專利名稱：控制背光組件亮度的方法、電路及包括該電路的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制背光組件亮度的方法、控制背光組件亮度的電路以 及具有控制背光組件亮度的電路的顯示裝置。尤其是，本發(fā)明涉及一種控制 用于顯示裝置的背光組件的亮度的方法、控制該背光組件亮度的電路，其能 夠提高亮度的均勻性，以及具有控制背光組件亮度的電路的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近來，開發(fā)了能夠控制背光模塊亮度的液晶顯示(LCD)裝置。LCD裝 置通過利用集成在面板上的、用來控制背光模塊亮度的光感測部件對外部提 供的光線的亮度進行檢測，實現(xiàn)對背光模塊的亮度進行控制，從而優(yōu)化顯示 特性。
然而，該LCD裝置忽略了由溫度改變引起的光傳感器輸出的變化，以及 多個光傳感器的輸出之間的差異。并且，由于長時間使用導(dǎo)致的光傳感器的 薄膜晶體管(TFT)的劣化也被忽略了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實施例給出了 一種控制用于顯示裝置的背光組件亮度的 方法。
此外，本發(fā)明的示例性實施例提供一種控制上述背光組件亮度的電路， 其能夠提高亮度的均勻性。
并且，本發(fā)明提供一種具有上述用于控制背光組件亮度的電路的顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的控制背光組件亮度的方法的示例性實施例，產(chǎn)生不依賴于 溫度變化的凈光電流信號，并且利用該凈光電流信號對背光組件的亮度進行 控制?；蛘?，也可以產(chǎn)生依賴于溫度變化的光電流信號或凈光電流信號，并 且亮度控制信號中依賴于溫度的部分通過釆樣定時信號和該光電流信號或凈 電流信號去除，從而可以形成對背光組件亮度的控制。下面對根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的控制背光組件亮度的方法進行說 明。背光組件的亮度可利用不依賴于溫度變化的凈光電流信號進行控制。設(shè) 定參考電壓。根據(jù)該參考電壓和由光電流傳感元件和暗電流傳感元件產(chǎn)生的 凈光電流信號產(chǎn)生采樣電壓。產(chǎn)生的該凈光電流信號的大小不依賴于溫度的 變化。基于該采樣電壓產(chǎn)生亮度控制信號。利用該亮度控制信號對該背光組 件的亮度進行控制。
亮度控制信號的產(chǎn)生是通過將多個模擬采樣電壓轉(zhuǎn)換成多個數(shù)字采樣信 號、對該數(shù)字采樣信號進行存儲、并輸出該存儲的數(shù)字采樣信號的強信號的 平均值作為亮度控制信號實現(xiàn)的。亮度控制信號可以在設(shè)定參考電壓、生成 采樣電壓、產(chǎn)生數(shù)字采樣信號、并對該數(shù)字采樣信號進行存儲這些步驟重復(fù) 進行多次之后產(chǎn)生。
下面對根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的控制背光組件亮度的方法進行說明。 背光組件的亮度可以利用依賴于溫度變化的光電流信號或凈光電流信號進行 控制。校準采樣定時信號。設(shè)定參考電壓。參考該參考電壓，根據(jù)由光電流 傳感元件和/或暗電流傳感元件產(chǎn)生的凈光電流或光電流信號產(chǎn)生采樣電壓。 基于該采樣電壓和采樣定時信號生成亮度控制信號。利用該亮度控制信號對 背光組件的亮度進行控制。
亮度控制信號的產(chǎn)生是通過將多個模擬采樣電壓轉(zhuǎn)換成多個數(shù)字采樣信 號、對該數(shù)字采樣信號進行存儲、并輸出該存儲的數(shù)字采樣信號的強信號的 平均值作為亮度控制信號實現(xiàn)的。亮度控制信號可以在設(shè)定參考電壓、生成 采樣電壓、產(chǎn)生數(shù)字采樣信號、并對該數(shù)字采樣信號進行存儲這些步驟重復(fù) 進行多次之后產(chǎn)生。
根據(jù)該參考電壓和由暗電流傳感元件產(chǎn)生的暗電流信號產(chǎn)生校準電壓， 將模擬校準電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字校準信號，對該數(shù)字校準信號進行編碼以產(chǎn)生編 碼信號，并根據(jù)該編碼信號生成采樣定時信號，從而對采樣定時信號進行校準。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的顯示裝置，在控制背光組件的亮度的電路中 產(chǎn)生不依賴于溫度變化的凈光電流信號。或者，也可以產(chǎn)生依賴于溫度變化 的光電流信號或凈光電流信號，并且產(chǎn)生用于控制背光組件亮度的亮度控制 信號，該信號中依賴于溫度的部分可以通過采樣定時信號和光電流信號或凈 光電流信號予以去除。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的控制背光組件亮度的電路包括光傳感部分、 放大器、采樣器以及模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。背光組件的亮度可以利用不依賴 于溫度變化的凈光電流信號進行控制，該光傳感部分包括光電流傳感元件和 暗電流傳感元件，以輸出不依賴于光電流傳感元件和暗電流傳感元件的溫度 變化的凈光電流信號。該放大器保持施加給光傳感部分的輸出端的電壓電平。 該放大器接收由光傳感元件輸出的凈光電流信號，并放大該接收的凈光電流 信號。該采樣器與該放大器的輸出端電連接，以產(chǎn)生采樣電壓并輸出該采樣
