CN109147698B - 一种显示装置及其屏幕亮度自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示器制造技术领域，旨在提供一种显示装置及其屏幕亮度自动调节方法，包括控制组件及具有显示区域和非显示区域的显示面板，还包括设置于非显示区域的第一开关感光器件和设置于显示区域的第二开关感光器件。亮度调节时，第一开关感光器件将环境的光强转化为第一电信号，第二开关感光器件将显示器内部的光强和环境的光强一起转化为第二电信号，然后控制组件根据第一电信号及第二电信号与第一电信号的差值来自动调节显示面板的显示亮度。显然，通过将两开关器件作为感光设备以同时监控环境的光强和显示器自身的光强，能更加精确地自主调节显示器的亮度，故而能有效地缓解能源浪费和近视比例激增的问题。

Description

一种显示装置及其屏幕亮度自动调节方法

技术领域

本发明属于显示器制造技术领域，更具体地说，是涉及一种显示装置及其屏幕亮度自动调节方法。

背景技术

众所周知，显示器作为一种将某些电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具，已深深融入到人们的日常生活中，成为人们生产生活中不可或缺的一部分。另外，薄膜晶体管(Thin film Transistor，简称TFT)是指液晶显示器上的每一液晶像素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。因薄膜晶体管液晶显示器(Thin filmtransistor-Liquid crystal display，简称为TFT-LCD)具有高响应度、高亮度、高对比度及制造工艺较成熟等优点，被认为是最好的LCD彩色显示器之一，早已作为各类笔记本电脑、台式机的主流显示设备。

随着科技的进步，显示器的质量和显示效果越来越好。为节约能耗和降低显示器随环境变化对眼睛的刺激，手机、IPAD等随身携带的显示器大部分都安装有感光器，以控制显示器的背光亮度随环境的变化而改变，而很少有电视、电脑等中、大型尺寸的显示器上安装有感光设备，且通常，大多数人认为中大型尺寸的显示器主要应用于室内、有无感光设备几乎没有影响。

但随着节能环保号召的深入人心及青少年近视比例的激增，以及根据随身携带的显示器的处理经验，大多数人认为对于大尺寸的显示器通过安装感光设备来控制其亮度随着环境的变化即可解决该问题。故此，目前，能自动调节亮度的大尺寸显示器上一般都安装有感光设备，且这些感光设备基本用来收集外界环境光强数据。然而根据调查分析的数据统计，能源浪费问题和青少年的近视比例并没有得到显著的改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示装置，用以解决现有技术中存在的显示器的自动调节亮度的效果不佳，无法有效地克服能源浪费和青少年近视比例激增问题的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种显示装置，所述显示装置包括控制组件及具有显示区域和非显示区域的显示面板；所述显示装置还包括：

第一开关感光器件，设置于所述显示面板的所述非显示区域，用以将环境的光强转化为第一电信号；和

第二开关感光器件，设置于所述显示面板的显示区域，用以将显示器内部的光强和所述环境的光强一起转化为第二电信号；

其中，所述控制组件根据所述第一电信号以及所述第二电信号与所述第一电信号的差值自动调节所述显示面板的显示亮度。

在一个实施例中，所述显示装置还包括用以接收、处理并反馈所述第一电信号和所述第二电信号的信号处理器。

在一个实施例中，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均为无需用黑矩阵遮挡的开关器件。

在一个实施例中，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均采用四层掩模板工艺制作而成。

在一个实施例中，所述显示装置还包括与所述控制组件电连接的驱动电路板；所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均包括：

通道层，具有光敏性用以收集光强并产生光感电流；

源电极，接入到所述驱动电路板且设置于所述通道层上；以及

漏电极，与所述源电极互不接触、接入到所述驱动电路板且设置于所述通道层上；

其中，所述源电极、所述漏电极和所述通道层共同形成不用黑矩阵遮挡的导电沟道；所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件的所述通道层产生的光感电流能传导至所述驱动电路板。

在一个实施例中，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均还包括：

基板；

开关栅电极，设置于所述基板上；以及

绝缘层，设置于所述基板上，用以保护所述开关栅电极并将所述通道层和所述开关栅电极隔开。

在一个实施例中，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均还包括：

掺杂层，设置于所述通道层的上方，用以降低所述通道层与所述源电极、所述漏电极之间的接触电阻。

在一个实施例中，所述绝缘层上保护层；

所述保护层设有从外围包围所述通道层、掺杂层、源电极和漏电极，且开设有与所述导电沟道适配的开口。

本发明的目的还提供了一种屏幕亮度自动调节方法，为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种屏幕亮度自动调节方法，其中，该方法为上述的显示装置的屏幕亮度自动调节方法，该方法的步骤如下：

