)來控制背光單元。
液晶顯示器可以為透射型、反射型和透反型的任意之一。
根據(jù)本發(fā)明的其它示范性實(shí)施例，提供有一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括薄膜面板，薄膜面板具有第一和第二面板和集成在薄膜面板上的照明傳感器，其中照明傳感器包括多個(gè)形成于第一面板上的濾色器、和多個(gè)形成于第二面板上且與多個(gè)濾色器相對(duì)的光傳感器。
多個(gè)濾色器可以包括紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器和白濾色器的至少兩種。多個(gè)濾色器可以包括紅濾色器、綠濾色器和白濾色器，或可以包括紅濾色器、綠濾色器和藍(lán)濾色器。
這里，光傳感器可以根據(jù)通過濾色器的光能來改變電阻。
每個(gè)光傳感器可以包括襯底、形成于襯底上的第一絕緣層、形成于第一絕緣層上的半導(dǎo)體層、形成于半導(dǎo)體層上的第一和第二電極、以及形成于第一和第二電極上的第二絕緣層。
第一和第二電極可以以梳齒形狀彼此交替。半導(dǎo)體層可以包括非晶硅。
照明傳感器可以形成于薄膜面板的邊緣上。
照明傳感器可以基于外部光輸出多個(gè)傳感信號(hào)，且液晶顯示器還可以包括相互比較傳感信號(hào)并基于相互比較傳感信號(hào)的結(jié)果輸出多個(gè)第一控制信號(hào)的判定單元、以及基于來自判定單元的第一控制信號(hào)輸出多個(gè)第二控制信號(hào)的信號(hào)控制器。這里，照明傳感器可以包括在輸入電壓和接地電壓之間串聯(lián)連接的第一和第二電阻。
第一電阻器可以為其電阻根據(jù)外部光變化的可變電阻器，且第二電阻器可以為具有恒定電阻的恒定電阻器。
液晶顯示器還可以包括連接到在可變電阻器和恒定電阻器之間的節(jié)點(diǎn)的輸出端子，輸出端子輸出傳感信號(hào)。這里，傳感信號(hào)可以正比于外部光的能量。
液晶顯示器的像素可以包括三原色的像素，且液晶顯示器還可以包括在三色的單元中產(chǎn)生多個(gè)灰度電壓的灰度電壓發(fā)生器，以及將內(nèi)部光提供到薄膜面板的背光單元。
第二控制信號(hào)可以包括提供到灰度電壓發(fā)生器的第三控制信號(hào)和提供到背光單元的第四控制信號(hào)。
可以基于發(fā)射外部光的光源的類型產(chǎn)生第三控制信號(hào)，且可以基于外部光的亮度產(chǎn)生第四控制信號(hào)。
判定單元可以包括查找表，其中基于發(fā)射外部光的光源的類型將傳感信號(hào)的大小分類。這里，照明傳感器可以對(duì)應(yīng)于通過形成于第一面板上的濾色器的光的能量輸出傳感信號(hào)。
濾色器可以為紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器和白濾色器之一。
照明傳感器可以包括第一到第三傳感器，且第一到第三傳感器可以分別包括紅濾色器、綠濾色器和白濾色器。
判定單元可以輸出第一控制信號(hào)，用于基于從第二傳感器的傳感信號(hào)輸出的傳感信號(hào)來控制背光單元。
液晶顯示器可以為透射型、反射型和透反型的任意之一。
根據(jù)本發(fā)明的其它示范性實(shí)施例，提供有一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括液晶面板組件、設(shè)置于液晶面板組件上且感測(cè)外部光的照明傳感器、產(chǎn)生多個(gè)灰度電壓的灰度電壓發(fā)生器、以及基于發(fā)射外部光的光源的類型將信號(hào)輸出到灰度電壓發(fā)生器的信號(hào)控制器，其中基于發(fā)射外部光的光源的類型控制灰度電壓。
液晶顯示器還可以包括將數(shù)據(jù)電壓提供到液晶面板組件的數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，其中將灰度電壓提供到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。
液晶顯示器還可以包括提供內(nèi)部光的背光單元，其中信號(hào)控制器進(jìn)一步基于外部光的亮度將信號(hào)輸出到背光單元，其中基于外部光的亮度控制背光單元的照明。


通過參考附圖的其示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯見，在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的示范性像素的等效電路圖；圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的簡(jiǎn)圖；圖4沿圖3所示的示范性實(shí)施例的線IV-IV’所取的橫截面圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的示范性薄膜面板的布局的簡(jiǎn)圖；圖6是沿圖5所示的包括示范性薄膜面板的LCD的示范性實(shí)施例的線VI-VI’所取的橫截面圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的另一示范性實(shí)施例的示范性薄膜面板的布局的簡(jiǎn)圖；圖8是沿圖7所示的包括示范性薄膜面板的LCD的示范性實(shí)施例的線VIII-VIII’所取的橫截面圖；圖9是示出圖3所示的示范性照明傳感器的布局的簡(jiǎn)圖；圖10是沿圖9所示的示范性照明傳感器的線X-X’所取的橫截面圖；圖11是圖10所示的示范性照明傳感器的等效電路圖；圖12是根據(jù)光的波長(zhǎng)通過分析各種光源的相對(duì)能量而獲得的曲線圖；圖13是根據(jù)光的波長(zhǎng)通過分析構(gòu)成圖9所示的示范性照明傳感器的各種濾色器的靈敏度特性而獲得的曲線圖；圖14是根據(jù)光源的類型將構(gòu)成圖9所示的示范性照明傳感器的各種濾色器的靈敏度特性分類的表；以及圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的方框圖。
具體實(shí)施例方式
之后，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，從而本發(fā)明可以被那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員付諸實(shí)踐。在附圖中，為了清晰地示出層和區(qū)域的目的，放大了厚度。
參考附圖現(xiàn)將進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的方框圖且圖2是根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的示范性像素的等效電路圖。圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的簡(jiǎn)圖且圖4是沿圖3所示的示范性實(shí)施例的線IV-IV’所取的橫截面圖。
如圖1所示，LCD包括液晶面板組件300、連接到液晶面板組件300的柵極驅(qū)動(dòng)器400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500、連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的灰度電壓發(fā)生器800、將光照射到液晶面板組件300的背光單元900，以及控制所有上述的元件的信號(hào)控制器600。
液晶面板組件300包括多條顯示信號(hào)線G1到Gn以及D1到Dm，以及連接到多條顯示信號(hào)線G1到Gn以及D1到Dm的多個(gè)像素。像素大致以矩陣排列，如等效電路圖所示。