電壓。該ADC轉(zhuǎn)換器將來自采樣器的模擬采樣電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字采樣信號。
用于控制背光組件亮度的電路進一步可以包括一個操作部分，其對多個 數(shù)字采樣信號進行存儲并輸出這些數(shù)字采樣信號的強信號的平均值以作為亮 度控制信號。該光傳感部分進一步可以包括多個包含有光電流傳感器和暗電 流傳感器的光傳感器。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于控制背光組件亮度的電路包括光傳感部 分、放大器、采樣器以及ADC。該背光組件的亮度可以利用依賴于溫度變化 的光電流信號或凈光電流信號進行控制。該光傳感部分包括光電流傳感元件 和暗電流傳感元件，以輸出光電流信號、暗電流信號或凈光電流信號。該方文 大器保持施加給該光傳感部件輸出端的電壓電平。該放大器接收該光傳感部 分的輸出并放大該光傳感部分的輸出。該采樣器與該放大器的輸出端電連接 以產(chǎn)生校準電壓或采樣電壓并輸出該校準電壓或采樣電壓。該ADC將來自采 樣器的模擬校準電壓和模擬采樣電壓分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字校準信號和數(shù)字采樣信
—弓一
用于控制背光組件亮度的電路進一步可以包括操作部分，其對多個數(shù)字 采樣信號進行存儲并輸出該數(shù)字采樣信號的強信號的平均值作為亮度控制信 號。光傳感部分還可以包括多個光傳感器，所述多個光傳感器包括光電流傳 感器和暗電流傳感器。
用于控制背光組件亮度的電路還可以包括編碼器，其將ADC輸出的n 比特數(shù)字校準信號編碼成m比特的編碼信號；以及計數(shù)器，用于根據(jù)該編碼 器輸出的編碼信號產(chǎn)生采樣定時信號，其中m和n是自然數(shù)。該采樣器根據(jù) 該采樣定時信號產(chǎn)生采樣電壓。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的顯示裝置包括顯示面板、背光組件、以及用 于控制該背光組件亮度的電路。該顯示面板顯示圖像并具有擋光區(qū)域
(light-blocking region)。開口部分形成在擋光區(qū)域中內(nèi)。用于控制背光組件 亮度的電路的光傳感部件從該開口部分顯露出來，以接收外界提供的光線。
根據(jù)本發(fā)明的控制背光組件亮度的方法、控制背光組件亮度的電路，以 及具有該控制背光組件亮度的電路的顯示裝置的示例性實施例，即使外界亮 度、溫度、不同光傳感器間的差異、元件的劣化發(fā)生改變，也可以最小化該 背光組件的亮度的變化。


通過下面結(jié)合附圖的描述可以更詳細地了解本發(fā)明的示例性實施例，其
中
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的、控制背光組件亮度的電路的電路圖； 圖2A是示出圖1所示的電路中使用的光傳感器的示例性實施例的電路
圖2B是示出施加于圖2A所示的光傳感器的信號的時序圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的光傳感器的電路圖3B是施加到圖3A所示的光傳感器的信號的時序圖4A至圖4C是示出基于各個柵極源極電壓Vgs和溫度的變化而變化的
光電流、暗電流以及凈光電流的曲線圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的光傳感器的電路圖5B是示出施加到圖5A中的光傳感器的信號的時序圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的光傳感器的電路圖6B是示出施加到圖6A中的光傳感器的信號的時序圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的、包括有控制背光組件亮度的
電路的顯示裝置的平面圖7B是示出圖7A中所示的顯示裝置的屏幕的平面圖8是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的控制背光組件的電路的電路以及
圖9是示出施加到圖8中所示的控制背光組件的電路的信號的時序圖。
具體實施例方式
下面參照表示示例性實施例的附圖對本發(fā)明進行^分:^笛述。然而本發(fā)明可
以以多種不同的方式來^E見，并不應(yīng)該受到il^J萄述的示例性實施例的P艮制。相反 地，提供這些示例性實施例而是為了使說明書完整和完全，以將本發(fā)明的保護范圍
