專利名稱：接觸可檢測(cè)顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，并且特別地，涉及接觸可檢測(cè)顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
一般而言，液晶顯示器(LCD)包括具有像素電極及共電極的兩個(gè)顯示面板和介入于其間的具有電介質(zhì)各向異性的液晶層。像素電極排列成矩陣，并與諸如薄膜晶體管(TFT)的開(kāi)關(guān)元件連接，由此每行依次接收數(shù)據(jù)電壓。共電極形成在兩個(gè)顯示面板中的一個(gè)的整個(gè)面上，并且接收共電壓。電路上觀察時(shí)像素電極和共電極的對(duì)應(yīng)部分、及液晶層的對(duì)應(yīng)部分形成液晶電容器，液晶電容器與其連接的開(kāi)關(guān)元件一起成為組成像素的基本元件。
通過(guò)向像素電極和共電極施加電壓，液晶顯示器產(chǎn)生電場(chǎng)并且調(diào)整該電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)調(diào)整通過(guò)液晶層的光透射率，以顯示圖像。
最近開(kāi)發(fā)了一種集成有光傳感器的液晶顯示器。光感測(cè)器感測(cè)通過(guò)手指或唱針(stylus)的接觸而產(chǎn)生的入射光的改變并且提供了一種響應(yīng)其的用于液晶顯示器的電信號(hào)?；陔娦盘?hào)，液晶顯示器確定接觸與否及接觸位置。液晶顯示器將關(guān)于接觸的信息發(fā)送到外部裝置，外部裝置將基于信息產(chǎn)生的圖像信號(hào)傳回液晶顯示器。盡管光傳感器可以置于諸如附著于LCD的接觸屏面板的外部裝置上，但這種液晶顯示器厚度厚、重量也重，很難顯示精確的文字或圖像。
集成入LCD中的光傳感器可實(shí)現(xiàn)位于顯示圖像的像素中的薄膜晶體管。但是，這種光傳感器隨著外部環(huán)境(例如，外部燈、或背光燈的強(qiáng)度)其輸出不同，所以存在較難檢測(cè)到的接觸區(qū)域。這種區(qū)域叫做死區(qū)，并且在死區(qū)，光傳感器產(chǎn)生具有很難區(qū)別接觸的電平的輸出。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置，包括顯示面板；照明單元，用于照明顯示面板并且具有響應(yīng)于照明控制信號(hào)的狀態(tài)；壓力感測(cè)單元，根據(jù)在顯示面板上的接觸，產(chǎn)生第一傳感器輸出信號(hào)；光感測(cè)單元，接收來(lái)自環(huán)境光及照明單元的光并且根據(jù)在顯示面板上的接觸，產(chǎn)生第二傳感器輸出信號(hào)；傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)傳感器掃描信號(hào)，向壓力感測(cè)單元及光感測(cè)單元輸出傳感器掃描信號(hào)；以及，感測(cè)控制器，基于第一及第二傳感器輸出信號(hào)，產(chǎn)生照明控制信號(hào)及傳感器掃描控制信號(hào)，并且將照明控制信號(hào)輸出到照明單元，以及將傳感器掃描控制信號(hào)輸出到傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器。
顯示裝置還可包括壓力計(jì)算單元，確定是否存在接觸，以基于第一傳感器輸出信號(hào)，產(chǎn)生壓力信息信號(hào)；以及位置計(jì)算單元，確定是否存在接觸，以基于第二傳感器輸出信號(hào)，產(chǎn)生位置信息信號(hào)。
當(dāng)壓力信息信號(hào)指示接觸存在并且位置信息信號(hào)不可用時(shí)，感測(cè)控制器確定顯示裝置處于死區(qū)中。
當(dāng)確定顯示裝置處于死區(qū)時(shí)，感測(cè)控制器可產(chǎn)生照明控制信號(hào)以相對(duì)于光感測(cè)單元的光感測(cè)周期，轉(zhuǎn)換照明單元的狀態(tài)。
照明控制信號(hào)可控制照明單元的亮度?？赏ㄟ^(guò)打開(kāi)或關(guān)閉照明單元或通過(guò)改變照明單元中的電流來(lái)控制照明單元的亮度。
照明控制信號(hào)可控制照明單元的驅(qū)動(dòng)電壓的相位。照明單元的驅(qū)動(dòng)電壓的占空比大約為40-60％。
若當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓的相位與傳感器掃描信號(hào)同步時(shí)，將驅(qū)動(dòng)電壓的相位定義為0°，那么，驅(qū)動(dòng)電壓的相位在大約-10°到大約10°之間變化以及形成大約170°到大約190°。
根據(jù)處于死區(qū)中的照明單元開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，感測(cè)控制器可控制光感測(cè)單元的光感測(cè)周期。
壓力感測(cè)單元及光感測(cè)單元可置于在顯示面板上。
顯示裝置可為液晶顯示器。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括有顯示面板和照明單元照明單元的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，包括基于施加在顯示面板上的壓力，產(chǎn)生第一感測(cè)信號(hào)；根據(jù)第一感測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生壓力信息信號(hào)；根據(jù)來(lái)自環(huán)境光及照明單元的光，產(chǎn)生第二感測(cè)信號(hào)；根據(jù)第二感測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生位置信息信號(hào)；基于壓力信息信號(hào)及位置信息信號(hào)，確定顯示裝置是否處于死區(qū)中；以及當(dāng)顯示裝置處于死區(qū)中時(shí)，通過(guò)控制照明單元或通過(guò)控制用于產(chǎn)生第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間，進(jìn)行控制操作。
顯示裝置是否處于死區(qū)中的確定可包括當(dāng)壓力信息信號(hào)指示接觸存在并且位置信息信號(hào)不可用時(shí)，確定顯示裝置處于死區(qū)中。
照明單元的控制可包括控制照明單元的亮度。照明單元的控制可包括改變照明單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)或改變照明單元中的電流。
照明單元的控制可包括相對(duì)于用于產(chǎn)生第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間，改變照明單元的驅(qū)動(dòng)電壓的相位。
用于產(chǎn)生第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間的控制可包括相對(duì)于照明單元的驅(qū)動(dòng)電壓的相位，改變用于產(chǎn)生第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間。


通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以更好地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的框圖；圖2是用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的包括有光感測(cè)電路的像素的等效電路圖；圖3是用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的包括有壓力感測(cè)電路的像素的等效電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶面板組合體的布局圖；圖5是圖4所示的面板組合體沿5-V′線截取的截面圖；圖6是圖4所示的面板組合體沿VI-VI′線截取的截面圖；圖7是示出在面板組合體300上的接觸位置和未接觸位置的感測(cè)TFT的光電流的曲線圖，該光電流是環(huán)境光亮度的函數(shù)；圖8是示出用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的不同感測(cè)模式的光感測(cè)電路的輸出電流的曲線圖；圖9是用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的信號(hào)控制器的框圖；
