專利名稱：用于自動控制亮度的液晶顯示設備和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示設備，并且更具體地，涉及用于自動控制亮度的液晶顯示設 備和方法，所述液晶顯示設備包括用于感測外部光亮度的感光器，使得所述感光器可以穩(wěn) 定地感測外部光而不受溫度或外部噪聲的影響。
背景技術(shù)：
本申請要求2009年12月21日提交的韓國專利申請No. 10-2009-0127944的權(quán)益， 此處以引證的方式并入其內(nèi)容，就像在此進行了完整闡述一樣。隨著信息時代的來臨，用于可視地顯示電子信息信號的顯示領域已經(jīng)得到快速發(fā) 展。從而，具有諸如纖薄、輕重量以及低功耗的優(yōu)良性能的各種平板顯示設備已經(jīng)得到快速 發(fā)展，并且用作陰極射線管(CRT)的替代。這些平板顯示設備的示例包括液晶顯示(LCD)設備、等離子顯示板(PDP)設備、場 致發(fā)射顯示(FED)設備、電致發(fā)光顯示(ELD)設備等，每一種這樣的設備都包括作為基本組 件的用于顯示圖像的平板顯示板。平板顯示板包括一對透明的絕緣基板，該對基板相互粘 接，其間插入有發(fā)光層或偏振材料層。在這些設備中，IXD設備使用電場來控制液晶的光透射，從而顯示圖像。圖像顯示 設備包括具有液晶單元的顯示板；用于將光照射到顯示板的背光單元；以及用于驅(qū)動液 晶單元的驅(qū)動電路。在IXD設備領域中，主要使用有源矩陣IXD (AMIXD)。在AMIXD中，一個薄膜晶體管 (TFT)限定一個像素，并且一個TFT作為開關(guān)部件來控制像素的電壓電平，從而改變像素的 光透射，由此顯示圖像。一般的IXD設備包括液晶板，其包括以矩陣形式設置來顯示圖像的多個TFT ；選 通驅(qū)動器，用于控制數(shù)據(jù)信號到液晶板的輸入；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用于將數(shù)據(jù)信號輸出到液晶 板；定時控制器，用于控制各個驅(qū)動器的定時；以及背光單元，用于將光照射到液晶板。背 光單元包括位于液晶板的后表面的背光部件，用于可視地顯示數(shù)據(jù)信號；以及控制單元， 用于控制所述背光部件。各個該組件從提供適于驅(qū)動各個該組件的電力的電源單元接收驅(qū) 動電力，并且控制單元被集成在印刷電路板(PCB)上。盡管未示出，但是背光部件可以是一個或更多個熒光燈或多個發(fā)光二極管(LED)。在具有這種配置的IXD設備中，氫化非晶硅(a-Si:H;在后文中稱為非晶硅)主 要用作TFT的半導體層。這是因為半導體層可以以大面積和高生產(chǎn)率來制造，并且可以在 350°C或更少的低基板溫度下沉積，或者可以使用便宜的絕緣基板。然而，非晶硅的特性可能由于光照射而惡化。另外，由于TFT的電特性(低場效應 遷移率0. 1到1. OcmVv · S)和可靠性的惡化，在驅(qū)動電路中難以使用非晶硅。因此，在非晶硅TFT基板中，使用帶載封裝(TCP)驅(qū)動集成電路(IC)來連接絕緣 基板和PCB。因此，驅(qū)動IC所需的成本占據(jù)了大部分生產(chǎn)成本。同時，液晶板通過將兩個基板相互粘接來形成，并且被分成顯示區(qū)域和非顯示區(qū)域，在顯示區(qū) 域中形成TFT以顯示圖像，而在非顯示區(qū)域中形成驅(qū)動器和信號線。更詳細地，在顯示區(qū)域中，多條選通線和數(shù)據(jù)線以矩陣形式設置，從而相互交叉， 并且在選通線和數(shù)據(jù)線相互交叉的交叉處形成TFT。選通驅(qū)動器和數(shù)據(jù)驅(qū)動器從外部設備接收掃描信號和數(shù)據(jù)信號，并且通過選通線 和數(shù)據(jù)線來控制顯示區(qū)域的TFT，由此改變液晶的光透射。盡管未示出，但是定時控制器和電源單元被安裝在獨立安裝的PCB上，以連接到 選通驅(qū)動器和數(shù)據(jù)驅(qū)動器。