傳i^合本領(lǐng)域的^ii技術(shù)人員。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的控制背ifei且件的亮度的電路的電路圖。 圖2A是示出圖1中所示的電路中^J I的光傳感器的電路圖。圖2B是示出;^o在圖 2A中所示的光傳感器的信號的時序圖。圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的光 傳感器的電路圖。圖3B是示出 口在圖3A中所示的光傳感器上的信號的時序圖。
參照圖1,控制背光組件(未示出)的亮度的電路包括光傳感部分410、放大器 420、采樣器430、信號轉(zhuǎn)換器440以及操作部分450。該光傳感部分410包括多個 光傳感器411、 412、 413和414。如圖2A所示，每個光傳感器411、 412、 413和414 包括光電流傳感元件Qn"和開關(guān)元件Qsw。如圖3A所示，每個光傳感器411、 412、 413和414僅包括光電流傳感元件Qu,而不包括開關(guān)元件Qsw。
下面參照圖1、圖2A和圖2B,對控制背iti且件的電路的^^進行如下的解釋。
當(dāng)光線照射到光電流傳感元件Qlt的溝道部分(channel portion)的半導(dǎo)體上時， 價帶(valenceband)中的部分電子被轉(zhuǎn)移到導(dǎo)帶(conductionband)從而形成自由電 子。當(dāng)控制信號Vsw施加在開關(guān)元件Qsw的控制電極上時，開關(guān)元件Qsw的溝道被 打開，對應(yīng)的輸出控制開關(guān)SLO被導(dǎo)通，從而由輸入電壓V!引起的光電流I
(Temp, Lux)
被作為傳感信號輸出。
放大器420根據(jù)來自光傳感部分410的傳感信號，產(chǎn)生放大的采樣電壓Vs，以 將采樣電壓Vs輸出給采樣器430。采樣器430沖艮據(jù)采樣定時信號t對采樣電壓Vs 進行采樣，以將經(jīng)it^樣的采樣電壓Vs輸出^f言號轉(zhuǎn)換器440。
信號轉(zhuǎn)換器440包括多個比較器。信號轉(zhuǎn)換器440將由釆樣器430采樣的才對以 采樣電壓Vs轉(zhuǎn)換成數(shù)字采才^言號SDS,并將該數(shù)字采才ff言號SDs輸出給4斜乍部分450。 操作部分450在每個預(yù)定時間段接^>]"應(yīng)于四個光傳感元件411、 412、 413和414 的四個凄t字采才^言號SDS,并利用^f諸部分(未示出)將接^R^的四個數(shù)字采才ff言號 Sos予以務(wù)賭。操作部分450比較四個數(shù)字采才ff言號SDs,以確定四個數(shù)字信號Sos 中的強信號作為外界亮度信號。這樣，操作部件450基于外界亮度信號改變亮度控 制信號V^的電平或狀態(tài)，并將該亮度控制信號V^施加于背光組件(未示出)的 控制部分。背光組件的控制部分根據(jù)該亮度控制信號V^對背光組件的亮度進行控 制，以根據(jù)外界亮度來優(yōu)化背iti且件的亮度，減少功耗。
圖4A、圖4B和圖4C是示出基于各個柵極-源極電壓Vgs和溫度的變化而
變化的光電流、暗電流以及凈光電流的曲線圖。在圖4A、圖4B和圖4C中，柵
極-源極電壓VgS彼此不同，并且顯示了溫度與包括光電流I(Temp,Lux)、暗電流1(1^) 和凈光電流I (Lux)在內(nèi)的電流之間的關(guān)系。凈光電流I (Lux)^^上等于光電流I
減去暗電流I (Temp,。在圖4A、圖4B和圖4C中，外界亮度大約為10,000 lux。
當(dāng)溫度增加時，光電流I(Tenp,x^)和暗電流I(T，)^i曾力口。然而，等于光電流1(t，,l^) 減去暗電流I (Temp)的凈光電流I (Lux)基于柵極-源極電壓VgS的變化而變化。當(dāng)柵極-源極電壓VgS約為-7V時，凈光電流I (Lux)隨著溫度的增加而增加。當(dāng)柵極-源極電
壓Vgs約為0V時，凈光電流I (Lux)隨著溫度的增加而保持^恒定的值。當(dāng)柵極-源極電壓Vgs約為15V時，凈光電流I f4^r溫度的增加而減小。
因此，當(dāng)開關(guān)電源電壓Vgs約為OV時，，即使溫度變化，可以利用降低了誤差 的凈光電流I(Lux)對外界亮度進^^側(cè)。然而，當(dāng)柵極-源極電壓Vgs約為OV時，凈 光電流Io^)的量級為l(T11，以致于凈光電流I(Lux)凈iU文大之后，凈光電流I(^)的誤 差增大。此外，凈光電流I(r^的量取決于光傳感器之間的偏差，由于長時間^^]造 成光傳感器的溝道部分劣化而使該偏差發(fā)生改變。
因此，需要高電平的柵極-源極電壓Vgs，還需要具有低偏差的光傳感器，以減 小誤差量。當(dāng)柵極-源極電壓Vgs的電平提高時，凈光電流I(uco取決于溫度，從而 就需要對溫度的變^i^抖交準。
校準如下進行。去除外界亮度的效應(yīng)以產(chǎn)生暗電流I(Temp)，并對溫度進^^僉測。 對凈光電流I (Lux,求和的時間段被標準化。檢測在標準化時間段內(nèi)的凈光電流I ,j^ ^^口的量，并產(chǎn)生亮度控制信號。