顯示信號(hào)線G1到Gn以及D1到Dm包括多條用于傳輸柵極信號(hào)(也稱為“掃描信號(hào)”)的柵極線G1到Gn以及多條用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)線D1到Dm。柵極線G1到Gn大致在行方向(例如，橫向)延伸且大體彼此平行。數(shù)據(jù)線D1到Dm大致在列方向(例如，縱向)延伸且大體彼此平行。于是，數(shù)據(jù)線D1到Dm相對(duì)于柵極線G1到Gn基本垂直延伸，且通過比如柵極絕緣層的絕緣層彼此絕緣，如將在以下進(jìn)一步所述。
每個(gè)像素包括連接到相應(yīng)的顯示信號(hào)線G1到Gn以及D1到Dm的開關(guān)元件Q，和連接到開關(guān)元件Q的液晶電容器CLC和存儲(chǔ)電容器CST。在可替換的實(shí)施例中，如適當(dāng)可以省略存儲(chǔ)電容器CST。
比如薄膜晶體管(“TFT”)的開關(guān)元件Q是設(shè)置在下面板100上的三端子元件，其中控制端子(即柵極)和輸入端子(即源極)分別連接到相應(yīng)的柵極線G1到Gn和相應(yīng)的數(shù)據(jù)線D1到Dm，且輸出端子(即漏極)連接到液晶電容器CLC和存儲(chǔ)電容器CST。
液晶電容器CLC包括作為兩個(gè)電極的下面板100的每個(gè)像素電極190和上面板200的公共電極270以及作為介質(zhì)的兩個(gè)電極190和270之間的液晶層3。像素電極190連接到開關(guān)元件Q的輸出端子，且公共電極270形成于上面板200的整個(gè)表面上或基本整個(gè)表面上，且被供以公共電壓Vcom?；蛘?，具有棒(bar)或條(stripe)形的像素電極190和公共電極270可以都設(shè)置于下面板100上。
存儲(chǔ)電容器CST是LC電容器CLC的輔助電容器。存儲(chǔ)電容器CST包括像素電極190和獨(dú)立的信號(hào)線(未顯示)，其設(shè)置于下面板100上，經(jīng)由絕緣體重疊像素電極190，且被供以比如公共電壓Vcom的預(yù)定電壓?；蛘撸鎯?chǔ)電容器CST包括像素電極190和被稱為在前柵極線的相鄰柵極線，其經(jīng)由絕緣體重疊像素電極190。
為了彩色顯示，每個(gè)像素唯一地表現(xiàn)比如紅、綠和藍(lán)色的三原色之一(空間分割)，或在時(shí)間上順序表現(xiàn)三原色(時(shí)間分割)，由此獲得期望的色彩。圖2顯示了空間分割的實(shí)例，其中每個(gè)像素包括在面對(duì)像素電極190的上面板200的區(qū)域中表現(xiàn)三原色之一的濾色器230?；蛘撸瑸V色器230設(shè)置于下面板100上的像素電極190上或下。
背光單元90包括逆變器(未顯示)和光源910。光源910設(shè)置于液晶面板組件300下且包括至少一個(gè)燈。燈的實(shí)例可以包括冷陰極熒光燈(“CCFL”)、外部電極熒光燈(“EEFL”)和發(fā)光二極管(“LED”)。
使從光源910發(fā)射的光偏振的一個(gè)或更多的偏振器(未顯示)貼附到下和上面板100和200的至少一個(gè)。例如，第一偏振膜和第二偏振膜可以分別設(shè)置于下面板100和上面板200上。第一和第二偏振膜根據(jù)液晶層3的取向而調(diào)整了分別從外部提供到下面板100和上面板200的光的透射方向。
如圖3所示，液晶顯示面板組件300包括其中設(shè)置有大多數(shù)像素和顯示信號(hào)線D1到Dm和G1到Gn的顯示區(qū)DA，以及圍繞顯示區(qū)DA的周邊區(qū)PA。
照明傳感器700通過與形成像素和開關(guān)元件Q相同的工藝以在周邊區(qū)PA內(nèi)形成。即，在像素和開關(guān)元件Q形成于下面板100上時(shí)，基本同時(shí)形成部分的照明傳感器700。照明傳感器700用于根據(jù)環(huán)境光和室內(nèi)照明來產(chǎn)生輸出電壓Vout。
照明傳感器700包括多個(gè)傳感器701、702和703，如圖4所示，且傳感器701、702和703包括分別設(shè)置于上面板200上的紅、綠和白濾色器730R、730G和730W以及設(shè)置于下面板100上的光傳感器740R、740R和740W。將濾色器730R、730G和730W與光傳感器740R、740R和740W對(duì)準(zhǔn)。與在下面板100上形成像素和開關(guān)元件Q基本同時(shí)，在下面板100上形成光傳感器740R、740G和740W，如將在下進(jìn)一步所述。相似地，與在上面板200上形成顯示區(qū)DA中所使用的濾色器基本同時(shí)，在上面板200上可以形成濾色器730R、730G和730W。
判定單元750輸出控制信號(hào)CONT3，CONT3用于基于照明傳感器700的輸出電壓Vout控制信號(hào)控制器600。
灰度電壓發(fā)生器800在紅、綠和藍(lán)的單元中產(chǎn)生與像素的透射率相關(guān)的兩對(duì)灰度電壓。兩對(duì)之一具有相對(duì)于公共電壓Vcom的正值且另一對(duì)具有相對(duì)于其的負(fù)值。
柵極驅(qū)動(dòng)器400連接到液晶面板組件300的柵極線G1-Gn且合成來自外部裝置的柵極開啟電壓Von和柵極關(guān)閉電壓Voff以產(chǎn)生用于施加到柵極線G1-Gn的柵極信號(hào)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500連接到液晶顯示面板組件300的數(shù)據(jù)線D1-Dm且將數(shù)據(jù)電壓施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm，所述數(shù)據(jù)電壓選自從灰度電壓發(fā)生器800提供的灰度電壓。
可以將柵極驅(qū)動(dòng)器400或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500以玻璃上芯片(“COG”)的方式安裝在液晶面板組件300上?；蛘?，集成電路可以安裝在帶載封裝(“TCP”)上且可以將TCP貼附到液晶面板組件300。或者，可以在液晶面板組件300上直接形成執(zhí)行與集成電路芯片相同的功能的電路。
信號(hào)控制器600控制柵極驅(qū)動(dòng)器400、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500、灰度電壓發(fā)生器800和背光單元900的操作。
現(xiàn)將進(jìn)一步描述LCD的顯示操作。
信號(hào)控制器600被供以紅、綠和藍(lán)輸入圖像信號(hào)R、G和B且被輸入用于控制輸入圖像信號(hào)R、G和B的控制信號(hào)，比如來自外部圖像控制器(未顯示)的垂直同步信號(hào)Vsync、水平同步信號(hào)Hsync、主時(shí)鐘信號(hào)MCLK、和數(shù)據(jù)使能信號(hào)(data enable signal)DE。根據(jù)液晶面板組件300的操作條件，信號(hào)控制器600基于輸入圖像信號(hào)R、G和B和輸入控制信號(hào)而適當(dāng)?shù)靥幚韴D像信號(hào)R、G和B，產(chǎn)生柵極控制信號(hào)CONT1和數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2，且然后將柵極控制信號(hào)CONT1提供到柵極驅(qū)動(dòng)器400且將數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2和處理后的圖像信號(hào)DAT提供到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500。
