TWI882661B - 具光感測功能之顯示裝置及其光感測方法 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種具光感測功能之顯示裝置及其光感測方法，其應用於感測一入射光，該顯示裝置包含複數個光感測元件、一感測主動元件層、一電致變色液晶面板與一發光模組，該些個光感測元件位於該電致變色液晶面板之複數個畫素之位置上，該些個光感測元件可直接感測該入射光，或透過一非透光狀態之該電致變色液晶面板之反射而感測一入射光，或於該電致變色液晶面板呈一透光狀態時感測通過該發光模組之該入射光。藉此，增加該顯示裝置之自動調光效果，且本發明可適於更多應用的環境。

Description

具光感測功能之顯示裝置及其光感測方法

本發明係關於一種顯示裝置及其方法，特別是一種具光感測功能之顯示裝置，以及顯示裝置的光感測方法。

隨著科技的演進，顯示影像的各類型顯示裝置的需求亦跟著增加。近來，各種類型的顯示裝置已被廣泛使用，例如液晶顯示（liquid crystal display，LCD）裝置、電漿顯示面板（plasma display panel，PDP）裝置及有機發光顯示（organic light-emitting display，OLED）裝置、量子點發光顯示（quantum dot light-emitting display，QLED）裝置。

由於，傳統顯示裝置並未能讓使用者看到顯示裝置背後之人、事、物等，遂有業者發展出一種透明顯示器(transparent display)，其特色在於裝置本身具有一定程度的穿透性，因此，當該透明顯示器顯示影像時，該透明顯示器還能讓使用者看到位於透明顯示器之背後，也就是相對於使用者另一側的人、事、物等。

基於該透明顯示器的透明特性，該透明顯示器被廣泛地應用於各種不同的應用場域中，例如:建築物窗戶、汽車車窗、汽車後照鏡或商店櫥窗等。

然而，現有透明顯示器為透過背側邊框或面板上或面板側邊之非透明區上，單獨設置影像擷取裝置或鏡頭，因而導致非透明區之面積增加，使得透明顯示器上透明區之占比下降，如此也讓現有透明顯示器無法設置多元化之光感測器布局，以實現多元智慧人機互動體驗。

再者，現有透明顯示器因未具有亮度補償機制，容易有顯示亮度過高，而導致透明顯示器之背後被強光遮蔽，同時，也使得該透明顯示器於顯示影像之顯示對比度降低。

又，習知的透明顯示器若僅單純透明顯示，而未具備透明度之調整機制，較難新增應用的環境，例如:商店櫥窗、會議室透明牆。

鑑於上述之問題，本發明提供一種具光感測功能之顯示裝置及其光感測方法，其透過在每一畫素上設置一光感測元件，以直接偵測入射光或經一電致變色液晶面板反射該入射光至該該光感測元件，以感測該入射光，或感測通過一發光模組之該入射光，藉此，避免透明區之占比下降、增加顯示裝置之自動調光效果，並進一步提升該透明顯示器於顯示影像之顯示對比度。

本發明之一目的，在於提供一種具光感測功能之顯示裝置及其光感測方法，其透過複數個光感測元件設置於複數個畫素之位置上，以直接感測入射光或感測通過發光模組之入射光，藉此，避免透明區之占比下降、增加顯示裝置之自動調光效果，並進一步提升該透明顯示器於顯示影像之顯示對比度。

針對上述之目的，本發明提供一種具光感測功能之顯示裝置，其應用於感測一入射光，該顯示裝置包含複數個光感測元件、一感測主動元件層、一電致變色液晶面板以及一發光模組並依序設置，其中，該電致變色液晶面板包含一下基板、一顯示主動元件層、一電致變色液晶層、一共用電極層與一上基板，且上述各層為依序設置於該發光模組之上，而該顯示主動元件層包含複數個畫素，該些個畫素分別設有一顯示控制元件與一透明電極，該顯示控制元件與該透明電極相耦接，該些個光感測元件設置於該些個畫素之位置上。

再者，該些個顯示控制元件控制該些個第一透明電極與該共用電極層之間的複數個電壓差，以驅使該電致變色液晶層藉由外加電壓使材料結構變化進而改變顏色，於該些個第一透明電極與該共用電極層之間對應該些個畫素呈一透光狀態或一非透光狀態。而，本發明對應之該感測主動元件層設有複數個感測控制元件，用以耦接該些個光感測元件，以控制該些個光感測元件感測該入射光，或者是，在該電致變色液晶面板切換至一非透光狀態時，即可透過該電致變色液晶面板反射該入射光至該些個光感測元件，以感測該入射光，或者是，在該電致變色液晶面板在一透光狀態下，感測通過該發光模組之該入射光。如此，本發明可避免透明區之占比下降、增加顯示裝置之自動調光效果，並進一步提升該透明顯示器於顯示影像之顯示對比度。

本發明提供一實施例，其中該些個畫素包含複數個穿透區與複數個非穿透區，該些個穿透區與該些個非穿透區為依序排列，該些個顯示控制元件設置於該些個畫素之該些個非穿透區。

本發明提供一實施例，其中該些個畫素更包含複數個穿透區顯示控制元件與複數個穿透區透明電極，其設置於該些個畫素之該些個穿透區。

本發明提供一實施例，其中該些個穿透區與該些個非穿透區為一垂直排列設置或一水平排列設置，當該些個穿透區與該些個非穿透區為該垂直排列設置時，該些個穿透區與該些個非穿透區之間呈錯位設置