當(dāng)進^^交準時，根據(jù)溫度的變化、光傳感元件之間的差異、以及由于長期<^1 導(dǎo)致的劣化來改變標準化時間段，從而最小化由溫度、光傳感元件以及損壞在控制 亮度中引起的誤差。此外，雖然對外界亮度進行了沖&則，但是還可以利用^^負于溫 度的輸出對外界亮度進^^則。例如，可以不用凈光電流I(Lux)檢測外界亮度，而是
可以利用光電流I 才&則外界亮度。
圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的光傳感器的電路圖。圖5B是示出^口 到圖5A中所述的光傳感器的信號的時序圖。
參照圖5A和圖5B,光傳感器包括光電流傳感元件Qu、暗電流傳感元件QT 以及開關(guān)元件Qsw。光電流傳感元件QLT、暗電流傳感元件QT以及開關(guān)元件Qsw中 的每一個可包括具有半爭沐溝道區(qū)域的薄膜晶體管(TFT)。該半導(dǎo)體溝道區(qū)域可以 包括非晶石線多晶硅。該半*溝道區(qū)域中的載^^:量可以根據(jù)亮度和溫^生改
將輸入電壓^和用于控制光電流傳感元件的控制信號Vu分別^ 口給光電流傳 感元件Qu的漏電極和柵電極。光電流傳感元件Qu的源電極電連接至開關(guān)元件Qsw 的漏電極。用于控制開關(guān)元件的控制信號Vsw被;^o給開關(guān)元件Qsw的柵電極，并 且該開關(guān)元件Qws的源電極通過第一節(jié)點^電連接至輸出端S,和暗電流傳感元件 qt的漏電極。用于控制暗電流傳感元件的控制信號Vp被施加在暗電流傳感元件qt 的柵電極，并且暗電流傳感元件Qr的源電極電連接至恒定電壓端。
擋光區(qū)域，例如黑色矩P車，包括位于光電流傳感元件Qu的溝道區(qū)域的上部的 開口部分X,從而可以利用外界亮度和溫度來改變形^光電流傳感元件QLT的溝 道區(qū)i或內(nèi)的載^l史量。
相反，暗電流傳感元件Qr的溝道區(qū)域的上部被黑色矩陣遮擋，這樣形成在暗電 流傳感元件Qr的溝道區(qū)域中的載^lt量不隨外部亮度而改變，而是隨溫度而改變。
因此，如圖5B所示，當(dāng)輸入電壓V!、控制光電流傳感元件的控制信號Vu、控
制暗電流傳感元件的控制信號VT以及控制開關(guān)元件的高電平控制信號Vsw分別^d 在光電流傳感元件Qu的漏電極、光電流傳感元件qlt的柵電極、暗電流傳感元件
QT的柵電極以及開關(guān)元件Qsw的柵電才iLh時，^^負于光電流傳感元件Qu的溝道區(qū) 域內(nèi)的外界亮度和溫度的光電流I向第一節(jié)點ish流動，依賴于暗電流傳感元
件QT的溝道區(qū)域的溫度的暗電流I (Temp)在第一節(jié)點N！和恒定端之間流動。
因此，當(dāng)光電流傳感元件qlt具有與暗電流傳感元件qt^L相同的設(shè)計，并且
光電流傳感元件Qcr的漏極-源極電壓Vds與暗電流傳感元件Qr的柵極-源極電壓Vgs
^Jt相同時，差4^等于光電流I (Temp,Lux)減去光電流傳感元件Qu的溝道區(qū)域內(nèi)的溫 >1^文應(yīng)的凈光電流I (lux,被^/t^^r出端S—out。
圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的光傳感器的電路圖。圖6B是示出;^口 給圖6A中所示的光傳感器的信號的時序圖。
參照圖6A和6B,開關(guān)元件Qsw (圖5A中所示)被省略，并且光電流傳感元 件Qu的源電極通過第 一節(jié)點N,直接電連接到輸出端Sj)ur和暗電流傳感元件Qt的 漏電極。因此，輸出信號不是根據(jù)所有的控制光電流傳感元件Qu的控制信號Vu、 控制暗電流傳感元件的控制信號vt以^^。斜。圖5A和5B所示的開關(guān)元件Qsw 的控制開關(guān)元件的脈沖型控制信號Vsw產(chǎn)生的，而是僅根據(jù)如圖6A和6B所示的控 制光電流傳感元件的脈沖型控制信號Vu和控制暗電流傳感元件的控制信號VT產(chǎn)生 的，從而使得輸出信號可以直接根據(jù)控制光電流傳感元件的脈沖型控制信號Vu和
控制暗電流傳感元件的控制信號Vt形成。
圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的、包括用于控制背光組件亮度的電路
的顯示裝置的平面圖。圖7B是示出圖7A中所示的顯示裝置的屏幕的平面圖。
參照圖7A和圖7B,具有控制背iy且件(未示出)的亮度的電路的顯示裝置是 分區(qū)顯示型。在分區(qū)顯示型中，顯示裝置具有恒定(constant)顯示區(qū)域'A，和正 常顯示區(qū)域B。
用于控制背光組件(未示出)亮度的電路的光傳感器包括有具有溝道區(qū)域的 TFT。 TFT的溝道區(qū)域可包括非晶硅或多晶硅。用于控制背光組件亮度的電路的光 傳感器可通選蓴膜工藝直接形成在顯示裝置的顯示J4Ui。例如，光傳感器可形成 在擋光區(qū)域100內(nèi)或在反射電極RE下。在擋光區(qū)域100內(nèi)不顯示圖像。另一方面， 用于控制背iti且件亮度的電路的其射P件可^^驅(qū)動M電路200中?？蛇x的， 用于控制背光組件亮度的整個電路可形g擋光區(qū)域100內(nèi)或可以集成在驅(qū)動集成 電路200中。