背光單元被安裝在液晶板的后表面上。在使用非晶硅或多晶硅的IXD設備中，因為背光單元生成的光是恒定的，所以對 于根據(jù)外部光亮度來控制LCD設備的亮度而言存在限制。因此，為了控制液晶顯示設備的 亮度，嘗試控制背光單元的輸入電壓，或者嘗試使用感光器等來測量外部光亮度，并反饋外 部光亮度以控制LCD設備的背光燈的亮度。后文中，將參照附圖來描述常規(guī)IXD設備。圖1是示出包括外部感光器的常規(guī)移動電話的圖。圖1示出了常規(guī)LCD設備(即移動電話1)的應用。移動電話包括對應于液晶板 的屏幕5，和具有小型鍵盤20的外部單元，以使得用戶能夠控制在屏幕5上顯示的圖像。用于接收和感測外部光的外部光傳感器10被進一步包括在小型鍵盤20中。S卩，近來，在移動設備或小型和中型尺寸型號的設備中，用于感測外部光的傳感器 獨立于液晶板被安裝在外部單元中。另選地，在移動電話中，外部光傳感器可以被進一步包 括在攝像單元中。在這種情況下，外部光傳感器10作為獨立傳感器被形成在半導體晶片上，并且獨 立于液晶板而被包括在獨立模塊中。常規(guī)IXD設備具有以下問題。為了控制背光單元的亮度，用于感測外部光的外部光傳感器獨立于液晶板而作為 獨立模塊被包括在LCD設備的外部單元中。在這種情況下，對于操作外部光傳感器而言，該 獨立模塊是必需的，由此增加了設備的價格。另外，需要安裝該獨立模塊的工序，因此在LCD 設備中組裝該獨立模塊變得很復雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用于自動控制亮度的液晶顯示設備和方法，其能夠基本上 克服因相關(guān)技術(shù)的局限和缺點帶來的一個或更多個問題。本發(fā)明的目的在于提供包括感光器的液晶顯示設備以及用于自動控制亮度的方 法，所述感光器用于感測外部光的亮度，使得所述感光器可以穩(wěn)定地感測外部光而不受溫 度或外部噪聲的影響。本發(fā)明的附加優(yōu)點、目的和特征將在下面的描述中部分描述且將對于本領域普通 技術(shù)人員在研究下文后變得明顯，或可以通過本發(fā)明的實踐來了解。通過書面的說明書及 其權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點，按照本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述，一種 液晶顯示設備包括液晶板，在所述液晶板中限定有顯示區(qū)和非顯示區(qū)，并且所述液晶板包 括彼此相對的第一基板和第二基板以及填充于所述第一基板和第二基板之間的液晶層，所述第一基板具有從所述第二基板突出的外部部分；形成于所述第一基板的所述非顯示區(qū)中 的選通驅(qū)動器和數(shù)據(jù)驅(qū)動器；形成于所述第一基板的所述外部部分中的感光器； 形成于所 述第一基板的被所述第二基板覆蓋的所述非顯示區(qū)中的虛設傳感器；形成于所述液晶板之 下的背光單元；以及控制單元，其包括用于控制所述選通驅(qū)動器、所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器和所述背 光單元的定時控制器，以及用于提供電源電壓的電源單元。所述控制單元可以包括被配置為將從所述感光器輸出的光強度與從所述虛設傳 感器輸出的光強度進行比較的比較器、被配置為通過由所述比較器檢測到的光強度差來計 算外部光的亮度的計算器、以及被配置為根據(jù)所述外部光的所述亮度來控制背光亮度的亮 度控制器。該液晶顯示設備還可以包括形成于所述第一基板和所述第二基板中的每一方上 并且位于所述虛設傳感器之上和之下的遮光層。所述第一基板可以包括多條選通線和數(shù)據(jù)線，所述選通線和數(shù)據(jù)線在所述顯示 區(qū)中彼此交叉以限定像素區(qū)；形成于所述選通線和所述數(shù)據(jù)線的交叉處并且包括由多晶硅 層形成的半導體層的薄膜晶體管(TFT)，所述多晶硅層是通過對非晶硅層進行低溫結(jié)晶而 獲得的；以及分別形成于所述像素區(qū)中的像素電極。