本發明提供一實施例，其中該電致變色液晶層包含複數個液晶分子，該些個液晶分子選自於反向模式高分子分散液晶 (Reverse mode Polymer-dispersed Liquid Crystal; Reverse mode PDLC)分子或膽固醇型液晶分子(Cholesterol Liquid Crystal)。

本發明提供一實施例，其中該發光模組包含複數個發光元件與一發光主動元件層，該些個發光元件設置於對應該些個畫素之位置，該發光主動元件層，設置於該些個發光元件之上。該發光主動元件層設置複數個發光控制元件，該些個發光控制元件耦接該些個發光元件，該些個發光控制元件控制該些個發光元件依據該些個畫素發出該些個顯示光。

本發明提供一實施例，其中該第一發光元件與該第二發光元件為微發光二極體(Micro LED)、有機發光二極體(OLED)或小間距發光二極體(Mini LED)。

本發明提供一實施例，其中該些個光感測元件為背側照射(Back Side Illuminated, BSI)型光感測元件或前側照射(Front Side Illuminated, FSI)型光感測元件，或為該背側照射型光感測元件與該前側照射型光感測元件之組合。

本發明提供一種光感測方法，其應用於一顯示裝置，其設置一控制處理電路，該控制處理電路耦接複數個光感測元件與一驅動電路，該驅動電路耦接一發光模組與複數個感測控制元件，該發光模組與該些個感測控制元件之間設置一電致變色液晶面板，該些個感測控制元件耦接該些個光感測元件，該光感測方法先由該些個感測控制元件控制該些個光感測元件感測一入射光，產生複數個感測訊號。

本發明另提供一種光感測方法，其應用於一顯示裝置，該顯示裝置內設置一控制處理電路，該控制處理電路耦接複數個光感測元件與一驅動電路，該驅動電路耦接一發光模組與複數個感測控制元件，該發光模組與該些個感測控制元件之間設置一電致變色液晶面板，該些個感測控制元件耦接該些個光感測元件，該光感測方法先以該些個感測控制元件控制該些個光感測元件感測一入射光，產生複數個感測訊號，接續由該控制處理電路依據該些個感測訊號控制該驅動電路，以調整該發光模組之複數個顯示光的亮度。如此，本發明可透過光感測結果自動調整顯示光之亮度，以增加顯示裝置之自動調光效果，並進一步提升該透明顯示器於顯示影像之顯示對比度。

本發明提供另一實施例，其中該些個光感測元件可直接感測該入射光，或者是利用呈一非透光狀態之該電致變色液晶面板反射該入射光至該些個光感測元件之一下方，以感測該入射光，或者是利用呈一透光狀態之該電致變色液晶面板感測通過該發光模組之該入射光；接續由該控制處理電路依據該些個感測訊號控制該驅動電路，以調整該發光模組之複數個顯示光的亮度，進而驅使該些個畫素之一亮度改變。

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

在說明書及請求項當中使用了某些詞彙指稱特定的元件，然，所屬本發明技術領域中具有通常知識者應可理解，同一個元件可能會用不同的名詞稱呼，而且，本說明書及請求項並不以名稱的差異作為區分元件的方式，而是以元件在整體技術上的差異作為區分的準則。在通篇說明書及請求項當中所提及的「包含」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。再者，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接一第二裝置，則代表第一裝置可直接連接第二裝置，或可透過其他裝置或其他連接手段間接地連接至第二裝置。

有鑑於現有透明顯示技術面臨到透明區之占比下降、顯示對比度下降以及無法應用於多元互動的問題，本發明提出一種具光感測功能之顯示裝置及其光感測方法，其依據光感測元件設置於各畫素之非穿透區進行偵測入射光以及發光模組之顯示光，進而讓本發明可避免透明區之占比下降之問題，並提升顯示裝置之自動調光效果，適於更多應用的環境。

在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。

首先，請參閱第1圖與第2圖，其為本發明之一實施例之具光感測功能之顯示裝置之畫素排列之示意圖與第1圖之AA’剖面線之剖面示意圖。如第1圖所示，本實施例之具光感測功能之顯示裝置10包含複數個畫素101，其包含複數個穿透區T與複數個非穿透區N，本實施例係以該些個畫素101包含一第一畫素102、一第二畫素104與一第三畫素106，該第一畫素102、該第二畫素104與該第三畫素106設有一第一非穿透區102A、一第一穿透區102B、一第二非穿透區104A、一第二穿透區104B、一第三非穿透區106A與一第三穿透區106B作為舉例說明。其中，該些個非穿透區N分別對應於其中一穿透區T而呈一第一三角形排列TRI1。