擋光區(qū)域100或反射電極RE包括開口區(qū)域(未示出)，從而通過該開口區(qū)域?qū)?光電流傳感元件Qur暴露出來，并且不露出暗電流傳感元件QT。例如，光電流傳感 元件Qu可位于該恒定顯示區(qū)域'A，中的反射電極RE下面。并且，如時間、音量、 模式、電W犬態(tài)等信息顯示在恒定顯示區(qū)域'A，，從而顯示這些信息所需的分辨率 較低。這樣，在恒定顯示區(qū)域'A，內(nèi)像素具有比標準顯示區(qū)域B中的像素大的尺 寸。此外，恒定顯示區(qū)域'A，中的像素具有M區(qū)域，從而用戶不必4^f可額外的操 作就可以看到顯示在恒^示區(qū)域'A，內(nèi)的圖像。這樣，用于控制背iti且件亮度的 電路可形^il^t電極RE的下面。
當(dāng)將控制背^i且件亮度的方法和電路應(yīng)用^it射模式的顯示裝置時，背ifei且件 的亮度隨著外界亮度的增加而增加。當(dāng)將該控制背光組件亮度的方法和電路應(yīng)用到 反射模式的顯示裝置時，背光組件的亮度隨著外界亮度的增加而降低。這樣，可改 善圖像的顯示質(zhì)量，并降低功耗。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于控制背光組件的電路的電路圖。
參照圖8，控制背光組件(未示出)的電路包括光傳感部分310、放大器320、 采樣器330、才l數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 340、編碼器350、計數(shù)器360和操作部分370。
在圖8中，多個如圖6A所示的光傳感部分310平行iW皮itb4目連。
或者，多個如圖5A所示的光傳感器可平行;^皮jtbNl連。
例如，控制光傳感部分的輸出的輸出開關(guān)SLo可與光傳感部分310的輸出端電
連接?；蛘?，可以通過佳月如圖6A所示的光傳感器的控制信號Vu和VT,而省略
控制光傳感部分的輸出的輸出開關(guān)SL0。光傳感部分310有選l奪地將光電流I(t，,Lux,、
暗電流I (Temp)或凈光電流I (Lux)輸出給放大器320。
光傳感部分310的輸出信號和參考電壓Vref分別被施加到放大器320的第一輸 入端和放大器320的第二4命入端，并JUi:大器320的輸出端與采樣器330的控制開 關(guān)SSI電連接。放大器320將 口給光傳感部分310的輸出信號進行放大，從而使得 采樣器330產(chǎn)生放大的采樣電壓Vs或放大的校準電壓VCAL。放大器320可進一步包 括復(fù)位開關(guān)SR，其用于將采樣器330的采樣電壓Vs或校準電壓VcAL復(fù)位為參考電
壓Vref。
釆樣器330包括電容Cs、控制采樣器輸入的輸入開關(guān)SSI和控制采樣器輸出的 輸出開關(guān)Sso。電容Cs的第一端與放大器320的輸出端電連接，并且電容Cs的第二 端與恒定電壓端電連接。輸入開關(guān)Sa控制采樣器330的輸入。輸出開關(guān)Sso控制采 樣器330的輸出。電容Cs產(chǎn)生采樣電壓Vs或校準電壓VcAL,以將該采樣電壓Vs 或校準電壓VcAL編o給ADC 340。
ADC 340接收才對以采樣電壓Vs或才勤財吏準電壓VCAL,并產(chǎn)生數(shù)字采才ff言號SDS 或數(shù)字校準信號SDCAL。該數(shù)字釆才ff言號SDs通過輸出控制開關(guān)Soc被;^。給背iti且
件(未示出)的控制部分，并且校準信號SDCAL通過輸出控制開關(guān)Soc被^口給編碼
器350。 ADC340可通過組合多個比較器而形成。或者，ADC340具有各種已知的 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
編碼器350接收n比特的數(shù)字校準信號Sdcal,并輸出m比特的用于產(chǎn)生采樣 定時信號t的編碼信號SE，以將m比特的編碼信號SE輸出給計數(shù)器360，這里m和 n都是自然數(shù)。例如，n可以大于m?；蛘?，編碼器350可具有各種已知的編碼結(jié)構(gòu)。
計凄t器360才艮據(jù)編^H言號SE產(chǎn)生采樣定時信號t，以確^1于控制采樣器330 輸入的輸入開關(guān)SSI的導(dǎo)通時間?；蛘?，計數(shù)器360可具有各種已知的計數(shù)結(jié)構(gòu)。
采樣器330的采樣電壓Vs和校準電壓VCAL#i^g'j ADC 340，并且數(shù)字采樣 信號Sds和校準信號SocAL通過用于控制采樣器330輸出的輸出開關(guān)Soc被^口給控 制背光組件(未示出)亮度的電路或編碼器350?；蛘撸蓸悠?30的采樣電壓Vs 和校準電壓VcAL通過^^控制信號分別^^/口給多個ADC (未示出)。ADC340的 輸出通過^i乍部分370被^口到控制背iti且件(未示出)的電路以及被^i口到編碼 器350。
根據(jù)控制背光組件所必須的精度和采樣的定時，控制背光組件的電路可具有各