所述感光器和所述虛設傳感器中的每一方可以由包括多晶硅層的薄膜晶體管 (TFT)形成。此時，所述感光器和所述虛設傳感器可以是在形成所述TFT的工序中同時形成 的。所述選通驅(qū)動器和所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器可以是在形成所述選通線、所述數(shù)據(jù)線、所述 TFT和所述像素電極的工序中同時形成的。所述第二基板還可以包括與所述多條選通線和數(shù)據(jù)線相對應的黑底層；以及與 所述像素區(qū)相對應的濾色器層。還可以在所述第一基板上并在所述感光器之下形成遮光層?？梢园ǘ鄠€所述感光器和虛設傳感器。在本發(fā)明的另一個方面，一種用于在液晶顯示設備中自動控制亮度的方法包括以 下步驟將從感光器輸出的光強度與從虛設傳感器輸出的光強度進行比較；通過從所述感 光器輸出的所述光強度與從所述虛設傳感器輸出的所述光強度之差來計算外部光的亮度； 以及根據(jù)所計算的外部光的亮度來控制背光亮度。當從所述感光器輸出的所述光強度與從所述虛設傳感器輸出的所述光強度之差 大于閾值時可以進行通過從所述感光器輸出的所述光強度與從所述虛設傳感器輸出的所 述光強度之差來計算所述外部光的亮度的操作。所述感光器可以由薄膜晶體管形成，在所述薄膜晶體管中光電流根據(jù)外部光而改 變。在該情況下，可以通過檢測從所述感光器和所述虛設傳感器輸出的電壓之差或從所述 感光器和所述虛設傳感器輸出的電流之差，來進行將從所述感光器輸出的所述光強度與從 所述虛設傳感器輸出的所述光強度進行比較的操作。應當理解，本發(fā)明的上述一般描述和下述詳細描述是示例性和說明性的，且旨在 提供所要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。本發(fā)明的用于自動控制亮度的液晶顯示設備和方法具有以下效果。由于能夠檢測光強差的感光器和虛設傳感器是在包括由低溫工序形成的多晶硅層的基板上形成TFT的工序中同時形成的，所以通過計算虛設傳感器的輸出值而排除外部 光造成的影響，并且因此可以通過外部光來自動控制背光亮度。S卩，如果感光器實際應當工作的環(huán)境是異常的，例如，如果環(huán)境溫度升高或者因為 另一光源的存在而發(fā)生噪聲，則通過來自虛設傳感器的輸出消除了溫度或噪聲的影響，并 且因此可以通過自動亮度控制來防止故障。


附圖被包括在本申請中以提供對本發(fā)明的進一步理解，并結(jié)合到本申請中且構(gòu)成 本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。 附圖中圖1是示出包括外部感光器的常規(guī)移動電話的圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示(LCD)設備的平面圖；圖3是示出圖2的自動亮度控制設備的示意性框圖；圖4是示出圖3的自動亮度控制設備的傳感器單元的配置的截面圖；圖5A和圖5B是示出光電流根據(jù)圖4的傳感器單元的晶體管的Vds的變化而變化 的圖；圖6是示出入射到傳感器單元的晶體管的光強度以及此時產(chǎn)生的光電流的水平 的圖；圖7A和7B是示出當W/L分別設為16/4和16/6時Vds對根據(jù)亮度的光電流的 圖；圖8A和8B是示出當W/L分別設為16/4和16/6時亮度對根據(jù)Vds的光電流的圖； 以及圖9是示出傳感器單元每單位面積產(chǎn)生的光電流的圖。