所述第一开关感光器件将环境的光强转化为所述第一电信号，所述第二开关感光器件将显示器内部的光强和所述环境的光强一起转化为所述第二电信号；

将所述第二电信号和所述第一电信号做差值；

所述控制组件根据所述第一电信号和所述差值自动调节所述显示面板的显示亮度。

在一个实施例中，所述将所述第二电信号和所述第一电信号做差值的步骤包括：信号处理器分别接收所述第一电信号和所述第二电信号；

对所述第一电信号和所述第二电信号做差值处理；

将所述第一电信号和所述差值均反馈给所述控制组件。

与现有技术相比，本发明提供的显示装置及其屏幕亮度自动调节方法的有益效果在于：该显示装置包括控制组件及具有显示区域和非显示区域的显示面板，还包括设置于非显示区域的第一开关感光器件和设置于显示区域的第二开关感光器件。在本发明中，第一开关感光器件将环境的光强转化为第一电信号，第二开关感光器件将显示器内部的光强和环境的光强一起转化为第二电信号，其中，控制组件能根据第一电信号及第二电信号与第一电信号的差值来自动调节显示面板的显示亮度。也即，将两开关器件均作为感光设备，并同时监控环境的光强和显示器自身的光强，以此更加精确地自主调节显示器的亮度，避免因显示器过亮或过暗的显示而出现能源浪费和影响视力的问题。

附图说明

为更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中显示装置中两开关感光器件的安装结构示意简图；

图2是本发明实施例中显示装置中两开关感光器件的电性连接结构简图；

图3是本发明实施例中屏幕亮度自动调节方法的流程图。

其中，附图中的标号如下：

100-显示面板；

200-第一开关感光器件、210-基板、220-开关栅电极、230-绝缘层、240-通道层、250-掺杂层、260-源电极、270-漏电极、280-保护层、290-透明导电层；

300-第二开关感光器件、400-导电沟道、500-光束；600-驱动电路板。

具体实施方式

为使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，进一步对本发明作详细说明。其中，本发明具体实施例的附图中相同或相似的标号表示相同或相似的元件，或者具有相同或类似功能的元件。应当理解地，下面所描述的具体实施例旨在用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅为便于描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。总之，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合附图对本发明提供的一种显示装置的实现进行详细地描述。

需说明的是，该显示装置，主要用以电视、电脑等中、大型尺寸的显示设备中。具体在本实施例中，为一种基于TFT的液晶显示器，当然，还可为其它合适的显示设备。

总体上，与现有技术相比，该显示装置具有多个开关器件，具体为一种薄膜晶体管器件(简称为TFT器件)，其中，一部分TFT器件可以作为开关器件以控制每个像素的明暗，另一部分TFT器件如第一开关感光器件200和第二开关感光器件300主要用作感光设备，以同时监控环境的光强和显示器内部的光强(也即显示器自身的光强)，并将监控的结果反馈给显示器的控制组件以自动调节调节显示器的光强，故此，通过克服现有的技术偏见，引进显示器内部的光强这一影响因子，通过参考多个影响因子以更加准确地调节显示器的亮度，有效地确保环境的光强和显示器自身的光强达到平衡状态，避免出现周围环境的光强过弱时显示器屏幕的亮度过亮，或者周围环境的光强过强时显示器屏幕的亮度过暗而致使能源浪费和影响视力的情况。另外，因直接利用TFT器件作为感光设备，而无需在显示器上另外安装感光器，故此，该显示装置的制作成本较低。

该显示装置，包括控制组件(图未示)及具有显示区域(图未示)和非显示区域(图未示)的显示面板100。其中，控制组件主要用以控制显示面板100的显示亮度等。如图2所示，该显示装置还包括第一开关感光器件200和第二开关感光器件300。第一开关感光器件200设置于显示面板100的非显示区域，主要用以将环境的光强转化为第一电信号。也即，因非显示区域受显示器亮度的影响非常微弱，故，第一开关感光器件200主要用以收集环境中光束500的光强信号并将该光强信号转化为电信号。

对应地，第二开关感光器件300设置于显示面板100的显示区域，主要用以将显示器内部的光强和环境的光强一起转化为第二电信号。也即，第二开关感光器件300不仅能收集环境中光束500的光强信号，考虑到显示器自身的亮度会随着使用时间的增加逐渐减弱等问题，第二开关感光器件300还能收集显示器自身的光强信号。由上可以理解地，第二电信号和第一电信号之间必然存在一信号差值，且该信号差值为显示器内部的光强对应的电信号值。