如第2圖所示，其依據第1圖之AA’剖面線剖下該第一畫素102、該第二畫素104與該第三畫素106所得之剖面示意圖，該顯示裝置10包含複數個光感測元件、一感測主動元件層12、一電致變色液晶面板14與一發光模組16，本實施例係以一第一光感測元件111、一第二光感測元件112與一第三光感測元件113作為該些個光感測元件之舉例說明，該電致變色液晶面板14設置該發光模組16之上，該感測主動元件層12設置於該電致變色液晶面板14之上，該第一光感測元件111、該第二光感測元件112與該第三光感測元件113設置於該感測主動元件層12之上，也就是該些個光感測元件設置於該感測主動元件層12之上，而該感測主動元件層12中分別於該第一畫素102、該第二畫素104與該第三畫素106設置一第一感測控制元件122、一第二感測控制元件124與一第三感測控制元件126，且該第一感測控制元件122、該第二感測控制元件124與該第三感測控制元件126分別耦接該第一光感測元件111、該第二光感測元件112與該第三光感測元件113，也就是該感測主動元件層12依據該些個畫素對應設置複數個感測控制元件，以控制該些個光感測元件。以下詳述電致變色液晶面板14與發光模組16。

請進一步參閱第3A圖與第3B圖，其為本發明之一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向上發光及向下發光之結構示意圖。如圖所示，本實施例之電致變色液晶面板14為包含一下基板142、一顯示主動元件層144、一電致變色液晶層146、一共用電極層148與一上基板149。其中，該下基板142設置於該發光模組16之上，該顯示主動元件層144設置於該下基板142之上，該電致變色液晶層146設置於該顯示主動元件層144之上，該共用電極層148設置於該電致變色液晶層146之上，該上基板149設置於該共用電極層148之上，也就是說該電致變色液晶層146設置於該顯示主動元件層144與該共用電極層148之間。該顯示主動元件層144設置複數個顯示控制元件與複數個透明電極於非穿透區，本實施例係以一第一非穿透區102A設置一第一顯示控制元件122A、一第二顯示控制元件124A與一第三顯示控制元件126A作為顯示控制元件之舉例說明，並以一第一透明電極1441、一第二透明電極1442與一第三透明電極1443作為透明電極之舉例說明。

承接上述，該第一顯示控制元件122A耦接該第一透明電極1441，並控制該第一透明電極1441與該共用電極層148之間的一第一電壓差V1，該第二顯示控制元件124A耦接該第二透明電極1442，並控制該第二透明電極1442與該共用電極層148之間的一第二電壓差V2，該第三顯示控制元件126A耦接該第三透明電極1443，並控制該第三透明電極1443與該共用電極層148之間的一第三電壓差V3，藉此，透過該第一電壓差V1、該第二電壓差V2與該第三電壓差V3控制該電致變色液晶層146於該第一畫素102、該第二畫素104與該第三畫素106呈一透光狀態或一非透光狀態。其中該電致變色液晶層148包含複數個液晶分子，該些個液晶分子選自於反向模式高分子分散液晶 (Reverse mode Polymer-dispersed Liquid Crystal; Reverse mode PDLC)分子或膽固醇型液晶分子(Cholesterol Liquid Crystal)。

接續上述，該發光模組16包含複數個發光元件與一發光主動元件層16A，本實施例係以一第一發光元件162、一第二發光元件164與一第三發光元件166作為發光元件之舉例，該發光主動元件層16A設置複數個發光控制元件，本實施例係以一第一發光控制元件122B、一第二發光控制元件124B與一第三發光控制元件126B作為發光控制元件之舉例。如第3A圖所示，該第一發光控制元件122B耦接該第一發光元件162，並控制該第一發光元件162向上發出一第一顯示光L1，該第二發光控制元件124B耦接該第二發光元件164，並控制該第二發光元件164向上發出一第二顯示光L2，該第三發光控制元件126B耦接該第三發光元件166，並控制該第三發光元件166向上發出一第三顯示光L3，也就是該些個發光控制元件控制該些個發光元件依據該些個畫素向上發出複數個顯示光，但本發明不限於此，更可如第3B圖所示，該第一發光控制元件122B、該第二發光控制元件124B與該第三發光控制元件126B控制該第一發光元件162、該第二發光元件164與該第三發光元件166向下發出該第一顯示光L1、該第二顯示光L2與該第三顯示光L3。本實施例之該些個發光元件為微發光二極體(Micro LED)、有機發光二極體(OLED)或小間距發光二極體(Mini LED)。

進一步，如第3C圖所示，本實施例之顯示裝置10更包含一控制處理電路17、一閘極驅動電路18與一資料驅動電路19，該閘極驅動電路18經複數個第一閘極驅動線GL1耦接至該感測主動元件層12，經複數個第二閘極驅動線GL2耦接至該顯示主動元件層144，以及經複數個第三閘極驅動線GL3耦接至該發光主動元件層16A，該資料驅動電路19經複數個第一資料驅動線DL1耦接至該感測主動元件層12，經複數個第二資料驅動線DL2耦接至該顯示主動元件層144，以及經複數個第三閘極驅動線DL3耦接至該發光主動元件層16A，以分別驅動該感測主動元件層12、該顯示主動元件層144與該發光主動元件層16A，也就是經由該閘極驅動電路18與該資料驅動電路19驅動該感測主動元件層12、該電致變色液晶面板14與該發光模組16。