具體實施例方式這之后將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的用于自動控制亮度的液晶顯示(LCD) 設備和方法。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的LCD設備的平面圖，而圖3是示出圖2的自動亮度控制 設備的示意性框圖。如圖2和3所示，在本發(fā)明的IXD設備中，限定有顯示區(qū)(A/A)和非顯示區(qū)。IXD設 備包括第一基板100、第二基板200和液晶層(未示出)，所述液晶層填充于所述第一和第 二基板100和200之間。第一基板100包括外部部分從第二基板200突出的液晶板1000， 形成于第一基板100的非顯示區(qū)中的選通驅(qū)動器110和數(shù)據(jù)驅(qū)動器120，形成于第一基板 100的外部部分上的感光器140，形成于第一基板100的非顯示區(qū)并被第二基板200覆蓋的 虛設傳感器130，形成于液晶板之下的背光單元(未示出)，以及用于控制所述選通驅(qū)動器 110、數(shù)據(jù)驅(qū)動器120和背光單元的控制單元300。薄膜晶體管(TFT)陣列形成在第一基板100的顯示區(qū)中，并且用于向TFT陣列施 加信號的布線焊盤以及與其連接的選通驅(qū)動器110和數(shù)據(jù)驅(qū)動器120形成在非顯示區(qū)中。 此時，選通驅(qū)動器110和數(shù)據(jù)驅(qū)動器120兩者均包括在第一基板100中，并且在形成所述形成于第一基板100上的TFT陣列的工序中同時形成。感光器140和虛設傳感器130兩者均形成在液晶板1000的非顯示區(qū)中(顯示區(qū) A/A之外)。虛設傳感器130被包括在不受外部光影響的區(qū)域中，而感光器140被包括在受 外部光影響的區(qū)域中。感光器140和虛設傳感器130在形成TFT陣列的工序中同時形成。 感光器140形成在從第二基板200露出的區(qū)域中以接收外部光，而虛設傳感器130形成在 被第二基板200覆蓋的區(qū)域中。在這種情況下，還在第二基板200上形成黑底201并被虛 設傳感器130覆蓋。感光器140包括直接連接到控制單元300，更具體地連接到處理器330的連接導線 142。如示出的，考慮到區(qū)域之間光強度的偏差，包括有多個感光器。盡管未示出，虛設傳感器130還連接到控制單元300的處理器330。此外，還可以在第一基板100在虛設傳感器130和感光器140之下的部分上形成 遮光層151。在這種情況下，形成于第一基板100上的遮光層151防止背光單元的影響。如 果背光單元與虛設傳感器130或感光器140所在的非顯示區(qū)不相對應，則可以省略該遮光 層151。然而，包括虛設傳感器130，以便于消除由于外部光之外的因素影響所造成的噪聲。 因此，雖然背光單元與非顯示區(qū)不對應，但是優(yōu)選地包括遮光層151來防止干擾光等的影 響?？刂茊卧?00是印刷電路板(PCB)，其包括定時控制器310和用于供給電源電壓的 電源單元320。控制單元300包括用于將從感光器140和虛設傳感器130輸出的感測值進 行比較的處理器330。處理器330包括用于將從感光器輸出的光強度與從虛設傳感器輸出的光強度進 行比較的比較器160、用于通過比較器160檢測的光強差來計算外部光亮度的計算器170、 以及用于根據(jù)外部光亮度控制背光亮度的亮度控制器180。除了感光器140之外還包括虛設傳感器130以及處理器包括比較器160的原因在 于，由于與另一光源橫向入射的光的干擾，或者環(huán)境溫度的升高，用于感測實際外部光的感 光器140可能不能精確地檢測外部光，并且可能感測到錯誤的值。S卩，位于不受外部光影響的區(qū)域中的虛設傳感器130的輸出與用于接收外部光的 感光器140的輸出由于光強差而是彼此不同的。因此，計算器170通過光強差來判斷外部 光的亮度。此時，僅當從感光器輸出的光強度與從虛設傳感器輸出的光強度之差大于預定閾 值時，計算器170根據(jù)外部光的亮度控制背光亮度，并且當所述差小于所述預定閾值時確 定所述差是由從另一光源入射的光的干擾或者由環(huán)境溫度產(chǎn)生的，從而不進行自動亮度控 制操作。遮光層151和黑底層201的遮光材料形成在第一和第二基板100和200上，以與 虛設傳感器130相對應。如果輸入外部光，則外部光通過第二基板200和黑底201并穿過 液晶層輸入到虛設傳感器130。隨后，大多數(shù)外部光被遮蔽，使得入射到虛設傳感器130的 光強度顯著減小或基本上接近0。