另外，根據(jù)來自判定單元750的控制信號(hào)CONT3，信號(hào)控制器600分別將用于調(diào)節(jié)灰度電壓的控制信號(hào)CONT4和用于控制亮度的控制信號(hào)CONT5提供到灰度電壓發(fā)生器800和背光單元900。
柵極控制信號(hào)CONT1包括比如垂直同步開始信號(hào)STV的用于啟動(dòng)掃描的掃描開始信號(hào)，以及時(shí)鐘信號(hào)，比如至少一個(gè)柵極時(shí)鐘信號(hào)CPV，用于控制柵極開啟電壓Von的輸出時(shí)間。柵極控制信號(hào)CONT1還可以包括用于定義柵極開啟電壓Von的時(shí)間長(zhǎng)度的輸出使能信號(hào)OE。
數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2包括通知數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500開始向像素傳輸數(shù)據(jù)的水平同步開始信號(hào)STH、用于指示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500將數(shù)據(jù)電壓施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm的加載信號(hào)LOAD、和數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)。數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2還可以包括比如反轉(zhuǎn)信號(hào)RVS的用于反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)電壓的(相對(duì)于公共電壓Vcom)極性的反轉(zhuǎn)信號(hào)。
響應(yīng)來自信號(hào)控制器600的數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500為一組像素從信號(hào)控制器600接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)DAT，即已處理的圖像信號(hào)的包，將圖像數(shù)據(jù)DAT轉(zhuǎn)換為選自從灰度電壓發(fā)生器800提供的灰度電壓的模擬數(shù)據(jù)電壓，且將數(shù)據(jù)電壓施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm。
柵極驅(qū)動(dòng)器400響應(yīng)來自信號(hào)控制器600的柵極控制信號(hào)CONT1將柵極開啟電壓Von施加到柵極線G1-Gn，由此開啟連接到其的開關(guān)元件Q。將施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm的數(shù)據(jù)電壓通過激活的開關(guān)元件Q提供到相應(yīng)的像素。
施加到像素的數(shù)據(jù)電壓和公共電壓Vcom之間的差異被表達(dá)為跨過LC電容器CLC的充電后的電壓，即像素電壓。液晶分子具有根據(jù)像素電壓的大小的取向。
通過以水平周期(其由“1H”表示且等于水平同步信號(hào)Hsync和數(shù)據(jù)使能信號(hào)DE的一個(gè)周期)的單位來重復(fù)該過程，在一幀期間所有的柵極線被順序地提供以柵極開啟電壓Von，由此將數(shù)據(jù)電壓施加到所有的像素。當(dāng)在完成一幀之后下一幀開始時(shí)，施加到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2的一部分的反相控制信號(hào)如此被控制，使得數(shù)據(jù)電壓的極性被反轉(zhuǎn)(其被稱為“幀反相”)。反相控制信號(hào)還可以如此被控制使得在一幀中在數(shù)據(jù)線中流動(dòng)的數(shù)據(jù)電壓的極性被反轉(zhuǎn)(例如，線反相和點(diǎn)反相)，或使得在一個(gè)包中的數(shù)據(jù)電壓的極性被反轉(zhuǎn)(例如，列反相和點(diǎn)反相)。
現(xiàn)將參考圖5到10進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的示范性薄膜面板。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的示范性薄膜面板的布局的簡(jiǎn)圖，且圖6是沿圖5所示的包括示范性薄膜面板的LCD的示范性實(shí)施例的線VI-VI’所取的橫截面圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的另一示范性實(shí)施例的示范性薄膜面板的布局的簡(jiǎn)圖，且圖8是沿圖7所示的包括示范性薄膜面板的LCD的示范性實(shí)施例的線VIII-VIII’所取的橫截面圖。圖9是示出圖3所示的示范性照明傳感器的布局的簡(jiǎn)圖，且圖10是沿圖9所示的示范性照明傳感器的線X-X’所取的橫截面圖。
首先，將參考圖5、6、9和10描述根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例。
如圖6所示，LCD包括下面板100、上面板200和填充在兩個(gè)面板100和200之間的液晶層3。
首先，將描述有時(shí)被稱為公共電極面板的上面板200。
光屏蔽構(gòu)件220形成于由透明玻璃等制成的絕緣基板210上，且光屏蔽構(gòu)件220具有相對(duì)于下面板100上的像素電極190的多個(gè)開口，開口具有與像素電極190基本相同形狀?；蛘?，光屏蔽構(gòu)件220可以包括對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)線171的部分和對(duì)應(yīng)于TFT的部分。
多個(gè)濾色器230和730形成于絕緣基板210上，其中濾色器730在圖4和9中顯示，且它們的大多數(shù)設(shè)置于用光屏蔽構(gòu)件220圍繞的區(qū)域中。濾色器230可以顯示比如紅、綠和藍(lán)三原色的三種顏色之一，如上所述，且濾色器730可以顯示紅、綠和白之一。這里，如圖4中所示的白濾色器730W可以由為透明有機(jī)材料的光敏劑制成或根本不形成。
保護(hù)層(overcoat)250形成于濾色器230和730上。
由比如氧化銦錫(“ITO”)和氧化銦鋅(“IZO”)的透明導(dǎo)體制成的公共電極270形成于其下設(shè)置濾色器230的保護(hù)層250上，且取向?qū)?1形成于公共電極270上。
接下來，將進(jìn)一步描述有時(shí)被稱為TFT面板的下面板100。
根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例中，如在前在圖4中所示的光傳感器740構(gòu)成了照明傳感器700，且形成于下面板100的邊緣上。
多個(gè)柵極線121形成于絕緣基板110上。
柵極線121傳輸柵極信號(hào)且主要在水平方向(例如，橫向)上延伸，且部分的柵極線121形成了多個(gè)柵電極124。柵極線121的另一部分形成了在遠(yuǎn)離柵極線121的方向突出的多個(gè)突出127。