其中，該些個第一閘極驅動線GL1與該些個第一資料驅動線DL1為耦接該些個感測控制元件1222，例如:該第一感測控制元件122、該第二感測控制元件124與該第三感測控制元件126；該些個第二閘極驅動線GL2與該些個第二資料驅動線DL2耦接該些個顯示控制元件1222A，例如:該第一顯示控制元件122A、該第二顯示控制元件124A與該第三顯示控制元件126A；該些個第三閘極驅動線GL3與該些個第三資料驅動線DL3耦接該些個發光控制元件1222B，例如:該第一發光控制元件122B、該第二發光控制元件124B與該第三發光控制元件126B。如此，相當於將本發明之光感測元件之驅動功能整合至顯示裝置10之驅動電路中。該控制處理電路17耦接該些個光感測元件1222與該資料驅動電路19，以依據該些個光感測元件1222之複數個感測訊號SS產生一控制訊號CON至該資料驅動電路19，以調整該發光模組16之該些個顯示光(例如:該第一顯示光L1、該第二顯示光L2與該第三顯示光L3)的亮度，而驅使該些個畫素101之一亮度改變。

請一併參閱第3B圖與第3C圖，透過該閘極驅動電路18與該資料驅動電路19之同步控制，可經由該些個第二閘極驅動線GL2與該些個第二資料驅動線DL2以及該些個第三閘極驅動線GL3與該些個第三資料驅動線DL3同步控制該些個顯示控制元件1222A與該些個發光控制元件1222B(例如:同步驅使該電致變色液晶面板14呈一非透光狀態與驅使該發光模組16提高亮度)。

此外，更可經由該些個第一閘極驅動線GL1與該些個第一資料驅動線DL1以及該些個第二閘極驅動線GL2與該些個第二資料驅動線DL2同步控制該些個感測控制元件1222與該些個顯示控制元件1222A(例如:同步驅使光感測元件感測入射光與驅使該電致變色液晶面板14呈該非透光狀態)，甚至是同步控制該些個感測控制元件1222、該些個顯示控制元件1222A與該些個發光控制元件1222B(例如:同步驅使光感測元件感測入射光、驅使該電致變色液晶面板14呈一透光狀態與驅使該發光模組16降低亮度)。

以下針對本發明之光感測元件、該電致變色液晶面板14與該發光模組16之控制進行詳細說明。

如第3D圖所示，本實施例係以該第一光感測元件111與該第三光感測元件113作為背側照射(BSI)型光感測元件之舉例，並以該第二光感測元件112作為前側照射(FSI)型光感測元件之舉例，但本發明不限於此，更可為該些個光感測元件皆設置呈背側照射(BSI)型光感測元件或前側照射(FSI)型光感測元件。當該第一顯示控制元件122A至該第三顯示控制元件126A控制該第一電壓差V1至該第三電壓差V3，而驅使該電致變色液晶層146呈該非透光狀態時，該非透光狀態之該電致變色液晶層146相當於一鏡面，因而讓一第一入射光IN1與一第三入射光IN3分別反射至該第一光感測元件111與該第三光感測元件113，因本實施例之該第一光感測元件111與該第三光感測元件113作為背側照射(BSI)型光感測元件，因而感測被反射之該第一入射光IN1與該第二入射光IN3。

而，本實施例之該第二光感測元件112為前側照射(FSI)型光感測元件，即可直接感測一第二入射光IN2，也就是該第二入射光IN2不須經由該非透光狀態之該電致變色液晶層146之反射即可進行感測。

進一步地，如第3E圖所示，本發明更可在背側照射(BSI)型光感測元件設置一濾光層，本實施例係以該第一光感測元件111與該第三光感測元件113設置一第一濾光層1111與一第二濾光層1131作為舉例，因此透過該第一濾光層1111與該第二濾光層1131可讓該第一光感測元件111與該第三光感測元件113感測該第一入射光IN1與該第二入射光IN3之一特定波段或一特定波長，例如:550nm至560nm或者是556nm，或者是紅外光或紫外光，即大於720nm或小於400nm之光線。

除此之外，本發明可進一步在穿透區設置顯示控制元件，詳述如下。

請參閱第4A圖與第4B圖，其為本發明之另一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向上發光及向下發光之結構示意圖。其中第3A圖至第3B圖與第4A圖至第4B圖之差異在於第4A圖至第4B圖之穿透區更設置了複數個穿透區顯示控制元件與複數個穿透區透明電極，本實施例係以該第一穿透區102B、該第二穿透區104B與該第三穿透區106B更設置了一第四顯示控制元件122C、一第五顯示控制元件124C與一第六顯示控制元件126C作為穿透區顯示控制元件之舉例說明，並以一第四透明電極1441A、一第五透明電極1442A與一第六透明電極1443A作為穿透區透明電極之舉例說明。

本發明之電致變色液晶面板14係透過該些個非穿透區與該些個穿透區分別設置了顯示控制元件與對應之透明電極以及穿透區顯示控制元件與穿透區透明電極，藉此讓本發明之顯示裝置10可應用於智慧窗，也就是該第一顯示控制元件122A控制該第一電壓差V1，該第二顯示控制元件124A控制該第一電壓差V2，該第三顯示控制元件126A控制該第一電壓差V3，該第四顯示控制元件122C控制該第四透明電極1441A與該共用電極層16之間的該第四電壓差V4，該第五顯示控制元件124C控制該第五透明電極1442A與該共用電極層16之間的該第五電壓差V5，該第六顯示控制元件126C控制該第四透明電極1443A與該共用電極層16之間的該第六電壓差V6，藉此，讓該電致變色液晶層146連續受到該第一電壓差V1至該第六電壓差V6之控制，因而無任何透光區域，以應用於智慧窗，也就是具備實現遮光、遮陽、投影屏幕等效果的智慧窗功能。