種結(jié)構(gòu)。例如，數(shù)字采樣信號SDS的大小可以為幾個比特，而校準信號Sdcal可以具 有比數(shù)字采祥信號Sds大的比特數(shù)，以精確地轉(zhuǎn)換采樣定時信號t。這樣，接"^^樣
電壓Vs的ADC340可以包括有幾個彼此并行電連接的比較器，然而，接收校準電 壓Vcal的ADC比接)R^樣電壓Vs的ADC的^l岸率高。
以下將參照圖8和圖9對控制亮度的方法進行解釋。Vlo、 Vr、 Vsi、 Vso、 Vu 及VT分別表示^。給控制光傳感部分310輸出的輸出開關(guān)SLo、復(fù)位開關(guān)SR、控制 采樣器330輸入的輸入開關(guān)Sa、控制采樣器330輸出的輸出開關(guān)Sso、光電流傳感 元件Qlt以及暗電流傳感元件Qr的控制信號。
校準時間賴義產(chǎn)生釆樣定時信號t的時間段，使得采樣定時信號的最終輸出不 依賴于溫度、元件之間的差異以及由于長時間使用導(dǎo)致的劣化。
在參考電壓設(shè)定時間段，控制光傳感部分310輸出的輸出開關(guān)Slo和控制采祥 器330輸出的輸出開關(guān)Sso被關(guān)斷，并且復(fù)位開關(guān)Sr和控制采祥器330輸入的輸入 開關(guān)Sa被導(dǎo)通，從而將^j諸在采樣器330中的參考電壓Vs放電，并且將參考電壓 VREF^fi者在采樣器330中。
在校準電壓提取時間段中，光電流傳感元件qlt、控制采樣器330輸出的輸出 開關(guān)Sso和復(fù)位開關(guān)SR被關(guān)斷，而控制光傳感部分輸出的輸出開關(guān)Slo和控制采樣 器330輸入的輸入開關(guān)Sa被導(dǎo)通，從而將控制暗電流傳感元件的高電平控制信號 VT^口給暗電流傳感元件Qr，并利用光傳感部分310的輸出信號將采樣器330的參
考電壓VREF校準到校準電壓VCAL。在預(yù)定的校準電壓采樣時間段tq，控制采樣器330 輸入的輸入開關(guān)Sa被導(dǎo)通，并且暗電流I(Tenp)流向恒定端。這樣，校準電壓VcAL
用下面的等式l確定。
乙s
在采樣定時信號產(chǎn)生階段，控制光傳感部分310輸出的輸出開關(guān)SLo、復(fù)位開 關(guān)SR以^^空制采樣器330輸入的輸入開關(guān)Ss^皮關(guān)斷，并且控制采樣器330輸出的 輸出開關(guān)Sso被導(dǎo)通，以將校準電壓VcAL^口給ADC340。
ADC 340將沖對財交準電壓VcAL轉(zhuǎn)換成n比特的數(shù)字校準信號Sdcal，并通過輸 出控制開關(guān)Soc將數(shù)字校準信號SocAL輸出給編碼器350。
編碼器350根才射員定算法將n比特的數(shù)字信號編碼成m比特的數(shù)字信號，并將 編碼信號SE傳輸給計數(shù)器360。 n比特數(shù)字信號和m比特數(shù)字信號之間的編碼算法
是根據(jù)溫度、光電流I(Temp,Lux)、暗電流I (Temp)和凈光電流I (Lux)的實驗數(shù)據(jù)，以及編 碼器350的設(shè)計進行優(yōu)化的。
計數(shù)器360接收編碼信號SE并產(chǎn)生采樣定時信號t。
為了減小由元件之間的差異以及由于長時間引起的劣^it成的采樣定時信號的 偏差，利用彼此平行地電連接的光傳感器對采樣定時信號t進行連續(xù)釆樣，并且強 信號值的平均值可被設(shè)定為采樣定時信號t的輸出。例如，計數(shù)器360可進一步包 括多個用于^^采樣定時信號的^f諸器，并且該^f諸器的數(shù)目可以與采樣定時信號 糾目等。
以下對^f乍時間段中圖8的電路的才斜乍進4憤釋。在才,時間段中，利用4辦 部分370根據(jù)夕卜界亮度將亮度控制信號VDta^/口給背iti且件(未示出)。
如圖9所示，第一參考電壓^^時間段與校準時間段的參考電壓i議時間賴羞 W目同。因此，省略^f可有關(guān)上述時間段的進一步描述。
在采樣電壓產(chǎn)生時間段中，復(fù)位開關(guān)SR和控制采樣器輸出的輸出開關(guān)Sso被關(guān) 斷開，而控制光傳感部分310輸出的輸出開關(guān)Slq和控制采祥器330輸入的輸入開關(guān) Ss^皮接通，使得控制光傳感元件的高電平控制信號Vu和控制暗傳感元件的控制信 號V"皮關(guān)斷。接通用于控制^樣器330輸^入的輸7v開關(guān)SSI的時間長度由采樣定時 信號t決定。當(dāng)由光傳感部分310產(chǎn)生的凈光電流I(^,流向放大器320時，存儲在 電容Cs中的采樣電壓Vs由下面的等式2決定。
、