柵極線121包括由具有低電阻率的材料制成的導(dǎo)電層，所述材料比如銀(Ag)或銀合金的銀族金屬、比如鋁(Al)或鋁合金的鋁族合金、或比如銅(Cu)或銅合金的銅族金屬。柵極線121可以具有多層結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括上述的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和由與ITO或IZO具有出色物理、化學(xué)和電接觸特性的另一種材料制成的另一導(dǎo)電層，所述另一種材料比如鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)和其合金(例如，鉬鎢合金(MoW))。上層和下層的組合的實(shí)例可以包括鉻/鋁釹(Nd)合金。
柵極線121的側(cè)壁相對(duì)于絕緣基板110的表面傾斜，且該傾斜角在約30°到約80°的范圍中。
由氮化硅(SiNx)等制成的柵極絕緣層140形成于柵極線121上。
多個(gè)由氫化非晶硅(“a-Si”)或多晶硅制成的半導(dǎo)體島154形成于柵電極124上方的柵極絕緣層140上。相似地，半導(dǎo)體150形成為矩形形狀，作為光傳感器740的一部分，如圖9和10所示。
成對(duì)的島狀歐姆接觸構(gòu)件163和165形成于半導(dǎo)體154上，所述歐姆接觸構(gòu)件163和165由硅化物或比如以高濃度用n型雜質(zhì)摻雜的n+氫化a-Si的材料制成。成對(duì)的歐姆接觸構(gòu)件160a和160b也形成于半導(dǎo)體150上，如圖10所示。
半導(dǎo)體154和150以及歐姆接觸構(gòu)件163、165、160a和160b的側(cè)壁相對(duì)于絕緣基板110的表面傾斜，且該傾斜角在約30°到約80°的范圍中。
如圖5和6所示的多條數(shù)據(jù)線171、多個(gè)漏電極175、多個(gè)存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177以及如圖9和10所示的光傳感器740的多個(gè)輸入電極170和輸出電極176形成于歐姆接觸構(gòu)件163、165、160a和160b以及柵極絕緣層140上。
數(shù)據(jù)線171主要在垂直方向(例如，縱向)上延伸，基本垂直地與柵極線121交叉，且用于傳送數(shù)據(jù)電壓。從數(shù)據(jù)線171向漏電極175延伸的多個(gè)分支構(gòu)成了源電極173。一對(duì)源電極173和漏電極175彼此分開且分別設(shè)置于柵電極124的兩側(cè)。
輸入電極170和輸出電極176如此設(shè)置使得其多個(gè)分支以梳齒的形狀彼此交替，在其之間具有恒定的間隙，如圖9所示。即，將輸入電極170在一個(gè)方向上排列為梳齒形狀，而將輸出電極176在相對(duì)的方向上排列為梳齒形狀，電極170和176的梳齒交替設(shè)置于照明傳感器700上。構(gòu)成照明傳感器700的輸入和輸出端子的電極170和176的端部na和nb形成為具有比輸入和輸出電極170、176的寬度更大的區(qū)域，以促進(jìn)與照明傳感器700的外部的接觸。
柵電極124、源電極173和漏電極175與半導(dǎo)體154一起構(gòu)成了作為開關(guān)元件的TFT。TFT的溝道形成于源電極173和漏電極175之間的半導(dǎo)體154中。輸入電極170和輸出電極176構(gòu)成了光傳感器740。因?yàn)檩敵鲭姌O176排列成與輸入電極170交替，在輸入電極170和輸出電極176之間形成的溝道具有馬蹄鐵的形狀。
存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177重疊柵極線121的突出127。
數(shù)據(jù)線171、漏電極175、存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177、輸入電極170和輸出電極176優(yōu)選地由耐火金屬制成，比如但不限于鉻(Cr)、鉬(Mo)、其合金、鈦(Ti)和鉭(Ta)，但是可以具有多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括由具有低電阻率的銀族金屬或鋁族金屬制成的導(dǎo)電層和由與ITO或IZO具有出色物理、化學(xué)和電接觸特性的比如鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo)和其合金(例如，鉬鎢合金(MoW))的另一種材料制成的另一導(dǎo)電層。
數(shù)據(jù)線171、漏電極175、存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177、輸入電極170和輸出電極176的側(cè)壁相對(duì)于絕緣基板110的表面傾斜，且該傾斜角在約30°到約80°的范圍中。
歐姆接觸構(gòu)件163夾在半導(dǎo)體島154和源電極173之間，歐姆接觸構(gòu)件165夾在半導(dǎo)體島154和漏電極175之間，歐姆接觸構(gòu)件160a夾在半導(dǎo)體150和輸入電極170之間，歐姆接觸構(gòu)件160b夾在半導(dǎo)體150和輸出電極176之間。歐姆接觸構(gòu)件163、165、160a、160b用于減小歐姆電阻。
鈍化層180形成于數(shù)據(jù)線171、漏電極175、存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177、輸入電極170和輸出電極176以及半導(dǎo)體154和150的暴露的部分上。鈍化層180由具有出色平面度和感光性的有機(jī)材料、通過使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(“PECVD”)方法形成的具有低介電常數(shù)比如a-Si:C:O和a-Si:O:F的絕緣材料、或作為無機(jī)材料的氮化硅制成?；蛘?，鈍化層180可以具有包括有機(jī)材料和氮化硅的雙層結(jié)構(gòu)。
如圖5和6所示的用于暴露漏電極175、存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177和數(shù)據(jù)線171的端部分179的多個(gè)接觸孔185、187和182形成于鈍化層180中。
由ITO或IZO制成的多個(gè)像素電極190和多個(gè)接觸輔助構(gòu)件82形成于鈍化層180上。
像素電極190在物理和電學(xué)上分別通過接觸孔185和187連接到漏電極175和存儲(chǔ)電容器177，且被供以來自漏電極175的數(shù)據(jù)電壓，且將該數(shù)據(jù)電壓提供到存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177。
如上所述，因?yàn)橄袼仉姌O190和公共電極270構(gòu)成了液晶電容器CLC，即使在TFT被關(guān)閉之后也保持了所供給的電壓。為了提高電壓保持能力，通過使像素電極190與相鄰的柵極線121(稱為“在前柵極線”)重疊，形成了彼此并行連接到液晶電容器CLC的存儲(chǔ)電容器CST。為了提高電容，即提高存儲(chǔ)電容器CST的存儲(chǔ)電容，通過擴(kuò)大柵極線121以形成突出127，從而增加重疊的面積，且通過在鈍化層180下提供連接到像素電極190且與突出127重疊的存儲(chǔ)電容器導(dǎo)體177，從而減小突出127和像素電極190之間的距離。
像素電極190與相鄰的柵極線121和相鄰的數(shù)據(jù)線171重疊，由此增加了開口率。然而，在可替換的實(shí)施例中，像素電極190可以不與柵極線121和數(shù)據(jù)線171重疊。