因為虛設傳感器130在由TFT形成時基本上不吸收外部 光，所以測得的光電流也接近為0。相反，感光器140被定位為使得外部光被輸入到感光器而不通過第二基板200或 遮光層201以及液晶層，以吸收外部光而不同于虛設傳感器130。因此，感光器由TFT形成，光電流隨外部光強度增加而增加，并且因此電壓值Vds與外部光強度成比例地增加。第一基板100在顯示區(qū)A/A中包括多條選通線(未示出)和數(shù)據(jù)線(未示出)， 它們彼此交叉以限定像素區(qū)；形成于選通線和數(shù)據(jù)線的交叉處并且包括由多晶硅層制成的 半導體層的TFT(未示出)；以及分別形成于該像素區(qū)中的像素電極。在形成TFT的工序中，虛設傳感器130和感光器140由包括多晶硅層的TFT形成。 另選地，感光器和虛設傳感器在形成TFT的工序中同時形成。優(yōu)選的是，選通驅(qū)動器110和數(shù)據(jù)驅(qū)動器120在形成選通線、數(shù)據(jù)線、TFT和像素 電極的工序中同時形成。第二基板200包括濾色器陣列，所述濾色器陣列與其中形成有TFT陣列的顯示區(qū) 相對應。即，濾色器陣列還可以包括與所述多條選通線和數(shù)據(jù)線相對應的黑底層201，以及 與像素區(qū)相對應的濾色器層202。優(yōu)選的是，還在第一基板上所述感光器130之下形成遮光層。可以包括多個感光器和虛設傳感器。由于低溫多晶硅(LTPS)形成工序中的激光結(jié)晶或金屬誘發(fā)結(jié)晶，構(gòu)造TFT的半導 體層的多晶硅層通過相對低溫的工序形成。在高溫工序中，處理溫度接近1000°c，這高于足 以使絕緣基板改性(modify)的溫度。另外，玻璃基板呈現(xiàn)出差的耐熱性。因此，應當使用 具有良好耐熱性的昂貴的石英基板。此外，當通過高溫工序形成多晶硅薄膜時，由于諸如細 晶粒或高表面粗糙度的低結(jié)晶度，與通過低溫工序形成的多晶硅層相比，設備的應用性質(zhì) 被惡化。因此，建議了通過使能夠經(jīng)受低溫沉積的非晶硅結(jié)晶來形成多晶硅層的技術(shù)。因為包括了由多晶硅制成的半導體層，所以可以實現(xiàn)具有預定速率的晶體管。因 此，使用該晶體管，選通驅(qū)動器110和數(shù)據(jù)驅(qū)動器120的電路可以直接安裝在第一基板100 上。即，選通驅(qū)動器110和數(shù)據(jù)驅(qū)動器120的各電路均是由包括多晶硅層的TFT形成的，所 述多晶硅層通過低溫結(jié)晶形成，由此獲得高速率。在這種情況下，選通驅(qū)動器110和數(shù)據(jù)驅(qū)動器120的控制信號的生成以及圖像信 號的提供是由控制單元300的定時控制器310進行的。圖4是示出圖3的自動亮度控制設備的傳感器單元的配置的截面圖。如圖4所示，自動亮度控制設備的傳感器單元包括虛設傳感器130和感光器140， 所述虛設傳感器130和感光器140分別形成于第一基板100上不接收外部光的區(qū)域中和接 收外部光的區(qū)域中，如圖2所示，并且它們在配置上等同于所述TFT。S卩，虛設傳感器130在第一基板100上包括遮光層151、緩沖層102、在緩沖層102 的預定區(qū)域中由低溫結(jié)晶多晶硅形成的半導體層113、形成于半導體層113的中心部分且 其間夾有柵絕緣膜104的柵極115、以及電連接到半導體層113兩側(cè)并形成于柵極115上其 間夾有保護膜107的源極和漏極116a和116b。保護膜107和柵絕緣膜104中的每一個還包括用于露出半導體層113的兩側(cè)的接 觸孔。還在第二基板200上形成黑底層201和公共電極203，以與其上形成有虛設傳感器 130的第一基板100相對。 在待形成的LCD設備使用垂直電場的情況下包括公共電極203。如果形成于第一 基板100上的像素電極和公共電極使用水平電場，則可以省略該公共電極。