圖10是示出圖1所示的液晶顯示器的感測(cè)操作的示例性的流程圖；圖11及圖12是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的示例性操作的曲線圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的液晶顯示器的示例性操作的曲線圖；以及圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的不同信號(hào)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)地描述，其中附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
附圖中，為清楚起見(jiàn)，擴(kuò)大了層和區(qū)域的厚度。通篇說(shuō)明書(shū)中，相同的標(biāo)號(hào)指向相同的元件?？梢岳斫?，當(dāng)諸如層、薄膜、區(qū)域、基片、或面板等的元件位于另一個(gè)元件“之上”時(shí)，是指可直接位于另一個(gè)元件之上，也可能在其間存在干涉元件。相反地，當(dāng)元件“直接”位于另一個(gè)元件之上時(shí)，是指其間沒(méi)有干涉元件。
下面，參照?qǐng)D1、圖2和圖3詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的框圖。圖2是用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的包括有光感測(cè)電路的像素的等效電路圖。圖3是用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的包括有壓力感測(cè)電路的像素的等效電路圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器包括液晶顯示面板組合體300、圖像掃描驅(qū)動(dòng)器400、圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500、傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700、與面板組合體300連接的感測(cè)信號(hào)處理器800、向面板組合體300提供光的照明單元900、以及控制上述元件的信號(hào)控制器600。
參照?qǐng)D1和圖2，面板組合體300包括多條顯示器信號(hào)線G1-Gn、D1-Dm、多條傳感器信號(hào)線S1-Sn、P1-Pm、Psg、Psd、以及多個(gè)像素Px。像素Px與顯示器信號(hào)線G1-Gn、D1-Dm、以及傳感器信號(hào)線S1-Sn、P1-Pm、Psg、Psd連接并且基本上排列成矩陣。
顯示器信號(hào)線包括傳輸圖像掃描信號(hào)的多條圖像掃描線G1-Gn和傳輸圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)線D1-Dm。
傳感器信號(hào)線包括傳輸傳感器掃描信號(hào)的多條傳感器掃描線S1-Sn、傳輸傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)的多條傳感器數(shù)據(jù)線P1-Pm、傳輸傳感器控制電壓的多條控制電壓線Psg、以及傳輸輸入電壓的多條輸入電壓線Psd。
圖像掃描線G1-Gn和傳感器掃描線S1-Sn基本上沿行的方向延伸并基本上彼此平行，而圖像數(shù)據(jù)線D1-Dm和傳感器數(shù)據(jù)線P1-Pm基本上沿列的方向延伸并且基本上彼此平行。
參照?qǐng)D2和圖3，每個(gè)像素Px，例如，在第i行(i＝1、2、...、n)和第j列(j＝1、2、...、m)的像素Px1、Px2包括與顯示器信號(hào)線Gi和Dj連接的顯示電路DC以及與傳感器信號(hào)線Si、Pj、Psg、Psd連接的光感測(cè)電路SC1或與傳感器信號(hào)線Si、Pj、Psg連接的壓力感測(cè)電路SC2。然而，僅有給定數(shù)量的像素Px可包括感測(cè)電路SC1或SC2。換句話說(shuō)，可改變感測(cè)電路SC1和SC2的密度并由此可改變傳感器掃描線S1-SN的數(shù)量N和傳感器數(shù)據(jù)線P1-Pm的數(shù)量M。
顯示器電路DC包括與圖像掃描線Gi和圖像數(shù)據(jù)線Dj連接的控制元件Qs1和與該控制元件連接的液晶電容器C1c以及儲(chǔ)能電容器Cst。可省略儲(chǔ)能電容器Cst。
開(kāi)關(guān)元件Qs1具有三個(gè)端子，即，與圖像掃描線Gi連接的控制端、圖像數(shù)據(jù)線Dj連接的輸入端、以及與液晶電容器C1c及儲(chǔ)能電容器Cst連接的輸出端。
液晶電容器C1c包括一對(duì)端子以及介于它們之間的液晶層(未示出)并且將該液晶電容器連接在開(kāi)關(guān)元件Qs1和共電壓Vcom之間。
儲(chǔ)能電容器Cst輔助液晶電容器C1c并且連接在開(kāi)關(guān)元件Qs1和諸如共電壓Vcom的預(yù)定電壓之間。
如圖2所示的感測(cè)電路SC1包括與控制電壓線Psg、輸入電壓線Psd連接的光感測(cè)元件Qp、與該光感測(cè)元件Qp連接的傳感器電容器Cp、以及與傳感器掃描線Si、傳感器數(shù)據(jù)線Pj、和Qp1連接的開(kāi)關(guān)元件Qp1。
光感測(cè)元件Qp1具有三個(gè)端子，即，與控制電壓線Psg連接的控制端以通過(guò)傳感器控制電壓進(jìn)行偏置、與輸入電壓線Psd連接的輸入端以通過(guò)傳感器輸入電壓進(jìn)行偏置、與開(kāi)關(guān)元件Qs2連接的輸出端。光感測(cè)元件Qp1包括光電材料，該光電材料根據(jù)光的接收產(chǎn)生光電流。光感測(cè)元件Qp1的實(shí)例是具有非晶硅或多晶硅通道的薄膜晶體管，其可產(chǎn)生光電流。施加到光感測(cè)元件Qp1控制端的傳感器控制電壓足夠低或足夠高以保持光感測(cè)元件Qp1處于關(guān)閉狀態(tài)而沒(méi)有入射光。施加到光感測(cè)元件Qp1輸入端的傳感器控制電壓足夠低或足夠高以保持光電流沿一方向流動(dòng)。根據(jù)傳感器輸入電壓，光電流流向開(kāi)關(guān)元件Qs1并且還流入傳感器電容器Cp以使傳感器電容器Cp充電。
傳感器電容器Cp連接在光感測(cè)元件Qp1的控制端和輸出端之間。傳感器電容器Cp儲(chǔ)存從光感測(cè)元件Qp1輸出的電荷，以維持預(yù)定電壓。可省略傳感器電容器Cp。
開(kāi)關(guān)元件Qs2也具有三個(gè)端子，即，與傳感器掃描線Si連接的控制端、與光感測(cè)元件Qp1連接的輸入端、與傳感器數(shù)據(jù)線Pj連接的輸出端。響應(yīng)于來(lái)自傳感器掃描線SI的傳感器掃描信號(hào)，開(kāi)通開(kāi)關(guān)元件Qs2將傳感器輸出信號(hào)輸出到傳感器數(shù)據(jù)線Pj。傳感器輸出信號(hào)可為來(lái)自光感測(cè)元件Qp1的光電流。然而，傳感器輸出信號(hào)可為存儲(chǔ)在傳感器電容器Cp中的電壓。
如圖3所示，壓力感測(cè)電路SC2包括與共同電壓Vcom、控制電壓線Psg連接的壓力感測(cè)元件PU、與傳感器掃描線Si、壓力感測(cè)元件PU、以及傳感器數(shù)據(jù)線Pj連接的開(kāi)關(guān)元件QS3。
壓力感測(cè)元件PU包括與共電壓Vcom連接的開(kāi)關(guān)SW和連接在開(kāi)關(guān)SW和開(kāi)關(guān)元件Qs3之間的驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2。
壓力開(kāi)關(guān)元件SW在根據(jù)施加在面板組合體300上的接觸的壓力下將驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2連接到共電壓Vcom。例如，壓力可使被提供有共電壓Vcom的電極(未示出)接近與其接觸的驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2的端子。然而，開(kāi)關(guān)SW可使用另一物理特性，用于將驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2與共電壓Vcom連接，并且這樣，壓力感測(cè)元件PU和壓力開(kāi)關(guān)SW被可稱作其它名稱。
驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2具有三個(gè)端子，即，與控制電壓線Psg連接的控制端，以通過(guò)傳感器控制電壓進(jìn)行偏置、與開(kāi)關(guān)SW連接的輸入端、與開(kāi)關(guān)元件Qs3連接的輸出端。根據(jù)來(lái)自開(kāi)關(guān)SW的共電壓Vcom的接收，驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2產(chǎn)生并且輸出電流。
開(kāi)關(guān)元件Qs3也具有三個(gè)端子，即，與傳感器掃描線Si連接的控制端、與驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2的輸出端連接的輸入端、以及與傳感器數(shù)據(jù)線Pj連接的輸出端。響應(yīng)于來(lái)自傳感器掃描線Si的傳感器掃描信號(hào)，開(kāi)關(guān)元件Qs3將來(lái)自驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2的電流輸出到傳感器數(shù)據(jù)線Pj，該電流作為傳感器輸出信號(hào)。
開(kāi)關(guān)元件Qs1、Qs2、Qs3、光感測(cè)元件Qp1、以及驅(qū)動(dòng)晶體管Qp2可包括非晶硅或多晶硅薄膜晶體管(TFT)。
壓力感測(cè)電路SC2指示存在接觸，但是，可指示接觸的精確位置，這是由于接觸的壓力區(qū)域可覆蓋很寬的區(qū)域。然而，光感測(cè)電路SC1可通過(guò)感測(cè)由物體陰影所產(chǎn)生的光亮度的改變來(lái)指示物體的接觸的準(zhǔn)確位置，然而，由于通過(guò)不同的原因(除了接觸，例如，鄰近面板組合體300放置的物體，其沒(méi)有接觸面板組合體300)可改變光的亮度，不可能正確地指示接觸的存在。
在面板組合體300可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)偏光片。
圖像掃描驅(qū)動(dòng)器400與面板組合體300的圖像掃描線G1-Gn連接，將柵極開(kāi)通電壓Von和柵極關(guān)閉電壓Voff合成以產(chǎn)生應(yīng)用于圖像掃描線G1-Gn的圖像掃描信號(hào)。
圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500與面板組合體300的圖像數(shù)據(jù)線D1-Dm連接，向圖像數(shù)據(jù)線D1-Dm施加圖像數(shù)據(jù)信號(hào)。
傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700與面板組合體300的傳感器掃描線S1-SN連接，并且將柵極開(kāi)通電壓Von和柵極關(guān)閉電壓Voff合成以產(chǎn)生應(yīng)用于傳感器掃描線S1-SN的傳感器掃描信號(hào)。
感測(cè)信號(hào)處理器800與面板組合體300的傳感器數(shù)據(jù)線P1-PM連接，并且接收以及模擬-數(shù)字地轉(zhuǎn)換來(lái)自傳感器數(shù)據(jù)線P1-PM的傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)以產(chǎn)生數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN。通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)線P1-PM傳送的傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)可為電流信號(hào)，并且這樣，在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換之前，感測(cè)信號(hào)處理器800將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。通過(guò)一條傳感器數(shù)據(jù)線P1-PM傳送的一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)一次可包括來(lái)自一個(gè)開(kāi)關(guān)元件Qs2的一個(gè)傳感器輸出信號(hào)或可包括從至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件Qs2輸出的兩個(gè)傳感器輸出信號(hào)。
照明單元900位于面板組合體300的后面和側(cè)面，并且包括諸如發(fā)光二極管(LED)或熒光燈的光源。
信號(hào)控制器600控制圖像掃描驅(qū)動(dòng)器400、圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500、傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700、感測(cè)信號(hào)處理器800、以及照明單元900等。
每個(gè)處理單元400、500、600、700、以及800可包括至少一個(gè)在液晶面板組合體300上，或以薄膜封裝(TCP)形式安裝在柔性印刷電路(FPC)薄膜上的集成電路(IC)芯片，其附著于面板組合體300?？蛇x地，處理單元400、500、600、700、以及800中的至少一個(gè)和信號(hào)線S1-SN、G1-Gn、D1-Dm、Psg、Psd、開(kāi)關(guān)元件Qs1、Qs2、Qs3、以及光感測(cè)元件Qp1一起集成在液晶顯示面板組合體300?？蛇x地，所有處理單元400、500、600、700、以及800可集成入單個(gè)IC芯片，但是處理單元400、500、600、700、以及800中的至少一個(gè)或在處理單元400、500、600、700、以及800的至少一個(gè)中的至少一個(gè)電路元件可位于單個(gè)IC芯片的外部。
下面，詳細(xì)說(shuō)明上述液晶顯示器顯示的操作。
信號(hào)控制器600被提供有來(lái)自圖形控制器(未示出)的輸入圖像信號(hào)R、G、B及用于控制其顯示的輸入控制信號(hào)。該輸入控制信號(hào)包括垂直同步信號(hào)Vsync和水平同步信號(hào)Hsync、主時(shí)鐘MCLK、以及數(shù)據(jù)使能信號(hào)DE。
根據(jù)輸入圖像信號(hào)R、G、B和輸入控制信號(hào)，信號(hào)控制器600產(chǎn)生圖像掃描控制信號(hào)CONT1、圖像數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2、傳感器掃描控制信號(hào)CONT3、及傳感器數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT4，并且處理適用于顯示面板300操作的圖像信號(hào)R、G、B。信號(hào)控制器600將掃描控制信號(hào)CONT1發(fā)送到圖像掃描驅(qū)動(dòng)器400，將處理過(guò)的圖像信號(hào)DAT和數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2發(fā)送到圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500，將傳感器掃描控制信號(hào)CONT3發(fā)送到傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700，以及將傳感器數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT4發(fā)送到感測(cè)信號(hào)處理器800。
圖像掃描控制信號(hào)CONT1包括圖像掃描起始信號(hào)STV，用于命令開(kāi)啟圖像掃描以及開(kāi)啟用于控制柵極開(kāi)啟電壓Von的輸出時(shí)間的至少一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。圖像掃描控制信號(hào)CONT1可包括用于限定柵極開(kāi)啟電壓Von持續(xù)時(shí)間的輸出使能信號(hào)DE。