如第4C圖與第4D圖所示，其與第3D圖與第3E圖之差異僅在於第4B圖與第4C圖如第4A圖之實施例所述，更進一步包含遮光、遮陽、投影屏幕等效果的智慧窗功能，光感測功能相同於第3D圖與第3E圖所示，因此第4B圖與第4C圖不再贅述。

請參閱第5圖與第6圖，其為本發明之另一實施例之具光感測功能之顯示裝置之畫素排列之示意圖與第5圖之BB’剖面線之剖面示意圖。其中第1圖與第5圖之差異在於第1圖之該些個穿透區T與該些個非穿透區N為區間隔設置，第5圖之該些個穿透區T與該些個非穿透區N為列間隔設置，且該些個穿透區T與該些個非穿透區N每四列一組，該些個非穿透區N設置於一第一列與一第三列，該些個穿透區T設置於一第二列與一第四列，且該第一列及該第四列分別與該第二列及該第三列錯位，該第二列與該第三列對齊，且該第一列與該第三列之該些個非穿透區N分別形成一第二三角形排列TRI2。

如第6圖所示，從BB’剖面線可知，本實施例係以其中一列非穿透區N做舉例說明，其中本實施例係以三個畫素一組，例如:第一畫素202、第二畫素204及第三畫素206為一區間，並設置一第一光感測元件211，且該感測主動元件層22對應設置一第一感測控制元件222，第四畫素208與第五畫素210為下一區間，並對應設置一第二光感測元件212，且該感測主動元件層22對應設置一第二感測控制元件224，進一步，顯示裝置20包含之感測主動元件層22、電致變色液晶面板24與發光模組26為依序設置，同於第2圖所示，因此不再贅述。相對於第2圖而言，第6圖之第一光感測元件211為橫跨複數個畫素，本實施例係以橫跨第一畫素202與第二畫素204作為舉例說明。以下詳述電致變色液晶面板24與發光模組26。

請參閱第7A圖與第7B圖，其為本發明之另一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向上發光及向下發光之結構示意圖。如第7A圖與第7B圖所示，該電致變色液晶面板24包含一下基板242、一顯示主動元件層244、一電致變色液晶層246、一共用電極層248與一上基板249，該下基板242至該上基板249之設置方式同於上述第2圖所示之該下基板142至該上基板149，因此不再贅述。值得注意的是，本實施例之該第一畫素202、該第二畫素204與該第三畫素206為一區間，因而對應設置該第一光感測元件211與該第一感測控制元件222，而該第二主動元件244對應設置一第一顯示控制元件2441與一第一透明電極2441A於該第一畫素202，對應設置一第二顯示控制元件2442與一第二透明電極2442A於該第二畫素204，以及對應設置一第三顯示控制元件2443與一第三透明電極2443A於該第三畫素206，該發光模組26為設置一第一發光控制元件2622與一第一發光元件262R於該第一畫素202，設置一第二發光控制元件2624與一第二發光元件262G於該第二畫素204，以及設置一第三發光控制元件2626與一第三發光元件262B於該第三畫素206，以此類推，該第二主動元件244設置一第四顯示控制元件2444、一第四透明電極2444A、一第五顯示控制元件2445與一第五透明電極2445A於下一區間對應之該第四畫素208與該第五畫素210中，且該發光模組26設置於一第四發光控制元件2642、一第五發光控制元件2644、一第四發光元件264R與一第五發光元件264G於下一區間對應之該第四畫素208與該第五畫素210中。

接續上述，復參閱第7A圖，該第一發光控制元件2622控制該第一發光元件262R向上發出一第一紅光R1，該第二發光控制元件2624控制該第二發光元件262G向上發出一第一綠光G1，該第三發光控制元件2626控制該第三發光元件262B向上發出一第一藍光B1，該第四發光控制元件2642控制該第四發光元件264R向上發出一第二紅光R2，該第五發光控制元件2644控制該第五發光元件264G向上發出一第二紅光G2。該發光模組26除了向上發光之外，更可向下發光，如第7B圖所示，該第一發光控制元件2622控制該第一發光元件262R向下發出該第一紅光R1，該第二發光控制元件2624控制該第二發光元件262G向下發出該第一綠光G1，該第三發光控制元件2626控制該第三發光元件262B向下發出該第一藍光B1，該第四發光控制元件2642控制該第四發光元件264R向下發出該第二紅光R2，該第五發光控制元件2644控制該第五發光元件264G向下發出該第二紅光G2。