接觸輔助構(gòu)件82通過接觸孔182連接到數(shù)據(jù)線171的端部分179。接觸輔助構(gòu)件82用于加強(qiáng)數(shù)據(jù)線171的端部分179和外部裝置之間的接觸性能，且保護(hù)它們。接觸輔助構(gòu)件82不總是必需的，而是可選的。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，透明導(dǎo)電聚合物被用作像素電極190的材料，在反射LCD的情況下使用不透明反射金屬。在該情形，接觸輔助構(gòu)件82可以由不同于像素電極190的、比如ITO或IZO的材料制成。
由聚酰亞胺制成的取向膜11形成于像素電極190和沒有被像素電極190覆蓋的鈍化層180的部分。
現(xiàn)將參考圖7和8描述根據(jù)本發(fā)明的LCD的另一示范性實(shí)施例。
LCD包括TFT面板100、與TFT面板100相對(duì)的公共電極面板200和夾置在兩個(gè)面板100和200之間且具有與面板100和200的表面垂直或平行取向的液晶分子的液晶層3。
在TFT面板100中，如圖7和8所示，多個(gè)柵極線121和多個(gè)存儲(chǔ)電極線131形成于由透明玻璃等制成的絕緣基板110上。
存儲(chǔ)電極線131主要在基本平行于柵極線121的水平方向(例如，橫向)上延伸，且包括構(gòu)成存儲(chǔ)電極133的多個(gè)突出。存儲(chǔ)電極131被供以比如施加到公共電極面板200的公共電極270的公共電壓Vcom的預(yù)定電壓。
柵極線121和存儲(chǔ)電極線131的側(cè)壁相對(duì)于絕緣基板110的表面傾斜，且該傾斜角在約20°到約80°的范圍中。
由氮化硅(SiNx)制成的柵極絕緣層140形成于柵極線121和存儲(chǔ)電極線131上。
由氫化a-Si或多晶硅制成的多個(gè)線形半導(dǎo)體151形成于柵絕緣層140上。線形半導(dǎo)體151基本平行于數(shù)據(jù)線171主要在垂直方向(例如，縱向)上延伸，且多個(gè)突出154從線形半導(dǎo)體151向柵電極124突出。多個(gè)延伸部157從突出154延伸。線形半導(dǎo)體151在數(shù)據(jù)線171與存儲(chǔ)電極線131和柵極線121交叉的位置的附近具有增加的寬度，且線形半導(dǎo)體151覆蓋了在這些區(qū)域中的柵極線121和存儲(chǔ)電極線的大的面積。
多個(gè)線形歐姆接觸構(gòu)件161和島形歐姆接觸構(gòu)件165形成于半導(dǎo)體151上，所述歐姆接觸構(gòu)件161和165由硅化物或比如以高濃度用n型雜質(zhì)摻雜的n+氫化a-Si的材料制成。線形歐姆接觸構(gòu)件161具有多個(gè)突出163，且成對(duì)的突出163和島形歐姆接觸構(gòu)件165形成于半導(dǎo)體151的突出154上。
半導(dǎo)體151和歐姆接觸構(gòu)件161、163和165的側(cè)壁相對(duì)于絕緣基板110的表面傾斜，且該傾斜角在約30°到約80°的范圍中。
多個(gè)數(shù)據(jù)線171和從其分開的多個(gè)漏電極175形成于歐姆接觸構(gòu)件161和165以及柵極絕緣層140上。
每個(gè)漏電極175包括與一個(gè)存儲(chǔ)電極133重疊的延伸部177。每個(gè)數(shù)據(jù)線171包括多個(gè)突出，且突出構(gòu)成了圍繞漏電極175的一個(gè)端部分的一部分的源電極173。柵電極124、源電極173和漏電極175與半導(dǎo)體151的突出154一起構(gòu)成了TFT，且TFT的溝道形成于源電極173和漏電極175之間的突出154上。
與柵極線121和存儲(chǔ)電極線131相似，數(shù)據(jù)線171和漏電極175的側(cè)壁相對(duì)于絕緣基板110的表面傾斜，且該傾斜角在約30°到約80°的范圍中。
由無機(jī)材料的氮化硅或氧化硅制成的鈍化層180形成于數(shù)據(jù)線171、漏電極175和半導(dǎo)體151的暴露的部分上。由具有出色平面度和感光度的有機(jī)材料制成的有機(jī)絕緣層188形成于鈍化層180上。這里，有機(jī)絕緣層188的表面具有不平的圖案且通過將不平的圖案轉(zhuǎn)移到反射電極194而最大化了形成于有機(jī)絕緣層188上的反射電極194的反射效率。有機(jī)絕緣層188從其中形成有柵極線121和數(shù)據(jù)線171的延伸部形成的墊部分(pad portions)被去除，且僅鈍化層180保留在其中。
用于暴露數(shù)據(jù)線171的端部分179的接觸孔182形成于鈍化層180中，用于暴露柵極絕緣層140和柵極線121的端部分129的接觸孔181也形成于鈍化層180中。用于暴露漏電極175的延伸部177的接觸孔185形成于鈍化層180和有機(jī)絕緣層188中。接觸孔182、181和185可以具有比如多邊形或圓形的多種形狀，且其側(cè)壁以約30°到約80°的范圍傾斜或是臺(tái)階形的。
多個(gè)像素電極190形成于有機(jī)絕緣層188上。
每個(gè)像素電極190包括形成于有機(jī)絕緣層188上的透明電極192和形成于透明電極192上的反射電極194。透明電極192可以由透明導(dǎo)電材料的ITO或IZO制成，且反射電極194可以由不透明和反射的鋁(Al)、鋁合金、銀(Ag)、或銀合金制成。每個(gè)像素電極190還可以包括由鉬(Mo)、鉬合金、鉻(Cr)、鈦(Ti)或鉭(Ta)制成的接觸輔助層(未顯示)。接觸輔助層保證了透明電極192和反射電極194之間的接觸性能，且用于防止透明電極192氧化反射電極194。
可以將一個(gè)像素分為透射區(qū)(TA)195和反射區(qū)(RA)。透射區(qū)(TA)195是去除反射電極194的區(qū)域，而反射區(qū)(RA)是反射電極194存在的區(qū)域。有機(jī)絕緣層188從透射區(qū)(TA)195去除，且透射區(qū)(TA)195的單元間隙是反射區(qū)(RA)中的單元間隙的兩倍。因此，可以補(bǔ)償當(dāng)光在反射區(qū)(RA)和透射區(qū)(TA)中通過液晶層3時(shí)產(chǎn)生的光程差的影響。
像素電極190在物理和電學(xué)上通過接觸孔185連接到漏電極175的延伸部177，且被供以來自漏電極175的數(shù)據(jù)電壓。被供以數(shù)據(jù)電壓的像素電極190通過與公共電極面板200上的公共電極270協(xié)作產(chǎn)生電場(chǎng)而重新取向液晶層3的液晶分子。
透明導(dǎo)電聚合物可以被用作像素電極190的材料，在反射LCD的情況下可以使用不透明的反射金屬。
多個(gè)接觸輔助構(gòu)件95和82形成于鈍化層180上，分別通過接觸孔181和182連接到柵極線121的端部分129和數(shù)據(jù)線171的端部分179。接觸輔助構(gòu)件95和82可以形成于與透明電極192或反射電極194相同的層內(nèi)。
用于補(bǔ)償液晶層3的相位滯后的第一和第二相位滯后層13和14分別形成于反射電極194和暴露的透明電極192上。通過固化由液晶分子制成的液晶層3，從而形成第一和第二相位滯后層13和14。
另一方面，在相對(duì)于TFT面板100的公共電極面板200中，稱為黑矩陣的光屏蔽構(gòu)件220形成于由比如透明玻璃的絕緣材料制成的基板210上。光屏蔽構(gòu)件220用于防止像素電極190之間的光泄漏，且界定與像素電極190相對(duì)的開口區(qū)域。
多個(gè)濾色器230形成于絕緣基板210上，且可以部分地形成于光屏蔽構(gòu)件220上，且可以部分地包括于由光屏蔽構(gòu)件220界定的開口區(qū)域中。
因?yàn)闉V色器230在透射區(qū)(TA)195中比在反射區(qū)(RA)中具有更大的厚度，可以補(bǔ)償由于通過透射區(qū)(TA)195和反射區(qū)(RA)中的濾色器230的流明數(shù)的差異所引起的色調(diào)的差異?；蛘?，通過保持濾色器230的厚度不變且在反射區(qū)(RA)中的濾色器230中形成孔，例如240，可以補(bǔ)償色調(diào)的差異。