圖像數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2包括用于告知對(duì)于一組像素Px的圖像數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)啟的水平同步起始信號(hào)STH、用于命令向圖像數(shù)據(jù)線D1-Dm施加圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的負(fù)載信號(hào)LOAD以及數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)HCLK。圖像數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2還可包括用于反相圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的極性(相對(duì)于共電壓Vcom)的反相信號(hào)RVS。
響應(yīng)于來(lái)自信號(hào)控制器600的圖像數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500處理來(lái)自信號(hào)控制器600的對(duì)于一組像素Px的一包數(shù)字圖像數(shù)據(jù)DAT，將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)DAT轉(zhuǎn)換成從灰度電壓中選取的模擬圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，并且將模擬圖像數(shù)據(jù)信號(hào)施加到圖像數(shù)據(jù)線D1-Dm。
響應(yīng)于來(lái)自信號(hào)控制器600的圖像掃描控制信號(hào)CONT1，圖像掃描驅(qū)動(dòng)器400向圖像掃描線G1-Gn施加?xùn)艠O開(kāi)啟電壓Von，從而開(kāi)啟連接到其上的開(kāi)關(guān)元件Qs1。隨后，通過(guò)啟動(dòng)的開(kāi)關(guān)元件Qs1將施加于圖像數(shù)據(jù)線D1-Dm的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)提供到像素Px的顯示器電路DC。
將圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓和共電壓Vcom之間的差表示為液晶電容器C1c兩端的電壓，該電壓被稱為像素電壓。根據(jù)像素電壓的大小，在LC電容器C1c中的LC分子進(jìn)行取向，并且該分子取向決定了通過(guò)LC層3的光的極化。偏光片將光偏振轉(zhuǎn)化成光的透射以顯示圖像。
通過(guò)按照水平周期(也被稱為“1H”，并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)單元重復(fù)該過(guò)程，所有圖像掃描線G1-Gn順序地被提供有柵極開(kāi)啟電壓Von，從而向所有像素電極施加圖像數(shù)據(jù)信號(hào)以顯示一幀的圖像。
當(dāng)在一幀結(jié)束后開(kāi)始下一幀時(shí)，控制施加于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的反相控制信號(hào)RVS，從而反相圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的極性(被稱為“幀反相”)。還可控制反相控制信號(hào)RVS，以使流入數(shù)據(jù)線中的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的極性在一幀中周期性地反相(例如，行反相和點(diǎn)反相)，或反相在一個(gè)信息包(packet)中圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的極性(例如，列反相和點(diǎn)反相)。
同時(shí)地，響應(yīng)于傳感器掃描控制信號(hào)CONT3，傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700將柵極開(kāi)通電壓Von施加于傳感器掃描線S1-SN，以開(kāi)啟連接于此的開(kāi)關(guān)元件Qs1和Qs2。隨后，開(kāi)關(guān)元件Qs1和Qs2向傳感器數(shù)據(jù)線P1-PM輸出傳感器輸出信號(hào)以形成傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)，并且將傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)輸入到感測(cè)信號(hào)處理器800。
感測(cè)信號(hào)處理器800放大并且過(guò)濾讀取的傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)并且將模擬傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN，響應(yīng)于傳感器數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT4，將該數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到信號(hào)控制器600。信號(hào)控制器600適合處理來(lái)自感測(cè)信號(hào)處理器800的信號(hào)以確定是否并且哪里存在接觸。信號(hào)控制器600將關(guān)于接觸的信息發(fā)送到需求信息的(外部)裝置。外部裝置將基于信息產(chǎn)生的圖像信號(hào)發(fā)送到液晶顯示器。
下面參照?qǐng)D4、圖5、及圖6詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶面板組合體的結(jié)構(gòu)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶面板組合體的布局圖。圖5是圖4所示的面板組合體沿5-55線截取的截面圖。圖6是圖4所示的面板組合體沿6-6線截取的截面圖。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶面板組合體中的每一個(gè)包括TFT陣列面板100、面對(duì)該TFT陣列面板100的共電極面板200、以及介入于面板100和200之間的液晶(LC)層3。
在諸如透明玻璃或塑料的的絕緣基片110上形成包括有多條圖像掃描線121a、多條儲(chǔ)能電極線131、多條傳感器掃描線121b、以及多條控制電壓線129的多個(gè)柵極導(dǎo)體。
圖像掃描線121a傳輸圖像掃描信號(hào)并且基本上沿橫向延伸。每條圖像掃描線121a包括向下突出的多個(gè)第一控制電極124a。
儲(chǔ)能電極線131被提供有諸如共電壓的預(yù)定電壓并且基本上平行于圖像掃描線121a延伸。每條儲(chǔ)能電極線131鄰近圖像掃描線121a設(shè)置并且包括向上且向下延伸的多個(gè)儲(chǔ)能電極137。
傳感器掃描線121b傳輸傳感器掃描信號(hào)并且基本上平行于圖像掃描線121a延伸。每條傳感器掃描線121b包括向下突出的多個(gè)第二控制電極124b。
控制電壓線122被提供有傳感器控制電壓并且基本上平行于傳感器掃描線121b延伸。每條控制電壓線122鄰近傳感器掃描線121b設(shè)置并且包括向上突出的多個(gè)第三控制電極124c以及多個(gè)延伸部127。
優(yōu)選地，柵極導(dǎo)體121a、121b、122和131由諸如Al和Al合金的含Al金屬、諸如Ag和Ag合金的含Ag金屬、諸如Cu和Cu合金的含Cu金屬、諸如Mo和Mo合金的含Mo金屬、Cr、Ta、Ti組成。然而，它們可以具有包括物理性質(zhì)不同的兩個(gè)導(dǎo)電薄膜(未示出)的多層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，兩層薄膜中的一層由包括含Al金屬、含Ag金屬、以及含Cu金屬的低電阻率金屬組成，用于減少信號(hào)遲延或電壓下降。優(yōu)選地，另一層薄膜由諸如含Mo金屬、Cr、Ta、Ti組成，其與氧化銦錫(ITO)及氧化銦鋅(IZO)一致，具有良好的物理、化學(xué)、以及電接觸特性。兩層薄膜的組合的很好的實(shí)例具有下部Cr薄膜和上部Al(合金)薄膜以及下部Al(合金)薄膜和上部Mo(合金)薄膜。然而，柵極導(dǎo)體121a、121b、122和131可由不同金屬或?qū)w組成。