液晶層250填充在其上形成有虛設傳感器130的第一基板100與第二基板200之 間。在此情況下，如果虛設傳感器130形成在形成于第一基板100和第二基板200的邊緣 的密封圖案(未示出)中，則包括該液晶層250，否則則省略該液晶層250。與虛設傳感器130不同，感光器140不與第二基板200和形成于第二基板表面上 的黑底層201相對應，并且不與液晶層250和遮光層151相對應。即，感光器140在第一基 板100上包括緩沖層102、在緩沖層102的預定區(qū)域中由低溫結(jié)晶多晶硅制成的半導體層 103、形成于半導體層103的中心部分其間夾有柵絕緣膜104的柵極105、以及電連接到半導 體層103兩側(cè)并形成于柵極105上其間夾有保護膜107的源極和漏極106a和106b。在此情況下，如上面描述的，可以通過檢測從感光器和虛設傳感器輸出的電壓之 差或者檢測從感光器和虛設傳感器輸出的電流之差來進行將從具有TFT形狀的感光器輸 出的光強度與從虛設傳感器輸出的光強度進行比較的步驟。在構(gòu)造感光器或虛設傳感器的TFT中，通過摻雜ρ+型雜質(zhì)來形成半導體層的源區(qū) (源極接觸部分)，通過摻雜η+型雜質(zhì)來限定漏區(qū)(漏極接觸部分)。當向構(gòu)造感光器或虛設傳感器的晶體管的柵極和漏極施加OV來進行感測功能并 向漏極施加-5V到15V的電壓時，如下測量光電流的變化。圖5Α和5Β是示出光電流根據(jù)圖4的傳感器單元的晶體管的Vds的變化而出現(xiàn)的 變化的圖。在圖5Α和5Β中，在晶體管形成為圖4中所包括的感光器140之后，通過控制除上 述電壓條件之外的入射光來測量光電流。在此情況下，當向源極和柵極施加相同的OV電壓時，晶體管起到P-本征-N(PIN) 二極管的作用。因此，當施加負電壓時，確定施加了前向電壓。所以，電流根據(jù)電壓而增加。 如果施加正電壓，則測得的光電流具有小的值。因此，可以看到，隨著亮度增加，光電流相對 于正電壓接近飽和。在此情況下，如圖5Β所示，可以看到，甚至在18尼特的低亮度環(huán)境中，也產(chǎn)生了區(qū) 別于暗電流(0尼特)的光電流。通過檢測光電流可以檢測傳感器單元的外部光。圖6是示出入射到傳感器單元的晶體管的光強度以及此時產(chǎn)生的光電流水平的 圖。從圖6可以看到，光電流隨著光強度增加而基本上線性地增加。圖7Α和7Β是示出當W/L分別被設為16 μ m/4 μ m和16 μ m/6 μ m時Vds對根據(jù)亮 度的光電流的圖。如圖7A和7B所示，當半導體層的W/L的條件為16 μ m/4 μ m或16 μ m/6 μ m時，光 電流隨Vds增加而增加。此外，可以看到，如果環(huán)境亮度增加，則光電流增加。然而，可以看 到，隨著長度L相對于相同寬度W增加，在特定電壓值Vds處迅速出現(xiàn)飽和。圖8A和8B是示出當W/L分別被設為16 μ m/4 μ m和16 μ m/6 μ m時亮度對根據(jù) Vds的光電流的圖。從圖8A和8B可以看到，如果亮度增加，則光電流增加，并且表示比例關(guān)系的斜率 隨Vds增加而增加。圖9是示出傳感器單元每單位面積產(chǎn)生的光電流的圖。圖9示出當W/L條件為8μπι/8μπι、16μπι/4μπι禾口 16 μ m/16 μ m時通過將光電流除以半導體層的面積而獲得的每單位面積(IymXlym)的光電流。此時，施加在該設備 兩端的反向偏置的電場為7500V/cm。在2000尼特的亮度時每單位面積產(chǎn)生的光電流約為 3Χ10_13Α/μπι2?？梢钥吹?，如果光接收面積相同，產(chǎn)生的光電流是相似的。如從上述實驗可以看到的，在構(gòu)造本發(fā)明的感光器的TFT中，如果外部光亮度增 加則光電流增加。該趨勢隨著Vds增加而增加。選擇包括構(gòu)造感光器的TFT的Vds的電壓條件并感測光電流，由此判斷外部光的亮度。在相同條件下，為了比較，還將具有與感光器相同的條件的電壓施加到構(gòu)造虛設 傳感器的TFT。能夠感測光的傳感器定位在液晶板TFT陣列、焊盤部分或面板外部部分上。一個或更多個傳感器定位在所述面板上并在制造下基板的工序中形成。