由比如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料制成的公共電極270形成于光屏蔽構(gòu)件220和濾色器230上。
現(xiàn)將參考圖9到15描述具有上述結(jié)構(gòu)的照明傳感器700的操作。
圖11是圖10所示的示范性照明傳感器的等效電路圖，且圖12是根據(jù)光的波長(zhǎng)通過分析各種光源的相對(duì)能量而獲得的曲線圖。圖13是根據(jù)光的波長(zhǎng)通過分析構(gòu)成圖9所示的示范性照明傳感器的各種濾色器的靈敏度特性而獲得的曲線圖，且圖14是其中根據(jù)光源的類型將構(gòu)成圖9所示的示范性照明傳感器的各種濾色器的靈敏度特性分類的表；以及圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例的方框圖。
參考圖11，照明傳感器700產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于環(huán)境光的強(qiáng)度和類型的傳感信號(hào)Vout。
構(gòu)成圖9和11所示的照明傳感器700的圖3和4所示的傳感器701、702和703可以等效地表達(dá)為在輸入電壓Vin和接地端子GND之間串聯(lián)連接的可變電阻器R1和恒定電阻器R2，如圖11所示。將輸入電壓Vin通過輸入端子na施加到可變電阻器R1的一端，且將對(duì)應(yīng)于傳感信號(hào)的輸出電壓Vout通過輸出端子nb施加到可變電阻器R1的另一端。恒定電阻器R2可以安裝到與液晶面板組件300連接的印刷電路板(“PCB”)(未顯示)上。恒定電阻器R2的一端連接到輸出端子nb且其另一端連接到接地端子GND。
這里，光傳感器740由其電阻根據(jù)環(huán)境光的能量變化的光電阻器構(gòu)成。因此，光傳感器740可以被表達(dá)為可變電阻器R1，且可以和恒定電阻器R2被表達(dá)為圖11所示的等效電路。
基于圖10所示的半導(dǎo)體150的厚度D以及圖9所示的輸入和輸出電極170、176之間的寬度W和長(zhǎng)度L來決定例如對(duì)應(yīng)于入射光的能量Ep的光傳感器740的電阻器R1。
表達(dá)式1
Ep=EEλ]]>這里，Ep指示入射光的相對(duì)能量，E指示入射光的能量，且Eλ指示入射光的光子能量。
由表達(dá)式1定義的光能Ep通過濾色器730入射時(shí)產(chǎn)生的電子和空穴的數(shù)量n可以由表達(dá)式2決定。這里，基于絕緣基板110和絕緣層140的物理性質(zhì)和表面狀態(tài)來決定光的反射率r，而不考慮由絕緣基板110和絕緣層140吸收的光能的量。
表達(dá)式2n＝(1-r)Ep光傳感器740Rp的電導(dǎo)率σ可以就電子和空穴的遷移率μn和μp、電極的結(jié)構(gòu)即輸入和輸出電極170、176之間的寬度W和長(zhǎng)度L以及半導(dǎo)體層150的厚度D而言被表達(dá)為表達(dá)式3。從表達(dá)式3可以看出，電導(dǎo)率σ正比于光能量Ep，即入射光的相對(duì)能量的大小。
表達(dá)式3σ=q(μn+μp)(1-r)EpWDL]]>光傳感器740Rp的電阻R1可以由從表達(dá)式3推導(dǎo)出的表達(dá)式4表達(dá)。從表達(dá)式4，可以計(jì)算光傳感器740Rp的電阻R1相對(duì)于光能Ep的變化。
表達(dá)式4R1=LWDσ=L2q(μn+μp)(1-r)Ep]]>利用表達(dá)式4，通過調(diào)整740Rp的電極170、176的寬度W和長(zhǎng)度L和半導(dǎo)體150的厚度D可以定量地計(jì)算光傳感器740Rp的靈敏度。輸出電壓Vout可以由表達(dá)式5表達(dá)。
表達(dá)式5Vout=Vin×R2(R1+R2)]]>這里，因?yàn)殡S著光能Ep增加，從光傳感器740產(chǎn)生的電流增加，即電阻R1減小，相對(duì)的輸出電壓Vout增加。因此，輸出電壓Vout正比于光能Ep。于是，照明傳感器700的傳感信號(hào)Vout正比于光能Ep。
接下來，將描述構(gòu)件本發(fā)明的示范性照明傳感器700的光譜特性。
圖12顯示了通過分析根據(jù)光的波長(zhǎng)的各種光源的相對(duì)能量得到的曲線圖，所述光源比如日光、白熾光、燭光、熒光。在曲線圖中，橫坐標(biāo)的軸(x軸)指示可見光范圍中的波長(zhǎng)。
例如當(dāng)LCD是電視時(shí)，如此的光源通常產(chǎn)生電視的環(huán)境光。一般而言，電視主要在室內(nèi)使用，且在住宅、辦公室或建筑物中使用的光源不外乎熒光和白熾光。當(dāng)將電視設(shè)置于窗邊或在白天觀看時(shí)，電視可能受到比如日光的自然光的影響。
日光在大于450nm的波長(zhǎng)范圍中表現(xiàn)出幾乎均勻的能量分布，而白熾光隨著波長(zhǎng)增加表現(xiàn)出線性增加的能量分布。燭光表現(xiàn)出隨著波長(zhǎng)增加而指數(shù)增加的能量分布，而熒光表現(xiàn)出在450nm附近和500nm和600nm之間的相對(duì)高的能量分布。
另一方面，圖13顯示了相對(duì)于紅濾色器730R、綠濾色器730G和白濾色器730W的波長(zhǎng)的相對(duì)靈敏度和肉眼可見度。
構(gòu)成照明傳感器700的第一到第三傳感器701、702和703分別具有紅濾色器730R、綠濾色器730G和白濾色器730W，且各自的濾色器可以吸收或傳輸特定波長(zhǎng)范圍的能量。即，白濾色器730W傳輸在整個(gè)波長(zhǎng)范圍中的能量且在整個(gè)范圍中表現(xiàn)基本均勻的靈敏度。綠濾色器730G傳輸在450nm到600nm波長(zhǎng)范圍中的能量，且紅濾色器730R傳輸在大于或等于580nm的波長(zhǎng)范圍中的能量。這里，藍(lán)濾色器(未顯示)可以取代白濾色器730W使用。因?yàn)樽鳛楣獾娜齻€(gè)主要顏色的紅、綠和藍(lán)的總和導(dǎo)致了白，所以可以使用該事實(shí)來獲得白光的靈敏度。
這里，通過相互比較圖12和13所示的曲線圖，可以看出濾色器730R、730G、730W的靈敏度曲線與具有通過濾色器730R、730G、730W的光的波長(zhǎng)范圍中的能量的光源彼此相似。例如當(dāng)光源是熒光時(shí)，綠濾色器730G的靈敏度比較高。當(dāng)光源是白熾光時(shí)，紅濾色器730R的靈敏度比較高。當(dāng)光源是日光時(shí)，白濾色器730W的靈敏度比較高。另外方面，當(dāng)熒光和日光被混合作為光源時(shí)，綠濾色器730G和白濾色器730W的靈敏度比較高。在圖14所示的表中列出了輸出電壓Vout的相對(duì)靈敏度。
隨著濾色器730的靈敏度變大，即，隨著入射到光傳感器740的光能Ep變高，輸出電壓Vout變高。因此，如圖14所示，當(dāng)光源是白熾光時(shí)，紅濾色器730R和白濾色器730W的靈敏度比較高且因此包括紅濾色器730R和白濾色器730W的第一和第三傳感器701、703的輸出增加。當(dāng)光源是熒光時(shí)，綠濾色器730G和白濾色器730W的靈敏度比較高且因此包括綠濾色器730G和白濾色器730W的第二和第三傳感器702、703的輸出增加。當(dāng)光源是日光時(shí)，所有濾色器730R、730G、730W的靈敏度是高的且因此第一到第三傳感器701、702、703的輸出增加。還可以在表中進(jìn)一步列出與上述的光源不同的各種光源。例如，當(dāng)光源是燭光時(shí)，可以將紅濾色器730R的靈敏度設(shè)置為中間而將綠濾色器730G的靈敏度設(shè)置為低。