柵極導(dǎo)體121a、121b、122和131的側(cè)面相對(duì)于基片110表面傾斜，其傾斜角的范圍為約30-80°。
優(yōu)選地，在柵極導(dǎo)體121a、121b、122和131上形成由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)組成的柵極絕緣層140。
在柵極絕緣層140上形成多個(gè)半導(dǎo)體條151a以及多個(gè)半導(dǎo)體島154b、154c、152。優(yōu)選地，半導(dǎo)體條和島151a、154b、154c、152可由氫化非晶硅(縮寫(xiě)為a-Si)或多晶硅組成。
半導(dǎo)體條151基本上沿縱向延伸并且鄰近掃描線121a、121b、儲(chǔ)能電極線131、以及控制電壓線122變得很寬，以使半導(dǎo)體條151覆蓋掃描線121a、121b、儲(chǔ)能電極線131、以及控制電壓線122很大的區(qū)域。每個(gè)半導(dǎo)體條151具有位于第一控制電極124a上的多個(gè)突出部124a。
半導(dǎo)體島154b、154c分別位于第二和第三控制電極124b和124c上，并且每個(gè)半導(dǎo)體島154b包括覆蓋傳感器掃描線121b的邊緣的延伸部。
半導(dǎo)體島152位于掃描線121a和121b、儲(chǔ)能電極線131、以及控制電壓線122上。
在半導(dǎo)體條151a上形成多個(gè)歐姆接觸條161a以及多個(gè)第一歐姆接觸島165a，在半導(dǎo)體條151b上形成多個(gè)第二和第三歐姆接觸島163b、165b，并且在半導(dǎo)體條151c上形成多個(gè)第四和第五歐姆接觸島163c、165c。此外，在半導(dǎo)體島152上形成多個(gè)其它歐姆接觸島(未示出)。優(yōu)選地，歐姆接觸部161a、163b、163c、165a、165b、165c由硅化物或重參雜有n型雜質(zhì)的n+氫化非晶硅組成。
每個(gè)歐姆接觸條161包括多個(gè)突出部163a，該突出部163a和第一歐姆接觸島165a成對(duì)地位于半導(dǎo)體條151a的突出部154a上。第二和第三歐姆接觸島163b、165b成對(duì)地位于半導(dǎo)體島154b上。第四和第五歐姆接觸島163c、165c成對(duì)地位于半導(dǎo)體島154c上。半導(dǎo)體條和島154a、154b、154c、152以及歐姆接觸部161a、163b、163c、165a、165b、165c的側(cè)面相對(duì)于基片110表面傾斜，優(yōu)選地，其傾斜角的范圍為約30-80°。
在歐姆接觸部161a、163b、163c、165a、165b、165c上及柵極絕緣層140上形成包括有多條圖像數(shù)據(jù)線171a、多條傳感器數(shù)據(jù)線171b、多個(gè)電極件177c、多條輸入電壓線172、以及多個(gè)第一輸出電極175a的多個(gè)數(shù)據(jù)導(dǎo)體。
圖像數(shù)據(jù)線171a傳輸圖像信號(hào)并且基本上沿縱向延伸以與掃描線121a、121b、儲(chǔ)能電極線131、以及控制電壓線122交叉。每條圖像數(shù)據(jù)線171a包括向第一控制電極124a突出的多個(gè)第一輸入電極173a。
電極件177c與數(shù)據(jù)線171a、171b以及輸入電壓線172分離。每個(gè)電極件177c重疊控制電壓線122以形成傳感器電容器Cp并且包括分別位于歐姆接觸部163b和165c上的第二輸入電極173b和第三輸出電極175c。第二輸入電極173b與第二輸出電極175b相對(duì)。
輸入電壓線172傳輸傳感器輸入電壓并且基本上沿縱向延伸以與掃描線121a、121b、儲(chǔ)能電極線131、以及控制電壓線122交叉。每條輸入電壓線172圍繞電極件177c彎曲并且包括向第三控制電極124c突出的多個(gè)第三輸入電極173c。相對(duì)于第三控制電極124c，第三輸入電極173c與第三輸出電極175c相對(duì)設(shè)置并且它們彎曲成類似字母U以部分地圍繞第三輸出電極175c。
第一控制電極124a、第一輸入電極173a、以及第一輸出電極175a與半導(dǎo)體條151a的突出部154a一起形成具有在突出部154a中形成的通道的開(kāi)關(guān)TFT Qs1，該突出部位于第一輸入電極173a和第一輸出電極175a之間。
第二控制電極124b、第二輸入電極173b、以及第二輸出電極175b、與半導(dǎo)體島154b一起形成具有在半導(dǎo)體島154b中形成的通道的開(kāi)關(guān)TFT Qs2，半導(dǎo)體島位于第二輸入電極173b和第二輸出電極175b之間。
第三控制電極124c、第三輸入電極173c、以及第三輸出電極175c、與半導(dǎo)體島154c一起形成具有在半導(dǎo)體島154c中形成的通道的光傳感器TFT Qp，半導(dǎo)體島位于第三輸入電極173c和第三輸出電極175c之間?？捎脡毫鞲衅鱐FT Qt替換光傳感器TFT Qp。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)導(dǎo)體171a、171b、172、175a和177c由諸如Cr、Ti、Ta、Mo或其合金的難熔金屬組成。然而，它們可以具有包括難熔金屬薄膜(未示出)和低電阻率薄膜(未示出)的多層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)的很好的實(shí)例是包括下部Cr/Mo薄膜和上部Al(合金)薄膜以及下部Al(合金)薄膜和上部Cr/Mo(合金)薄膜。然而，柵極導(dǎo)體171a、171b、172、175a和177c可由不同金屬或?qū)w組成。
柵極導(dǎo)體171a、171b、172、175a和177c具有傾斜邊外形，并且其傾斜角的范圍為約30-80°。
歐姆接觸部161a、163b、163c、165a、165b、165c只介于底層半導(dǎo)體條和島151a、154b、154c、152和在其上的重疊數(shù)據(jù)半導(dǎo)體171a、171b、172、175a和177c之間并且減少它們之間的接觸電阻。
盡管，半導(dǎo)體條151a在多數(shù)地方窄于圖像數(shù)據(jù)線171，如上所述，鄰近掃描線121a和121b、儲(chǔ)能電極線131、以及控制電壓線122的半導(dǎo)體條151a的寬度很大，以使表面的外形平滑，由此防止圖像數(shù)據(jù)線171a和輸入電壓線172的斷開(kāi)。同樣地，在這里，半導(dǎo)體島152和設(shè)置在掃描線121a和121b邊緣上的半導(dǎo)體條和島154b的延伸部、儲(chǔ)能電極線131、以及控制電壓線122使表面的外形平滑以防止傳感器數(shù)據(jù)線171b和輸入電壓線172的斷開(kāi)。半導(dǎo)體條和島151a、154b、154c、152包括一些露出的部分，這些部分未被覆蓋有數(shù)據(jù)半導(dǎo)體171a、171b、172、175a和177c，諸如位于輸入電極173a-173c和輸出電極175a-175c之間的部分。
在數(shù)據(jù)導(dǎo)體171a、171b、172、175a和177c、半導(dǎo)體條和島151a、154b、154c、152的露出部分上形成鈍化層180。
鈍化層180包括優(yōu)選地由諸如氮化硅或氧化硅的無(wú)機(jī)絕緣體組成的下部鈍化薄膜180p和優(yōu)選地由有機(jī)絕緣體組成的上部鈍化薄膜180q。優(yōu)選地，有機(jī)絕緣體具有小于4.0的介電常數(shù)并且具有光敏性。上部鈍化薄膜180q具有用于露出下部鈍化薄膜180p部分的多個(gè)開(kāi)口并且在其表面上不均勻。優(yōu)選地，鈍化層180可具有由無(wú)機(jī)或有機(jī)絕緣體組成的單層結(jié)構(gòu)。
鈍化層180具有用于露出第一輸出電極175a的延伸部177a的多個(gè)接觸孔185。接觸孔185可能具有傾斜的或階梯狀的側(cè)壁。
在鈍化層180上形成多個(gè)像素電極190。