相對應地，該第一顯示控制元件2441控制該第一透明電極2441A與該共用電極層248之間的一第一電壓差VR1，該第二顯示控制元件2442控制該第二透明電極2442A與該共用電極層248之間的一第二電壓差VG1，該第三顯示控制元件2443控制該第三透明電極2443A與該共用電極層248之間的一第三電壓差VB1，該第四顯示控制元件2444控制該第四透明電極2444A與該共用電極層248之間的一第四電壓差VR2，該第五顯示控制元件2445控制該第五透明電極2445A與該共用電極層248之間的一第五電壓差VG2，也就是同於前一實施例，該些個顯示控制元件控制該些個透明電極與該共用電極層之該些個電壓差，以控制該電致變色液晶層246呈該非透光狀態或該透光狀態。

如第7C圖所示，本實施例之該第一光感測元件211與該第二光感測元件212為不同類型之光感測元件，即該背側照射(BSI)型光感測元件與該前側照射(FSI)型光感測元件，在發光元件不發光時，也就是在第一發光元件262R至該第五發光元件264G不發光時，該電致變色液晶面板24呈一透光狀態，亦即該電致變色液晶層246為該透光狀態，該第一光感測元件211用以感測通過該發光模組26之一第一入射光IN1，該第二光感測元件212用以感測直接入射至該第二光感測元件212之一第二入射光IN2，藉此，同時感測該顯示裝置20之前側與背側之入射光線。

如第7D圖與第7E圖所示，其相當於第4C圖與第4D圖所示之實施例，在該電致變色液晶層246呈該非透光狀態時，即可反射該顯示裝置20前側之一第三入射光IN3至該第一光感測元件211，以及進一步設置一第一濾光層2111，用以感測該第三入射光IN3之特定波段或特定波長，因此即使在該發光模組26發光時，該第一光感測元件211及該第二光感測元件212之光感測功能仍不受到影響，其中可透過該控制處理電路17控制該發光模組26發光時，進一步控制該資料驅動電路19驅使該電致變色液晶層246呈該非透光狀態，或者是該控制處理電路17依據一輸入命令控制該資料驅動電路19驅使該電致變色液晶層246呈該非透光狀態。

請參閱第8圖，其為本發明之另一實施例之流程圖。如圖所示，本發明之光感測方法，其應用於該顯示裝置20，該光感測方法包含:

步驟S10:感測控制元件控制光感測元件感測入射光，產生感測訊號；以及

步驟S20: 控制處理電路依據感測訊號控制驅動電路，以調整發光模組之顯示光的亮度。

請一併參閱第3C圖、第7B圖與第7C圖，該顯示裝置20設置該控制處理電路17，該控制處理電路17耦接該第一光感測元件211、該第二光感測元件212，並耦接至一驅動電路，該驅動電路耦接該發光模組26，並耦接該第一感測控制元件222與該第二感測控制元件224，該發光模組26與該些個感測控制元件222、224之間設置一電致變色液晶面板24，該些個感測控制元件222、224耦接該些個光感測元件211、212，本實施例係以資料驅動電路19作為舉例說明，於步驟S10中，第一、第二感測控制元件222、224控制第一、第二光感測元件211、212於感測到入射光IN1、IN2時，產生對應之感測訊號SS至控制處理電路17，因此接續於步驟S20中，控制處理電路17會依據接收到感測訊號SS產生對應之控制訊號CON至資料驅動電路19，因此透過控制訊號CON控制資料驅動電路19驅動發光模組26向下發光，並由控制訊號CON驅使資料驅動電路19降低或提升該第一紅光R1、該第一綠光G1、該第一藍光B1、該第二紅光R2與該第二紅光G2之亮度。

此外，如第3B圖、第4B圖與第7B圖所示，本發明之顯示主動元件層144、244與發光主動元件層16A、26A更可相互耦接，也就是如第3B圖與第4B圖所示之第一顯示控制元件122A、第二顯示控制元件124A與第三顯示控制元件126A對應耦接於第一發光控制元件122B、第二發光控制元件124B與第三發光控制元件126B，以及如第7B圖所示之第一顯示控制元件2441、第二顯示控制元件2442、第三顯示控制元件2443、第四顯示控制元件2444與第五顯示控制元件2445對應耦接於第一發光控制元件2622、第二發光控制元件2624、第三發光控制元件2626、第四發光控制元件2642與第五發光控制元件2644，因此發光模組16、26發光時，同步地，電致變色液晶面板14、24對應切換至該非透光狀態。