以該方法，根據(jù)本發(fā)明的LCD的示范性實(shí)施例具有用于識(shí)別將光提供到液晶面板組件300的光源的類型的光譜特性。
參考圖15，構(gòu)成照明傳感器700的第一到第三傳感器710、702、703分別產(chǎn)生輸出Vout1、Vout2和Vout3，且將輸出送到判定單元750。
判定單元750以查找表的形式存儲(chǔ)了在圖14所示的表中所列的數(shù)據(jù)，將三個(gè)輸出Vout1、Vout2和Vout3互相比較來決定光源，即室內(nèi)照明的亮度，以及光源的類型，且基于比較結(jié)果輸出多個(gè)控制信號(hào)CONT31和CONT32。可以基于如上所述的表來決定光源的類型，且可以基于輸出電壓Vout2決定光源的亮度。
例如，當(dāng)?shù)谝粋鞲衅?01的輸出Vout1低且第二和第三傳感器702、703的輸出Vout2和Vout3高時(shí)，光源是熒光且可以通過計(jì)算兩個(gè)輸出電壓Vout2和Vout3的平均或總和來獲得亮度。參考上述的圖13所示的曲線圖，因?yàn)榫G濾色器的敏感特性相似于肉眼可見度，可以優(yōu)選地基于包括綠濾色器的第二傳感器702的輸出電壓Vout2來測(cè)量室內(nèi)亮度或照明。
此時(shí)，控制信號(hào)CONT31可以與光源的類型相關(guān)而控制信號(hào)CONT32可以與室內(nèi)亮度或照明相關(guān)。
信號(hào)控制器600基于兩個(gè)控制信號(hào)CONT31和CONT32產(chǎn)生控制信號(hào)CONT4和CONT5，且產(chǎn)生的控制信號(hào)CONT4和CONT5被提供給灰度電壓發(fā)生器800和背光單元900。
例如，當(dāng)光源是白熾光時(shí)，增加了紅色的可見度。當(dāng)光源是熒光時(shí)，增加了綠色的可見度。在該情形，因?yàn)榧t屏幕看上去為更深的紅且綠屏幕看上去為更深的綠，所以色彩感降低了。
這里，信號(hào)控制器600將控制信號(hào)CONT4輸出到灰度電壓發(fā)生器800以降低紅的灰度電壓或綠的灰度電壓，由此提供生動(dòng)的色彩感覺。
例如，當(dāng)室內(nèi)亮度或照明低時(shí)，信號(hào)控制器600將控制信號(hào)CONT5輸出到背光單元900以降低背光單元900的照明。因此，因?yàn)闇p小了光的泄漏，所以可以減輕人眼的疲勞，且可以減少功耗。另外，當(dāng)降低背光單元900的照明時(shí)，可以延長(zhǎng)構(gòu)成背光單元900的燈(未顯示)的壽命。
人眼的視覺細(xì)胞包括柱細(xì)胞和錐細(xì)胞，其中柱細(xì)胞用于區(qū)分亮和暗，而錐細(xì)胞用于區(qū)分形狀和顏色。在具有低照明的室內(nèi)地方，柱細(xì)胞敏感地響應(yīng)具有短波長(zhǎng)的藍(lán)色，且由此將藍(lán)屏幕識(shí)別為更深的藍(lán)。另一方面，柱細(xì)胞對(duì)于紅不敏感且由此不能很好識(shí)別紅屏幕。因此，在該情形，通過將控制信號(hào)CONT5輸出到背光單元900以降低其亮度，且通過將控制信號(hào)CONT4輸出到灰度電壓發(fā)生器800以降低藍(lán)色的灰度電壓或提高紅色的灰度電壓或同時(shí)進(jìn)行藍(lán)色的灰度電壓的降低和紅色的灰度電壓的提高，可以獲得根據(jù)肉眼可見度的更清晰的色彩感覺。
雖然在本發(fā)明的上述的實(shí)施例中已經(jīng)描述了包括三種濾色器的光傳感器，但是可替換地，光傳感器可以包括一個(gè)或兩個(gè)濾色器或四個(gè)或更多的濾色器。而且，明顯的是可以將根據(jù)本發(fā)明的LCD應(yīng)用到反射LCD以及透射和透反LCD。
以該方式，利用與像素的開關(guān)元件相同的工藝，通過將照明傳感器700集成到液晶面板組件300中，可以減小成本。另外，通過基于光源的類型來控制灰度電壓，可以提供更清晰的屏幕，且通過基于室內(nèi)照明來調(diào)整背光的照明，還可以減小功耗和延長(zhǎng)燈的壽命。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，而是在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求、詳細(xì)描述和附圖的范圍的情況下可以以各種形式修改。因此，這樣的修改自然地屬于本發(fā)明的范圍。
本申請(qǐng)要求于2005年3月8日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2005-0019133的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容引入于此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種包括第一面板、第二面板和照明傳感器的薄膜面板，其中所述照明傳感器包括多個(gè)形成于所述第一面板上的濾色器，以及分別與所述多個(gè)濾色器相對(duì)的、形成于所述第二面板上的多個(gè)光傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜面板，其中所述多個(gè)濾色器包括紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器和白濾色器的至少兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜面板，其中所述多個(gè)濾色器包括紅濾色器、綠濾色器、和白濾色器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜面板，其中所述光傳感器根據(jù)通過所述濾色器的光能來改變電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜面板，其中所述多個(gè)濾色器包括紅濾色器、綠濾色器和藍(lán)濾色器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜面板，其中所述光傳感器根據(jù)通過所述濾色器的光能來改變電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜面板，其中每個(gè)光傳感器包括襯底；形成于所述襯底上的第一絕緣層；形成于所述第一絕緣層上的半導(dǎo)體層；形成于所述半導(dǎo)體層上的第一和第二電極；以及形成于所述第一和第二電極上的第二絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜面板，其中所述第二面板為包括多條柵極線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管面板，且每個(gè)光傳感器的所述第一和第二電極形成于與所述數(shù)據(jù)線相同的第二面板的層內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜面板，其中所述第一和第二電極以梳齒形狀彼此交替。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜面板，其中所述半導(dǎo)體層包括非晶硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜面板，其中所述照明傳感器形成于所述薄膜面板的邊緣上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜面板，其中所述第一面板為包括公共電極的公共電極面板，且所述第二面板為包括多個(gè)薄膜晶體管和像素電極的薄膜晶體管面板。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜面板，其中每個(gè)光傳感器產(chǎn)生正比于入射到所述照明傳感器的環(huán)境光的能量的輸出電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的薄膜面板，其中所述輸出電壓對(duì)應(yīng)于環(huán)境光的強(qiáng)度和類型。