根據(jù)上部鈍化薄膜180q的不均勻性，像素電極190具有不均勻性并且包括透明電極192及位于其上的反射電極194。優(yōu)選地，透明電極192由諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)體組成，并且優(yōu)選地，反射電極194由Al、Ag、Cr或其合金組成。然而，反射電極194可具有雙層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地由Al、Ag或其合金組成的低電阻率、反射上部薄膜(未示出)以及優(yōu)選地由與氧化銦錫(ITO)及氧化銦鋅(IZO)一致，具有良好接觸特性的含Mo的金屬、Cr、Ta、或Ti組成的良好接觸的下部薄膜(未示出)。
反射電極194具有位于上部鈍化薄膜180q中的并且用于露出透明電極192的透射窗口195。此外，反射電極194具有位于傳感器TFT Qp上的開(kāi)口199。
像素電極190通過(guò)接觸孔185與第一輸出電極175a物理以及電連接，由此接收來(lái)自第一輸出電極175a的數(shù)據(jù)電壓。被提供有圖像數(shù)據(jù)電壓的像素電極190與被提供有共電壓Vcom的共電極面板200的共電極270一起產(chǎn)生電場(chǎng)，其確定了位于兩個(gè)電極190和270之間的液晶層3的液晶分子的方向。像素電極190和共同電極270形成液晶電容器CLC，其存儲(chǔ)了在開(kāi)關(guān)TFT Qs1關(guān)閉之后所施加的電壓。
可將包括有TFT陣列面板100、共電極面板200以及液晶層3的面板組合體300的像素分成分別由透明電極192和反射電極194限定的透射區(qū)域TA和反射區(qū)域RA。詳細(xì)地，透射區(qū)域TA包括位于透射窗口195上面或下面的部分，而反射區(qū)域RA包括反射電極194上面或下面的部分。在透射區(qū)域TA中，從面板組合體300的后面，即，從TFT陣列面板100入射的光穿過(guò)液晶層3并且從前面離開(kāi)，即，從共電極面板200離開(kāi)，從而顯示圖像。在反射區(qū)域RA中，從前面入射的光進(jìn)入液晶層3，通過(guò)反射電極194反射，再次穿過(guò)液晶層3，從前面離開(kāi)，從而顯示圖像。此時(shí)，反射電極194的不均勻性增強(qiáng)了光反射的效率。
像素電極190和連接于此的第一輸出電極175a的延伸部177a重疊包括有儲(chǔ)能電極137的儲(chǔ)能電極線131以形成儲(chǔ)能電容器Cst，其增強(qiáng)了液晶電容器的電壓儲(chǔ)存能力。
像素電極190重疊掃描線121a和121b、數(shù)據(jù)線171a、171b、控制電壓線122、輸入電壓線172、以及TFT Qs1、Qs2、以及Qp以增加縱橫比。
以下將說(shuō)明共電極面板200。
在諸如透明玻璃或塑料的絕緣基片210上形成叫做黑陣的用于防止漏光的遮光件220。遮光件220定義了面對(duì)像素電極190的多個(gè)開(kāi)口區(qū)域。
多個(gè)濾色器230形成在基片210，并且基本上位于由遮光件220包圍的開(kāi)口區(qū)域中。濾色器230基本上在縱向上沿像素電極190延伸以形成條。各濾色器230可表現(xiàn)諸如紅、綠及藍(lán)的原色中的一個(gè)。
濾色器230及遮光件220上形成覆蓋層250。覆蓋層250由(有機(jī))絕緣體組成并且保護(hù)了濾色器230，防止了濾色器230的露出，并且提供了平坦的表面。
在覆蓋層250上形成由諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料組成的共同電極270。
可將用于校準(zhǔn)液晶層3的校準(zhǔn)層(未示出)鍍?cè)诿姘?00和200的內(nèi)表面上，并且在面板100和200的外表面上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)偏光片(未示出)。
液晶層3經(jīng)過(guò)垂直(homeotropic)校準(zhǔn)或沿面排列。由于在透射區(qū)域TA中沒(méi)有上部鈍化層，所以在透射區(qū)域TA中液晶層3的厚度大于，特別地，大約是反射區(qū)域RA中厚度的兩倍。
面板組合體300還可包括多個(gè)彈性墊片(未示出)，用于在TFT陣列面板100和共電極面板200形成縫隙。
面板組合體300還可包括密封劑(未示出)，用于將TFT陣列面板100和共電極面板200組合。密封劑位于共電極面板200的周圍邊緣。
在未接觸位置，感測(cè)TFT Qp通過(guò)開(kāi)口199接收環(huán)境光。然而，由于不透明控制電極124c阻止了來(lái)自照明單元900的光以防止光到達(dá)感測(cè)TFT Qp的通道，所以感測(cè)TFT Qp不接收自照明單元900的光。
然而，在物體接觸下，由于物體阻止了環(huán)境光，所以感測(cè)TFTQp幾乎不接收環(huán)境光。相反，物體反射照明單元900的光以到達(dá)感測(cè)TFT Qp的通道。
由此，處于接觸位置的感測(cè)TFT Qp和處于未接觸位置的另一感測(cè)TFT Qp可產(chǎn)生光電流。
下面參照?qǐng)D7及圖8說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器中光感測(cè)單元的光電流及傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)。
圖7示出的曲線1和曲線2分別在液晶顯示面板組合體300中接觸位置和未接觸位置的感測(cè)TFT的光電流的曲線圖，該光電流是環(huán)境光亮度的函數(shù)。圖8是示出用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的不同感測(cè)模式的光感測(cè)電路的輸出電流的曲線圖。
曲線(1)表示的對(duì)于未接觸位置的光電流大小基本上與環(huán)境光的亮度成比例地增加。然而，對(duì)于接觸位置的曲線(2)示出為根據(jù)環(huán)境光亮度的值的函數(shù)的很小的變化。
另外，環(huán)境光照度接近1100勒克斯左右，曲線(1)和曲線(2)交叉，該交叉意味著產(chǎn)生死區(qū)的相同的光電流。在死區(qū)中，接觸位置的光電流和為接觸接觸中的光電流差很小，很難找到接觸位置。該死區(qū)的位置可根據(jù)環(huán)境光照度及照明單元900的燈的亮度而改變。
下面參照?qǐng)D8說(shuō)明光感測(cè)單元的傳感器輸出信號(hào)的空間情況。
圖8的橫軸顯示關(guān)于液晶顯示面板組合體300的傳感器數(shù)據(jù)線P1-PM沿行的方向的位置，并且縱軸顯示在行中的傳感器輸出信號(hào)的電壓電平。
在這里，在傳感器掃描線Si和傳感器數(shù)據(jù)線PT之間的交叉處施加接觸。將對(duì)于接觸位置的輸出信號(hào)的電壓電平VPT稱之為接觸電壓，將對(duì)于非接觸位置的輸出信號(hào)的電壓電平VPT、以及對(duì)于未接觸位置的輸出信號(hào)的VB1、VB2稱為背景電壓(backgroundvoltage)。
圖8示出了接觸電壓VPT比背景電壓VB1低的陰影模式的曲線(1)以及接觸電壓VPT比背景電壓VB1高的照明模式的曲線(2)。
在環(huán)境光相對(duì)亮?xí)r，特別地，接觸反射的光比環(huán)境光暗時(shí)，陰影模式工作，因此接觸電壓VPT比背景電壓VB1小。在環(huán)境光相對(duì)暗時(shí)，特別地，接觸反射的光比環(huán)境光亮?xí)r，陰影模式工作，因此接觸電壓VPT比背景電壓VB1大。
如上所述，背景電壓VB1、VB2主要由環(huán)境光強(qiáng)度決定，接觸電壓VPT由照明單元900的亮度決定。但是，當(dāng)液晶顯示器位于鄰近陰影模式和照明模式邊界的死區(qū)時(shí)，即，背景電壓VB1/VB2和接觸電壓VPT差ΔVS1、ΔVS2很小時(shí)，很難確定接觸位置。
另外參照?qǐng)D7，當(dāng)環(huán)境光比通過(guò)接觸物體反射的光暗時(shí)，LCD在照明模式下運(yùn)行，而當(dāng)環(huán)境光比通過(guò)接觸物體反射的光亮?xí)r，LCD在陰影模式下運(yùn)行。曲線(1)表示的光電流對(duì)應(yīng)于背景電壓VB1、VB2，曲線(2)表示的光電流對(duì)應(yīng)于接觸電壓VPT。
下面參照?qǐng)D9至圖14詳細(xì)說(shuō)明用于避免這種死區(qū)的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的感測(cè)操作。