對于傳感器，除了用于感測外部光的傳感器之外，形成對由于外部光或其它因素 造成的光電流變化不敏感的虛設傳感器。對所述傳感器的輸出進行比較以控制背光單元的亮度?？梢暂敵鲎兓敵鲎鳛殡娏骰螂妷褐担⑶覍亩鄠€傳感器輸出的值進行比較。在多晶硅液晶板中，各種功能是必要的。為了使用外部光控制面板的亮度，將傳感 器安裝在面板中。由于用作感光器的PIN 二極管響應于光而產(chǎn)生光電流并且響應于溫度而產(chǎn)生電 流，所以虛設傳感器位于面板外部，使得對傳感器的電流進行比較。因此，基本上可以僅通 過光的影響來控制背光。對于本領域技術(shù)人員而言很明顯，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的條件下，可以 在本發(fā)明中做出各種修改和變型。因而，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物的 范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設備，該液晶顯示設備包括液晶板，在所述液晶板中限定有顯示區(qū)和非顯示區(qū)，并且所述液晶板包括彼此相對的 第一基板和第二基板以及填充于所述第一基板和第二基板之間的液晶層，所述第一基板具 有從所述第二基板突出的外部部分；形成于所述第一基板的所述非顯示區(qū)中的選通驅(qū)動器和數(shù)據(jù)驅(qū)動器；形成于所述第一基板的所述外部部分中的感光器；形成于所述第一基板的被所述第二基板覆蓋的所述非顯示區(qū)中的虛設傳感器；形成于所述液晶板之下的背光單元；以及控制單元，其包括用于控制所述選通驅(qū)動器、所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器和所述背光單元的定時 控制器，以及用于提供電源電壓的電源單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設備，其中所述控制單元包括被配置為將從所述感 光器輸出的光強度與從所述虛設傳感器輸出的光強度進行比較的比較器、被配置為通過由 所述比較器檢測到的光強度差來計算外部光的亮度的計算器、以及被配置為根據(jù)所述外部 光的所述亮度來控制背光亮度的亮度控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設備，該液晶顯示設備還包括形成于所述第一基板 和所述第二基板中的每一方上并且位于所述虛設傳感器之上和之下的遮光層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設備，其中所述第一基板包括多條選通線和數(shù)據(jù)線，所述選通線和數(shù)據(jù)線在所述顯示區(qū)中彼此交叉以限定像素區(qū)；形成于所述選通線和所述數(shù)據(jù)線的交叉處并且包括由多晶硅層形成的半導體層的薄 膜晶體管TFT，所述多晶硅層是通過對非晶硅層進行低溫結(jié)晶而獲得的；以及分別形成于所述像素區(qū)中的像素電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設備，其中所述感光器和所述虛設傳感器中的每一 方由包括多晶硅層的薄膜晶體管TFT形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示設備，其中所述感光器和所述虛設傳感器是在形成 所述TFT的工序中同時形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示設備，其中所述選通驅(qū)動器和所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器是在 形成所述選通線、所述數(shù)據(jù)線、所述TFT和所述像素電極的工序中同時形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設備，其中所述第二基板還包括與多條選通線和數(shù)據(jù)線相對應的黑底層；以及與所述像素區(qū)相對應的濾色器層。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示設備，其中還在所述第一基板上并在所述感光器之 下形成遮光層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設備，其中包括多個所述感光器和虛設傳感器。