15.一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括具有第一和第二面板以及照明傳感器的薄膜面板，所述照明傳感器集成于所述薄膜面板上，其中所述照明傳感器包括多個(gè)形成于所述第一面板上的濾色器，以及與所述多個(gè)濾色器相對(duì)的、形成于所述第二面板上的多個(gè)光傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其中所述多個(gè)濾色器包括紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器和白濾色器的至少兩種。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示器，其中所述多個(gè)濾色器包括紅濾色器、綠濾色器、和白濾色器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的液晶顯示器，其中所述光傳感器根據(jù)通過所述濾色器的光能來改變電阻。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示器，其中所述光傳感器根據(jù)通過所述濾色器的光能來改變電阻。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶顯示器，其中每個(gè)光傳感器包括襯底；形成于所述襯底上的第一絕緣層；形成于所述第一絕緣層上的半導(dǎo)體層；形成于所述半導(dǎo)體層上的第一和第二電極；以及形成于所述第一和第二電極上的第二絕緣層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的液晶顯示器，其中所述第二面板為包括多條柵極線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管面板，且每個(gè)光傳感器的所述第一和第二電極形成于與所述數(shù)據(jù)線相同的第二面板的層內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的液晶顯示器，其中所述第一和第二電極以梳齒形狀彼此交替。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的液晶顯示器，其中所述照明傳感器形成于所述薄膜面板的邊緣上。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其中所述照明傳感器基于外部光輸出多個(gè)傳感信號(hào)，且其中所述液晶顯示器還包括相互比較所述傳感信號(hào)并基于相互比較所述傳感信號(hào)的結(jié)果輸出多個(gè)第一控制信號(hào)的判定單元；以及基于來自所述判定單元的所述第一控制信號(hào)輸出多個(gè)第二控制信號(hào)的信號(hào)控制器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示器，其中所述照明傳感器包括在輸入電壓和接地電壓之間串聯(lián)連接的第一和第二電阻器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的液晶顯示器，其中所述第一電阻器為其電阻根據(jù)外部光變化的可變電阻器，且所述第二電阻器為具有恒定電阻的恒定電阻器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的液晶顯示器，還包括連接到在所述可變電阻器和所述恒定電阻器之間的節(jié)點(diǎn)的輸出端子，所述輸出端子輸出所述傳感信號(hào)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的液晶顯示器，其中所述傳感信號(hào)正比于所述外部光的能量。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的液晶顯示器，其中所述像素包括三種顏色的像素，且其中所述液晶顯示器還包括在三種顏色的單元中產(chǎn)生多個(gè)灰度電壓的灰度電壓發(fā)生器；以及將內(nèi)部光提供到所述薄膜面板的背光單元。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的液晶顯示器，其中所述第二控制信號(hào)包括提供到所述灰度電壓發(fā)生器的第三控制信號(hào)和提供到所述背光單元的第四控制信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的液晶顯示器，其中基于發(fā)射外部光的光源的類型產(chǎn)生所述第三控制信號(hào)，且基于所述外部光的亮度產(chǎn)生所述第四控制信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中所述判定單元包括查找表，在所述查找表中基于發(fā)射所述外部光的所述光源的類型將所述傳感信號(hào)的大小分類。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的液晶顯示器，其中所述照明傳感器對(duì)應(yīng)于通過形成于所述第一面板上的濾色器的光的能量輸出傳感信號(hào)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的液晶顯示器，其中所述濾色器為紅濾色器、綠濾色器、藍(lán)濾色器和白濾色器之一。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的液晶顯示器，其中所述照明傳感器包括第一到第三傳感器，且其中所述第一到第三傳感器分別包括所述紅濾色器、所述綠濾色器和所述白濾色器。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的液晶顯示器，其中所述判定單元輸出所述第一控制信號(hào)，用于基于從所述第二傳感器輸出的所述傳感信號(hào)來控制所述背光單元。
37.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示器，其中所述液晶顯示器為透射型、反射型和透反型的任意之一。
38.一種液晶顯示器，包括液晶面板組件；設(shè)置于所述液晶面板組件上且感測(cè)外部光的照明傳感器；產(chǎn)生多個(gè)灰度電壓的灰度電壓發(fā)生器；以及基于發(fā)射所述外部光的光源的類型，將信號(hào)輸出到所述灰度電壓發(fā)生器的信號(hào)控制器，其中基于發(fā)射所述外部光的光源的類型控制灰度電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜面板、以及具有薄膜面板和驅(qū)動(dòng)裝置的液晶顯示器。所述薄膜面板包括第一面板、第二面板和照明傳感器，其中所述照明傳感器包括多個(gè)形成于所述第一面板上的濾色器，以及與多個(gè)所述濾色器相對(duì)的形成于所述第二面板上的多個(gè)光傳感器。
文檔編號(hào)G02F1/136GK1831590SQ200610055100
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者李起讚 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社