在本实施例中，控制组件(图未示)能根据第一电信号以及第二电信号与第一电信号的差值自动调节显示面板100的显示亮度。可以理解地，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300均作为感光设备，用以同时监控环境的光强和显示器的内部光强，通过确保环境和显示器内部的光强保持一个平衡状态，不会出现其中一个过暗或过亮的情况而造成能耗过大及影响视力的问题。

需说明的是，具体在本实施例中，如图2所示，非显示区域为显示面板100的边缘部分，显示区域为显示面板100的中间部分，且通常，显示区域由非显示区域包围。当然，实际上，非显示区域和显示区域的位置关系并不限于此。

在一个实施例中，作为本发明提供的显示装置的一种具体实施方式，为方便操作，该显示装置通常还包括信号处理器(图未示)。其中，该信号处理器主要用以接收、处理并反馈第一电信号和第二电信号。具体地，信号处理器接收到第一电信号和第二电信号后，会对比分析第二电信号和第一电信号，并将两者做差值，然后将第一电信号和差值反馈给液晶显示器的控制组件。

在一个实施例中，作为本发明提供的显示装置的一种具体实施方式，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300均为无需用黑矩阵遮挡的开关器件。需说明的是，在本实施例中，实际上该显示装置还包括有需要用黑矩阵遮挡的能用以控制各像素的明暗的TFT器件。可以理解地，在本发明中，无需另外安装感光器，而是直接采用TFT器件制作成该能感光的开关器件。故此，利于节省成本。

在一个实施例中，作为本发明提供的显示装置的一种具体实施方式，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300均采用四层掩模板(俗称为4Mask)工艺制作而成。这样，通过减少一次光刻工艺，不仅节约生产成本，还能缩短TFT器件的制程时间，提升产能和市场竞争力。

在一个实施例中，作为本发明提供的显示装置的一种具体实施方式，如图3所示，该显示装置还包括与控制组件(图未示)电连接的驱动电路板600。另外，再如图3所示，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300均包括具有光敏性的通道层240以及互不接触且均接入到驱动电路板600的源电极260和漏电极270，且源电极260和漏电极270均设置于通道层240上。这样，源电极260、漏电极270和通道层240即可共同形成导电沟道400。需说明的是，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300的导电沟道400均不用黑矩阵(BlackMatrix，简称BM)遮挡，这样，即可方便收集光束500的光强，进而产生光感电流。

还需说明的是，环境中的光束500或显示器内部的光束500进入导电沟道400后会被通道层240收集，且通道层240能根据收集光束500的光强产生光感电流，还能将产生的光感电流通过源电极260和漏电极270传导至驱动电路板600，这样，以第一开关感光器件200为例，人们即可根据光感电流的大小判断环境的光强，随之该显示装置的控制组件即可通过改变背光模组的输出功率来调整显示屏幕的亮度，达到节能和保护人眼的目的。

在一个实施例中，作为本发明提供的显示装置的一种具体实施方式，如图3所示，具体在本实施例中，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300均还包括基板210、设置于基板210上的开关栅电极220以及设置于基板210上的绝缘层230。其中，绝缘层230主要用以保护开关栅电极220，并将通道层240和开关栅电极220隔开。具体地，如图3所示，绝缘层230的两端位于通道层240和基板210之间，中间部分位于通道层240和开关栅电极220之间，这样，结构更加简单且紧凑。

另外，需说明的是，在本实施例中，基板210通常为玻璃基板，当然实际上还可以为其它合适材质的基板。绝缘层230通常采用栅极绝缘层。

在一个实施例中，作为本发明提供的显示装置的一种具体实施方式，如图3所示，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300均还包括设置于通道层240的上方的掺杂层250，这样，在传导光感电流时，通过该掺杂层250即可降低通道层240与源电极260之间，以及通道层240与漏电极270之间的接触电阻，以此确保光感电流的传导更加顺畅以及驱动电路板600接收到的电信号更加精准，进而便于后续更准确地调节屏幕的亮度。

在一个实施例中，作为本发明提供的显示装置的一种具体实施方式，如图3所示，绝缘层230上设有保护层280。其中，保护层280从外围包围通道层240、掺杂层250、源电极260和漏电极270以对应保护各层和各电极，且保护层280开设有与导电沟道400适配的开口，以保护导电沟道400。总体上，保护层280呈形似“凹”形的结构。另外，具体在本实施例中保护层280通常为绝缘保护层，也即，保护层280通常采用绝缘材料制成或采用其它方式达到绝缘效果。

需说明的是，再如图3所示，第一开关感光器件200和第二开关感光器件300还均包括插接在保护层280上用以电性连接通道层240和驱动电路板600的透明导电层290。