圖9是用于根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的信號(hào)控制器的框圖。圖10是示出圖1所示的液晶顯示器的感測(cè)操作的示例性的流程圖。
如圖9所示，信號(hào)控制器600包括儲(chǔ)存器610、與該儲(chǔ)存器連接的壓力計(jì)算單元620、位置計(jì)算單元630、以及連接于它們的感測(cè)(讀出，sensing)控制器640。
儲(chǔ)存器610從感測(cè)信號(hào)處理器800接收記憶數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)VP1-DVPM。
壓力計(jì)算單元620接收來(lái)自于感測(cè)信號(hào)處理器800的數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN并且存儲(chǔ)數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN。
壓力計(jì)算單元620從儲(chǔ)存器610讀出與來(lái)自壓力感測(cè)電路SC2有關(guān)的數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN并且確定是否存在接觸以產(chǎn)生壓力信息信號(hào)TS。
位置計(jì)算單元630從儲(chǔ)存器610讀出與來(lái)自位置感測(cè)電路SC1有關(guān)的數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN并且確定是否存在接觸以產(chǎn)生位置信息信號(hào)PS。
感測(cè)控制器640根據(jù)壓力信息信號(hào)TS及位置信息信號(hào)PS產(chǎn)生傳感器掃描控制信號(hào)CONT3、傳感器數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT4及照明單元控制信號(hào)BLC，分別向傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700、感測(cè)信號(hào)處理器800及照明單元900發(fā)送。
儲(chǔ)存器610、壓力計(jì)算單元620、位置計(jì)算單元630、及感測(cè)控制器640中的至少一個(gè)與信號(hào)控制器600分離。
下面，更詳細(xì)地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的感測(cè)操作。
如圖10所示，當(dāng)開(kāi)始操作(S10)時(shí)，感測(cè)控制器640將傳感器掃描控制信號(hào)CONT3及傳感器數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT4分別輸出到傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700及感測(cè)信號(hào)處理器800。傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700響應(yīng)于傳感器掃描控制信號(hào)CONT3向壓力感測(cè)電路SC2施加掃描信號(hào)，由此壓力感測(cè)電路SC2輸出傳感器輸出信號(hào)以形成傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)(S20)。
感測(cè)信號(hào)處理器800響應(yīng)于傳感器數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT4讀取傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)并且產(chǎn)生數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN以寫(xiě)入儲(chǔ)存器610。壓力計(jì)算單元620從儲(chǔ)存器610讀取數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)并且計(jì)算數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN以產(chǎn)生壓力信息信號(hào)TS(S30)。
壓力計(jì)算單元620接收壓力信息信號(hào)TS并且從壓力信息信號(hào)TS中確定是否存在接觸(S40)。
壓力信息信號(hào)TS指示未接觸，則感測(cè)控制器640重復(fù)步驟(S20)。
當(dāng)壓力信息信號(hào)TS指示存在接觸時(shí)，感測(cè)控制器640控制傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700以將掃描信號(hào)提供到光感測(cè)電路SC1，以使光感測(cè)電路SC1輸出傳感器輸出信號(hào)以形成傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)(S50)。
此外，感測(cè)控制器640控制感測(cè)信號(hào)處理器800。傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器700以接收傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)并且以產(chǎn)生將要被寫(xiě)入儲(chǔ)存器610中的數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN。位置計(jì)算單元630從儲(chǔ)存器610讀取數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN并且計(jì)算數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)DSN以產(chǎn)生位置信息信號(hào)PS(S60)。
感測(cè)控制器640接收位置信息信號(hào)PS并且從壓力信息信號(hào)TS中確定壓力信息信號(hào)PS是否包含關(guān)于接觸位置的可用信息(S90)。
當(dāng)位置信息信號(hào)PS可用時(shí)，感測(cè)控制器640從位置信息信號(hào)PS中提取接觸的位置信息(S80)。感測(cè)控制器640將位置信息發(fā)送到另一裝置并且返回步驟(S110)。
當(dāng)位置信息信號(hào)PS不可用時(shí)，感測(cè)控制器640產(chǎn)生并且將照明控制信號(hào)BLC輸出到照明單元900(S80)，并且返回步驟(S50)。
簡(jiǎn)要地說(shuō)，驅(qū)動(dòng)壓力感測(cè)電路SC2以確定是否存在接觸并且當(dāng)確定存在接觸時(shí)，驅(qū)動(dòng)光感測(cè)電路SC1以確定發(fā)生接觸的地點(diǎn)。隨后，光感測(cè)電路SC1給出關(guān)于接觸位置的可用信息時(shí)，將位置信息發(fā)送到使用信息的另一裝置。然而，當(dāng)由光感測(cè)電路SC1提供的信息不可用時(shí)，推斷出液晶顯示器處于死區(qū)并且利用照明單元900得到可用的位置信息。
步驟(S80)中，照明單元900的控制控制方法的實(shí)例包括(1)在光感測(cè)掃描過(guò)程中，通過(guò)變換照明單元900中的燈的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，或變換燈的電流，來(lái)改變照明單元900的亮度；以及(2)改變?cè)谡彰鲉卧?00中提供給燈的驅(qū)動(dòng)電壓的相位，以使感測(cè)操作可在燈開(kāi)/關(guān)狀態(tài)下進(jìn)行。
下面參照?qǐng)D11至圖13詳細(xì)說(shuō)明照明單元的控制及感測(cè)操作。
圖11及圖12是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器的示例性操作的曲線圖。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的液晶顯示器的示例性操作的曲線圖。
圖11至圖13示出的曲線中，橫軸指示以勒克斯為單位的環(huán)境光照度，縱軸指示從背景電壓VB減去接觸電壓VPT的電壓差ΔV。