在亮度控制信號產(chǎn)生時間段，控制采樣器330輸入的輸入開關(guān)Sa被關(guān)斷，而控 制采樣器330輸出的輸出開關(guān)Sso被接通。為了P爭低功耗，也可以將其他開關(guān)關(guān)斷。 ADC 340將由采樣器330輸出的才對以^#電壓Vs轉(zhuǎn):^^數(shù)字采才ff言號SDS。根據(jù)用 于控制數(shù)字采樣電壓輸出的輸出開關(guān)SoC的控制，將數(shù)字采樣信號SDs;^。給計數(shù)器 360。數(shù)字采樣信號SDS的生成和^o是利用多個光傳感器通過時分的辦法來實現(xiàn)的。 計數(shù)器270存儲依次傳輸來的數(shù)字采樣信號SDS。在將最終的數(shù)字采才科言號Sds^口 到計數(shù)器360之后，數(shù)字采才引言號SDS的強信號的平均值作為亮度控制信號V^被 操作部分370輸出到背光組件(未示出)的控制部分。對光傳感器重復(fù)使用上述的 時分方法，從而減小由光傳感元件之間的差異以及長時間使用導(dǎo)致的劣化引起的誤 差。 可通過串行夕卜圍接口 (SPI)或^i4串行接口將亮度控制信號V^傳輸給背光 組件的控制系統(tǒng)，因此，可以省略輸出引線。例如，低速串行接口包括內(nèi)部M電 路總線(I2C)(未示出)。
亮度控制信號V^可根據(jù)外界亮度和功耗的變化以預(yù)定間隔進行傳輸。例如，
也可以參考溫度的變化改變用于控制亮度的電路。
圖8中，^^依賴于溫度的凈光電流I(Lux,對背光紐件的亮度進行控制?；蛘?， 背光組件的亮度也可用光電流I (Temp,Lux)進行控制。當(dāng)利用光電流I (Temp,Lux,對背光i且 件的亮度進行控制時，也可以改變 口給光傳感部分310和編碼器350的控制信號。
當(dāng)利用不依賴于溫度的凈光電流I (w對背光i且件的亮度進行控制時，編碼器
350和計數(shù)器360可以被省略，并且可以省略用于校準采樣定時時間段t的時間段。 可以使用恒定的采樣定時信號t。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，盡管外界亮度、溫度、不同光傳感器之間的差異、 元件的劣化等可能改變，仍可以最d、化背光組件亮度的變化。
參照其示例性實施例已對本發(fā)明進行了描述，然而，顯然地，按照前面的描述， 多種替代改進和變型對于本領(lǐng)域普通技^A員是顯而易見的。因此，本發(fā)明包括落 4權(quán)利要求書的宗旨和保護范圍之內(nèi)的所有這些^f戈改進和變型。
權(quán)利要求
1.一種控制背光組件亮度的方法，該方法包括設(shè)定參考電壓；根據(jù)該參考電壓和由光電流傳感元件和暗電流傳感元件產(chǎn)生的凈光電流信號，產(chǎn)生采樣電壓，該凈光電流信號的電平是不依賴于溫度的變化產(chǎn)生的；根據(jù)該采樣電壓產(chǎn)生亮度控制信號；以及利用該亮度控制信號控制背光組件的亮度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中亮度控制信號是通過以下步驟產(chǎn)生的 將多個才對以型的采樣電壓轉(zhuǎn)4械多個數(shù)字采才ff言號； ^j諸所述數(shù)字采才科言號；以及將數(shù)字存儲的采才引言號中的強信號的平均值作為亮度控制信號輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中亮度控制信號是在設(shè)定參考電壓、產(chǎn)生采樣 電壓、將多個模擬型的采樣電壓轉(zhuǎn)^^多個數(shù)字采#^言號以及#^諸多個數(shù)字采才ff言 號的步驟被重復(fù)多次之后產(chǎn)生的。
4. 一種控制背iti且件亮度的方法，該方法包括 校準采樣定時信號；設(shè)定參考電壓；參照該參考電壓，根據(jù)由光電流傳感元件和/或暗電流傳感元件產(chǎn)生的凈光電流 和光電流信號之一，產(chǎn)生采樣電壓；根據(jù)該采樣電壓和該采樣定時信號產(chǎn)生亮度控制信號；以及 利用該亮度控制信號控制背ifei且件的亮度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中亮;l控制信號是通過以下步驟產(chǎn)生的 將多個4對以型的采樣電壓轉(zhuǎn)^^多個數(shù)字采4ff言號； ^^者所述數(shù)字采才ff言號；以及將數(shù)字存儲的采樣信號中的強信號的平均值作為亮度控制信號輸出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中亮度控制信號是在設(shè)定參考電壓、產(chǎn)生采樣 電壓、將多個才對以型的采樣電壓轉(zhuǎn)^^多個數(shù)字采#^言號以及##多個數(shù)字采才ff言 號的步驟被重復(fù)多次之后產(chǎn)生的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中采樣定時信號通過以下步驟校準 根據(jù)該參考電壓和由暗電流傳感元件產(chǎn)生的暗電流信號，產(chǎn)生校準電壓；將才對以型的校準電壓轉(zhuǎn)4線數(shù)字校準信號；將該數(shù)字校準信號編碼以產(chǎn)生編碼信號；以及 根據(jù)該編碼信號產(chǎn)生采樣定時信號。