本发明还提供一种屏幕亮度自动调节方法，其中，该方法为上述的显示装置的屏幕亮度自动调节方法，其中，如图1所示，该方法的步骤如下：

S10：第一开关感光器件200将环境的光强转化为第一电信号，第二开关感光器件300将显示器内部的光强和环境的光强一起转化为第二电信号。为简化调节步骤，通常，第一电信号和第二电信号同步转化而成。

S20：将第二电信号和第一电信号做差值。

具体在本实施例，该步骤进一步包括：采用信号处理器通常先分别接收第一电信号和第二电信号；

对第一电信号和第二电信号做差值处理；

最后将第一电信号和第二电信号与第一电信号的差值均反馈给控制组件。

当然，实际上，还可直接将第二开关感光器件300接收的光强与第一开关感光器件200接收的光强直接作差来比较。

S30：控制组件根据第一电信号和第二电信号与第一电信号的差值自动调节显示面板100的显示亮度。

由上可以理解地，具体在本实施例中，该显示装置的总体结构及该液晶显示器的屏幕亮度自动调节的工作原理如下：

该显示装置利用常规TFT器件的导电沟道400具有光敏性的特点，无需另外安装感光设备，直接在显示面板100的边缘部分和中间部分分别制作不用黑矩阵遮挡的第一开关感光器件200和第二开关感光器件300，并利用位于边缘部分的第一开关感光器件200将环境的光强转化为第一电信号，同时，利用位于中间部分的第二开关感光器件300将环境的光强及显示器内部的光强一并转化为第二电信号，利用信号处理器对第二电信号和第一电信号进行作差处理，并相关信号反馈给控制组件，由此，控制组件即可根据第一电信号和两信号的差值自动调节显示器屏幕的亮度，确保环境的光强和显示器内部的光强达到一个平衡状态，进而大大地节约能耗及减小青少年的眼睛近视几率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种显示装置，所述显示装置包括控制组件及具有显示区域和非显示区域的显示面板，其特征在于，所述显示装置还包括：

第一开关感光器件，设置于所述显示面板的非显示区域，用以将环境的光强转化为第一电信号；和

第二开关感光器件，设置于所述显示面板的显示区域，用以将显示器内部的光强和所述环境的光强一起转化为第二电信号；

其中，所述控制组件根据所述第一电信号以及所述第二电信号与所述第一电信号的差值自动调节所述显示面板的显示亮度，以使所述环境和所述显示器内部的光强达到平衡状态。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括用以接收、处理并反馈所述第一电信号和所述第二电信号的信号处理器。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均为无需用黑矩阵遮挡的开关器件。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均采用四层掩模板工艺制作而成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括与所述控制组件电连接的驱动电路板；所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均包括：

通道层，具有光敏性用以收集光强并产生光感电流；

源电极，接入到所述驱动电路板且设置于所述通道层上；以及

漏电极，与所述源电极互不接触、接入到所述驱动电路板且设置于所述通道层上；

其中，所述源电极、所述漏电极和所述通道层共同形成不用黑矩阵遮挡的导电沟道；所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件的所述通道层产生的光感电流能传导至所述驱动电路板。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均还包括：

基板；

开关栅电极，设置于所述基板上；以及

绝缘层，设置于所述基板上，用以保护所述开关栅电极并将所述通道层和所述开关栅电极隔开。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第一开关感光器件和所述第二开关感光器件均还包括：

掺杂层，设置于所述通道层的上方，用以降低所述通道层与所述源电极、所述漏电极之间的接触电阻。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述绝缘层上设有保护层；

所述保护层从外围包围所述通道层、掺杂层、源电极和漏电极，且开设有与所述导电沟道适配的开口。

9.一种屏幕亮度自动调节方法，其特征在于，该方法为根据权利要求1至8任一项所述的显示装置的屏幕亮度自动调节方法，该方法的步骤如下：

所述第一开关感光器件将环境的光强转化为所述第一电信号，所述第二开关感光器件将显示器内部的光强和所述环境的光强一起转化为所述第二电信号；

将所述第二电信号和所述第一电信号做差值；

所述控制组件根据所述第一电信号和所述差值自动调节所述显示面板的显示亮度，以使所述环境和所述显示器内部的光强达到平衡状态。

10.根据权利要求9所述的屏幕亮度自动调节方法，其特征在于，所述将所述第二电信号和所述第一电信号做差值的步骤包括：

信号处理器分别接收所述第一电信号和所述第二电信号；

对所述第一电信号和所述第二电信号做差值处理；

将所述第一电信号和所述差值均反馈给所述控制组件。

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