綜上所述，本發明為一具光感測功能之顯示裝置及其光感測方法，其包含複數個光感測元件、一感測主動元件層、一電致變色液晶面板與一發光模組，透過該感測主動元件層之複數個感測控制元件控制該些個光感測元件，以直接感測入射光，或在該電致變色液晶面板呈一非透光狀態時，感測該電致變色液晶面板所反射之一入射光，或感測通過該發光模組之一入射光。藉此，避免透明區之占比下降、增加顯示裝置之感測能力，並進一步使得該透明顯示器於顯示影像之顯示對比度降低，以應用於多變的環境。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈  鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10 顯示裝置 102 第一畫素 102A 第一非穿透區 102B 第一穿透區 104 第二畫素 104A 第二非穿透區 104B 第二穿透區 106 第三畫素 106A 第三非穿透區 106B 第三穿透區 111 第一光感測元件 1111 第一濾光層 112 第二光感測元件 113 第三光感測元件 1131 第二濾光層 12 感測主動元件層 122 第一感測控制元件 124 第二感測控制元件 126 第三感測控制元件 122A 第一顯示控制元件 124A 第二顯示控制元件 126A 第三顯示控制元件 122B 第一發光控制元件 124B 第二發光控制元件 126B 第三發光控制元件 122C 第四顯示控制元件 124C 第五顯示控制元件 126C 第六顯示控制元件 14 電致變色液晶面板 142 下基板 144 顯示主動元件層 1441 第一透明電極 1442 第二透明電極 1443 第三透明電極 1441A 第四透明電極 1442A 第五透明電極 1443A 第六透明電極 146 電致變色液晶層 148 共用電極層 149 上基板 16 發光模組 16A 發光主動元件層 162 第一發光元件 164 第二發光元件 166 第三發光元件 17 控制處理電路 18 閘極驅動電路 19 資料驅動電路 1222 感測控制元件 1222A 顯示控制元件 1222B 發光控制元件 20 顯示裝置 202 第一畫素 204 第二畫素 206 第三畫素 208 第四畫素 210 第五畫素 211 第一光感測元件 2111 第一濾光層 212 第二光感測元件 22 感測主動元件層 222 第一感測控制元件 224 第二感測控制元件 24 電致變色液晶面板 242 下基板 244 顯示主動元件層 2441 第一顯示控制元件 2442 第二顯示控制元件 2443 第三顯示控制元件 2444 第四顯示控制元件 2445 第五顯示控制元件 2441A 第一透明電極 2442A 第二透明電極 2443A 第三透明電極 2444A 第四透明電極 2445A 第五透明電極 246 電致變色液晶層 248 共用電極層 249 上基板 26 發光模組 26A 發光主動元件層 2622 第一發光控制元件 2624 第二發光控制元件 2626 第三發光控制元件 2642 第四發光控制元件 2644 第五發光控制元件 262R 第一發光元件 262G 第二發光元件 262B 第三發光元件 264R 第四發光元件 264G 第五發光元件 AA’ 剖面線 BB’ 剖面線 B1 第一藍光 CON 控制訊號 DL1 第一資料驅動線 DL2 第二資料驅動線 DL3 第三資料驅動線 G1 第一綠光 G2 第二綠光 GL1 第一閘極驅動線 GL2 第二閘極驅動線 GL3 第三閘極驅動線 IN1 第一入射光 IN2 第二入射光 IN3 第三入射光 L1 第一顯示光 L2 第二顯示光 L3 第三顯示光 N 非穿透區 R1 第一紅光 R2 第二紅光 SS 感測訊號 S10~S20 步驟 T 穿透區 TRI1 第一三角形排列 TRI2 第二三角形排列 V1 第一電壓差 V2 第二電壓差 V3 第三電壓差 V4 第四電壓差 V5 第五電壓差 V6 第六電壓差 VR1 第一電壓差 VR2 第四電壓差 VG1 第二電壓差 VG2 第五電壓差 VB1 第三電壓差

第1圖：其為本發明之一實施例之具光感測功能之顯示裝置之畫素排列之示意圖； 第2圖：其為本發明之一實施例之第1圖之AA’剖面線之剖面示意圖； 第3A圖：其為本發明之一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向上發光之結構示意圖； 第3B圖：其為本發明之一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向下發光之結構示意圖； 第3C圖：其為本發明之一實施例之驅動電路耦接感測、顯示、發光主動元件層之電路示意圖； 第3D圖：其為本發明之一實施例之偵測入射光之示意圖； 第3E圖：其為本發明之一實施例之偵測入射光配合濾光層之示意圖； 第4A圖：其為本發明之另一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向上發光之結構示意圖； 第4B圖：其為本發明之另一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向下發光之結構示意圖； 第4C圖：其為本發明之另一實施例之偵測入射光之示意圖； 第4D圖：其為本發明之另一實施例之偵測入射光配合濾光層之示意圖； 第5圖：其為本發明之另一實施例之具光感測功能之顯示裝置之畫素排列之示意圖； 第6圖：其為本發明之另一實施例之第5圖之BB’剖面線之剖面示意圖； 第7A圖：其為本發明之另一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向上發光之結構示意圖； 第7B圖：其為本發明之另一實施例之電致變色液晶面板與發光模組向下發光之結構示意圖； 第7C圖：其為本發明之另一實施例之偵測通過發光模組之入射光之示意圖； 第7D圖：其為本發明之另一實施例之偵測入射光之示意圖； 第7E圖：其為本發明之另一實施例之偵測入射光配合濾光層之示意圖；以及 第8圖：其為本發明之另一實施例之流程圖。

10:顯示裝置

102:第一畫素

102A:第一非穿透區

102B:第一穿透區

104:第二畫素

104A:第二非穿透區

104B:第二穿透區

106:第三畫素

106A:第三非穿透區

106B:第三穿透區

111:第一光感測元件

112:第二光感測元件

113:第三光感測元件

12:感測主動元件層

122:第一感測控制元件

124:第二感測控制元件

126:第三感測控制元件

14:電致變色液晶面板

16:發光模組

AA’:剖面線

Claims (12)