11.一種用于在液晶顯示設備中自動控制亮度的方法，所述液晶顯示設備包括液晶 板，在所述液晶板中限定有顯示區(qū)和非顯示區(qū)，并且所述液晶板包括彼此相對的第一基板 和第二基板以及填充于所述第一基板和第二基板之間的液晶層，所述第一基板具有從所述 第二基板突出的外部部分；形成于所述第一基板的所述非顯示區(qū)中的選通驅(qū)動器和數(shù)據(jù)驅(qū) 動器；形成于所述液晶板之下的背光單元；以及控制單元，其包括用于控制所述選通驅(qū)動 器、所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器和所述背光單元的定時控制器，以及用于提供電源電壓的電源單元，所述方法包括以下步驟將從感光器輸出的光強度與從虛設傳感器輸出的光強度進行比較，其中所述感光器和 所述虛設傳感器位于所述液晶板中；通過從所述感光器輸出的所述光強度與從所述虛設傳感器輸出的所述光強度之差來 計算外部光的亮度；以及根據(jù)所計算的外部光的亮度來控制背光亮度，其中所述液晶板包括形成于所述第一基板的所述外部部分中的所述感光器以及形成 于所述第一基板的被所述第二基板覆蓋的所述非顯示區(qū)中的虛設傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中當從所述感光器輸出的所述光強度與從所述虛 設傳感器輸出的所述光強度之差大于閾值時進行計算所述外部光的亮度的操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述感光器由薄膜晶體管形成，在所述薄膜晶 體管中光電流根據(jù)外部光而改變并且所述薄膜晶體管包括低溫結(jié)晶多晶硅層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中通過檢測從所述感光器和所述虛設傳感器輸出 的電壓之差來進行將從所述感光器輸出的所述光強度與從所述虛設傳感器輸出的所述光 強度進行比較的操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中通過檢測從所述感光器和所述虛設傳感器輸出 的電流之差來進行將從所述感光器輸出的所述光強度與從所述虛設傳感器輸出的所述光 強度進行比較的操作。
全文摘要
用于自動控制亮度的液晶顯示設備和方法。公開了包括感光器的液晶顯示設備和用于自動控制亮度的方法，該感光器用于感測外部光的亮度，使得感光器可穩(wěn)定地感測外部光而不受溫度或外部噪聲的影響。液晶顯示設備包括液晶板，其中限定有顯示區(qū)和非顯示區(qū)，且包括彼此相對的第一和第二基板以及填充于第一和第二基板之間的液晶層，第一基板具有從第二基板突出的外部部分；形成于第一基板的非顯示區(qū)中的選通和數(shù)據(jù)驅(qū)動器；形成于第一基板的外部部分中的感光器；形成于第一基板的被第二基板覆蓋的非顯示區(qū)中的虛設傳感器；形成于液晶板之下的背光單元；和控制單元，其包括控制選通驅(qū)動器、數(shù)據(jù)驅(qū)動器和背光單元的定時控制器，和提供電源電壓的電源單元。
文檔編號G02F1/1368GK102103843SQ20101053420
公開日2011年6月22日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
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