8. —種控制背^y且件亮度的電路，包括光傳感部分，包括光電流傳感元件和暗電流傳感元件，輸出不依賴于光電流傳 感元件和暗電流傳感元件的溫度變化的凈光電流信號；保持由光傳感部分的輸出端^口的電壓電平的放大器，該放大器接收由光傳感 部分輸出的凈光電流信號并放大所接收的凈光電流信號；與該放大器的輸出端電連接的采樣器，產(chǎn)生采樣電壓并輸出該采樣電壓；以及搭數(shù)轉(zhuǎn)換器，將來自采樣器的4對以型的釆樣電壓樹械數(shù)字采才科言號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的電路，進一步包括才剁乍部分，其^^諸多個數(shù)字采才ff言號 并將所述數(shù)字采才科言號的強信號的平均值作為亮度控制信號輸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的電路，其中光傳感部分進一步包括多個光傳感器，所述 多個光傳感器包括光電流傳感器和暗電流傳感器。
11. 一種控制背iti且件亮度的電路，包拾光傳感部分，包括光電流傳感元件和暗電流傳感元件，輸出光電流信號、暗電 流信號、或凈光電流信號；保持由光傳感部分的輸出端 。的電壓電平的放大器，該放大ll^收光傳感部 分的輸出并放大該M感部分的輸出；與該放大器的輸出端電連接的采樣器，產(chǎn)生校準電壓或采樣電壓并輸出該校準 電壓或采樣電壓；以及才秦數(shù)轉(zhuǎn)換器，將來自該采樣器的才對以型校準電壓和模擬型采樣電壓分別轉(zhuǎn)4R 凄t字校準信號和lt字采才ff言號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的電路，進一步包括#^乍部分，其^H諸多個數(shù)字采才ff言號 并將所述數(shù)字采才科言號的強信號的平均值作為亮度控制信號輸出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的電路，其中該光傳感部^ii一步包括多個光傳感器， 所述多個光傳感器包括光電流傳感器和暗電流傳感器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll的電路，進一步包括編碼器，將來自才l數(shù)轉(zhuǎn)換器的n比特的數(shù)字校準信號編碼成m比特的編石M言 號，其中m和n都是自然數(shù)；以及計數(shù)器，根據(jù)來自編碼器的編;M言號產(chǎn)生采樣定時信號。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的電路，其中該采樣器根據(jù)該采樣定時信號產(chǎn)生采樣電壓。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll的電路，其中該才秦數(shù)轉(zhuǎn)換器包括 將來自采樣器的才執(zhí)乂型校準電壓轉(zhuǎn)^^數(shù)字校準信號；以及 將來自采樣器的才對以采樣電壓轉(zhuǎn)^A數(shù)字采才f(言號。
17. —種顯示裝置，包括可與背光結(jié)合操作的顯示面板，用于顯示圖像，并具有擋光區(qū)域和在該擋光區(qū) 域中形成的開口部分；以及用于控制該背光的亮度的電路，包括光傳感部分，包括光電流傳感元件和暗電流傳感元件，輸出不^l負于光電 流傳感元件和暗電流傳感元件的溫度變化的凈光電流信號，該光電流傳感元件通過 該開口部分暴露出來以接^^卜^^是供的光；保持由光傳感部分的輸出端對其施加的電壓電平的放大器，該放大器接收 光傳感部分輸出的凈光電流信號并放^i斤接收的凈光電流信號；與該放大器的輸出端電連接的采樣器，產(chǎn)生采樣電壓并輸出該采樣電壓；以及搭數(shù)轉(zhuǎn)換器，將來自采樣器的才對以采樣電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字采才W言號。
18. —種顯示裝置，包括可與背光結(jié)合操怍的顯示面板，用于顯示圖像，并具有擋光區(qū)域和在該擋光區(qū) 域中形成的開口部分；以及用于控制該背光的亮度的電路，包拾光傳感部分，包括光電流傳感元件和暗電流傳感元件，輸出光電流信號、 暗電流信號或凈光電流信號，該光電流傳感元件通過該開口部分暴露出來以接40卜 ^C供的光；保持 0給光傳感部分的輸出端的電壓電平的放大器，該放大器接收光傳 感部分的輸出并放大該光傳感部分的輸出；與該放大器的輸出端電連接的采樣器，產(chǎn)生校準電壓或采樣電壓并輸出 該校準電壓或采樣電壓；以及ADC,將來自該采樣器的才對以型校準電壓和才對以型采樣電壓分別轉(zhuǎn)^^ 數(shù)字校準信號和數(shù)字采樣信號。
全文摘要
一種控制背光亮度的方法，其中，設(shè)定參考電壓，根據(jù)該參考電壓產(chǎn)生采樣電壓，并利用光電流傳感元件和暗電流傳感元件產(chǎn)生凈光電流信號。凈光電流信號是不依賴于溫度變化而產(chǎn)生的。亮度控制信號是根據(jù)采樣電壓產(chǎn)生的。利用該亮度控制信號對背光組件的亮度進行控制。因此，盡管外界亮度、溫度、不同光傳感器之間的差異、元件的劣化等可能改變，仍能最小化背光組件亮度的變化。
文檔編號G09G3/34GK101174387SQ20071019995
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者李柱亨, 魚基漢 申請人:三星電子株式會社