1. 一種具光感測功能之顯示裝置，其應用於感測一入射光，該顯示裝置包含: 一發光模組，發出複數個顯示光； 一電致變色液晶面板，其設置於該發光模組之上，並包含複數個畫素，該電致變色液晶面板包含: 一下基板，設置於該發光模組之上； 一顯示主動元件層，設置於該下基板之上，該顯示主動元件層包含該些個畫素，該些個畫素分別設有一顯示控制元件與一透明電極，該顯示控制元件與該透明電極相耦接； 一電致變色液晶層，設置於該顯示主動元件層之上； 一共用電極層，設置於該電致變色液晶層之上，該些個第一顯示控制元件控制該些個第一透明電極與該共用電極層之間的複數個電壓差，以驅使該電致變色液晶層於該些個第一透明電極與該共用電極層之間對應該些個畫素呈一透光狀態或一非透光狀態；以及 一上基板，設置於該共用電極層之上； 一感測主動元件層，設置於該電致變色液晶面板之上，並對應該些個畫素設置複數個感測控制元件； 複數個光感測元件，設置於該感測主動元件層之上，並位於該些個畫素之上，耦接一閘極驅動電路及一資料驅動電路； 其中該些個畫素包含複數個穿透區與複數個非穿透區，該些個穿透區與該些個非穿透區為依序排列，該些個顯示控制元件設置於該些個畫素之該些個非穿透區。
2. 如請求項1所述之具光感測功能之顯示裝置，其中該些個畫素更包含複數個穿透區顯示控制元件與複數個穿透區透明電極，其設置於該些個畫素之該些個穿透區，該些個穿透區顯示控制元件經複數個第二閘極驅動線與複數個第二資料驅動線耦接至該閘極驅動電路及該資料驅動電路。
3. 如請求項1所述之具光感測功能之顯示裝置，其中該些個穿透區與該些個非穿透區為一區間隔排列設置或一列間隔排列設置。
4. 如請求項3所述之具光感測功能之顯示裝置，其中當該些個穿透區與該些個非穿透區為該區間隔排列設置時，該些個非穿透區分別依據該些個穿透區之其中一穿透區形成一第一三角形排列。
5. 如請求項3所述之具光感測功能之顯示裝置，其中當該些個穿透區與該些個非穿透區為該列間隔排列設置時，該些個穿透區與該些個非穿透區每四列一組，該些個非穿透區設置於一第一列與一第三列，該些個穿透區設置於一第二列與一第四列，且該第一列及該第四列分別與該第二列及該第三列錯位，該第二列與該第三列對齊，且該第一列與該第三列之該些個非穿透區分別形成一第二三角形排列。
6. 如請求項1所述之具光感測功能之顯示裝置，其中該電致變色液晶層包含複數個液晶分子，該些個液晶分子選自於反向模式高分子分散液晶分子或膽固醇型液晶分子。
7. 如請求項1所述之具光感測功能之顯示裝置，其中該發光模組包含: 複數個發光元件，設置於對應該些個畫素之位置；以及 一發光主動元件層，設置於該些個發光元件之上，該發光主動元件層設置複數個發光控制元件，該些個發光控制元件耦接該些個發光元件並耦接複數個第三閘極驅動線與複數個第三資料驅動線，該些個發光控制元件控制該些個發光元件依據該些個畫素發出該些個顯示光，該些個發光控制元件對應耦接該些個顯示控制元件。
8. 如請求項7所述之具光感測功能之顯示裝置，其中該些個發光元件為微發光二極體、有機發光二極體或小間距發光二極體。
9. 如請求項1所述之具光感測功能之顯示裝置，其中該些個光感測元件為背側照射型光感測元件或前側照射型光感測元件所成之組合至少一種。
10. 如請求項1所述之具光感測功能之顯示裝置，其中該閘極驅動電路經複數個第一閘極驅動線耦接該些個感測控制元件，並經複數個第二閘極驅動線耦接該些個畫素，該閘極驅動電路更經複數個第三閘極驅動線耦接該發光模組；該資料驅動電路經複數個第一資料驅動線耦接該些個感測控制元件，並經複數個第二資料驅動線耦接該些個畫素，該資料驅動電路更經複數個第三資料驅動線耦接該發光模組。
11. 一種顯示裝置的光感測方法，其應用於一顯示裝置，該顯示裝置內設置一控制處理電路，該控制處理電路耦接複數個光感測元件與一驅動電路，該驅動電路耦接一發光模組與複數個感測控制元件，該發光模組與該些個感測控制元件之間設置一電致變色液晶面板，其設置於該發光模組之上，並包含複數個畫素，該些個感測控制元件耦接該些個光感測元件，該光感測方法包含: 該些個感測控制元件控制該些個光感測元件感測一入射光，產生複數個感測訊號；以及 該控制處理電路依據該些個感測訊號控制該驅動電路，以調整該發光模組之複數個顯示光的亮度； 其中該些個畫素包含複數個穿透區與複數個非穿透區，該些個穿透區與該些個非穿透區為依序排列。
12. 如請求項11所述之顯示裝置的光感測方法，其中於該些個感測控制元件控制該些個光感測元件感測該入射光之步驟中，該些個光感測元件直接感測該入射光，或當該電致變色液晶面板呈一非透光狀態時，該電致變色液晶面板反射該入射光至該些個光感測元件之一下方，以感測該入射光，或當該電致變色液晶面板呈一透光狀態時，該些個光感測元件感測通過該發光模組之該入射光。

Images