當(dāng)電壓差ΔV處于-α和α之間的區(qū)域時(shí)，死區(qū)DZ產(chǎn)生，其中，α是預(yù)定值。斜線示出對(duì)于在照明單元900中燈的狀態(tài)BLST1、BLST2的電壓差ΔV。在環(huán)境光亮度小于預(yù)定亮度×1時(shí)，液晶顯示器在照明模式下運(yùn)行，而在環(huán)境光亮度大于預(yù)定亮度×1時(shí)，液晶顯示器在陰影模式SM下運(yùn)行。由于在死區(qū)DZ中不能提取接觸電壓VPT，所以也不能算出電壓差ΔV。
首先，參照?qǐng)D11至圖13說(shuō)明根據(jù)控制方案(1)的照明單元的控制及感測(cè)操作。
圖11至圖13中，在燈狀態(tài)BLST1中液晶顯示器的亮度很高，其中燈被開(kāi)啟或燈的電流很大，而在燈狀態(tài)BLST2中液晶顯示器的亮度很高，其中燈被關(guān)閉或燈的電流很小。在這里，值得注意的是，當(dāng)光感測(cè)單元SC1產(chǎn)生并且輸出感測(cè)信號(hào)時(shí)，在一個(gè)周期中，燈狀態(tài)BLST1、BLST2是燈的狀態(tài)，并且燈狀態(tài)BLST1、BLST2不表示當(dāng)燈正常運(yùn)行時(shí)在剩余周期中燈的狀態(tài)。
首先，說(shuō)明圖11和圖12中所示的示例性的實(shí)例。
參照?qǐng)D11，當(dāng)在燈狀態(tài)BLST1中環(huán)境光的亮度變得較低以達(dá)到在死區(qū)DZ中預(yù)定亮度×2時(shí)，感測(cè)控制器640向照明單元900輸出照明控制信號(hào)BLC以轉(zhuǎn)換燈的狀態(tài)。燈變?yōu)闊魻顟B(tài)BLST2并且燈的亮度變低。因此，接觸電壓VPT變低，以增加電壓差ΔV，由此在陰影模式SM中液晶顯示器也可運(yùn)行。
當(dāng)環(huán)境光的亮度繼續(xù)降低并且達(dá)到亮度×1以再次與死區(qū)DZ相遇時(shí)，感測(cè)控制器640向照明單元900輸出照明控制信號(hào)BLC以將燈的狀態(tài)從燈狀態(tài)BLST2轉(zhuǎn)換成燈狀態(tài)BLST1。燈的亮度變高，以增加接觸電壓VPT，以使液晶顯示在照明模式BLM中運(yùn)行。
圖12中，當(dāng)在燈狀態(tài)BLST2中環(huán)境光的亮度變得較低以達(dá)到在死區(qū)DZ中預(yù)定亮度×3時(shí)，感測(cè)控制器640向照明單元900輸出照明控制信號(hào)BLC以將燈的狀態(tài)從燈狀態(tài)BLST2轉(zhuǎn)換成燈狀態(tài)BLST1。那么，燈的亮度變高，以增加接觸電壓VPT，以使液晶顯示在照明模式BLM中運(yùn)行。
當(dāng)環(huán)境光的亮度繼續(xù)升高并達(dá)到亮度×1以與死區(qū)DZ再次相遇時(shí)，感測(cè)控制器640向照明單元900輸出照明控制信號(hào)BLC以將燈的狀態(tài)從燈狀態(tài)BLST1轉(zhuǎn)換為BLST2。燈的輝度變低以減小接觸電壓Vpt，因此LCD以陰影模式SM運(yùn)行。
下面，將描述圖13所述的另一典型操作。
圖13中，當(dāng)在狀態(tài)BLST2下環(huán)境光亮度變低并達(dá)到預(yù)設(shè)的亮度×4與死區(qū)DZ相遇時(shí)，感測(cè)控制器640向照明單元900輸出的照明控制信號(hào)BLC以將燈的狀態(tài)從燈狀態(tài)BLST2轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)BLST1然后，燈的輝度變高以增加接觸電壓Vpt，因此，LCD以BLM模式運(yùn)行。
然而，當(dāng)在狀態(tài)BLST1下環(huán)境光亮度變高，并達(dá)到預(yù)設(shè)亮度×1與死區(qū)DZ相遇時(shí)，則感測(cè)控制器640向照明單元900輸出照明控制信號(hào)BLC以將燈的狀態(tài)從燈狀態(tài)BLST1轉(zhuǎn)變?yōu)锽LST2。然后，燈的輝度變低以降低接觸電壓Vpt，因此LCD以陰影模式SM運(yùn)行。
以這種方式，可以通過(guò)開(kāi)/關(guān)燈，或改變燈的電流大小來(lái)避免感測(cè)操作中的死區(qū)DZ。
下面將參照?qǐng)D13及圖14說(shuō)明根據(jù)控制方案(2)的照明單元的控制操作及與其相關(guān)的感測(cè)操作。
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的不同信號(hào)的時(shí)序圖。
參考圖14，燈以2H周期開(kāi)/關(guān)，每1H將圖像掃描信號(hào)gi施加到圖像掃描信號(hào)G1-Gn，并且每2H將傳感器掃描信號(hào)sgi施加到傳感器掃描線S1-SN。
在圖13及圖14中，不同的背光狀態(tài)BLST1、BLST2表示不同的相位而不是不同的輝度量例如，燈狀態(tài)BLST1表示在光感測(cè)單元產(chǎn)生并輸出傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)的區(qū)間，燈被打開(kāi)，(即，燈的相位φ＝0)，而燈狀態(tài)BLST2表示在感測(cè)區(qū)間燈被關(guān)閉(φ＝180)。換句話說(shuō)，如果相位等于0°，當(dāng)燈被打開(kāi)時(shí)，施加掃描控制信號(hào)sgi。然而如果相位等于180°，當(dāng)燈被關(guān)閉時(shí)，施加掃描信號(hào)sgi。照明單元相位等于0°或180°意味著燈的相位與圖像掃描信號(hào)gi及傳感器掃描控制信號(hào)sgi同步。
參考圖13，照明單元當(dāng)在相位為180°的燈狀態(tài)BLST2下，環(huán)境光的亮度變低并到達(dá)預(yù)設(shè)亮度×4與死區(qū)DZ相遇時(shí)，感測(cè)控制器640向照明單元900輸出照明控制信號(hào)BLC以將燈的狀態(tài)從燈狀態(tài)BLST2轉(zhuǎn)換為相位為0°的燈狀態(tài)BLST1。然后，接觸電壓Vpt增加，因此LCD以照明模式BLM運(yùn)行。
然而，當(dāng)在狀態(tài)BLST1中環(huán)境光亮度變高并達(dá)到預(yù)設(shè)亮度×4與死區(qū)DZ相遇時(shí)，感測(cè)控制器640向照明單元900輸出照明控制信號(hào)BLC以將燈的狀態(tài)從燈狀態(tài)BLST1轉(zhuǎn)變?yōu)闊魻顟B(tài)BLST2。然后，接觸電壓Vpt降低以使LCD以陰影模式SM運(yùn)行。
盡管在該實(shí)施例中，定義為打開(kāi)時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間之比的占空比等于50％，占空比可以在40-60％的范圍內(nèi)變動(dòng)。在照明模式BLM中的燈的相位可以在大約-10°到大約10°之間變化或在陰影模式SM中的燈的相位在大約170°到190°之間變化。
以這種方式，可以通過(guò)改變燈的相位而不改變燈的輝度來(lái)避免感測(cè)操作中的死區(qū)DZ。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，燈具有單一的狀態(tài)，并改變傳感器掃描控制信號(hào)sgi的應(yīng)用時(shí)間以獲得與上述基本上一致的結(jié)果。例如，在燈打開(kāi)的期間施加傳感器掃描控制信號(hào)sgi，然后當(dāng)發(fā)生死區(qū)時(shí)，在關(guān)燈的期間施加傳感器掃描控制信號(hào)sgi。
以這種方式，通過(guò)改變照明單元的狀態(tài)或改變感測(cè)光的時(shí)間，光感測(cè)單元SC1可以避免死區(qū)DZ。
上述實(shí)施例也可以應(yīng)用到任何不發(fā)光顯示裝置和自發(fā)光裝置，例如有機(jī)發(fā)光二極管顯示器、場(chǎng)發(fā)射顯示器等。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其包括顯示面板；照明單元，適用于響應(yīng)照明控制信號(hào)的接收，照明所述顯示面板；壓力感測(cè)單元，適用于響應(yīng)在所述顯示面板上的接觸，產(chǎn)生第一傳感器輸出信號(hào)；光感測(cè)單元，將其設(shè)置以接收來(lái)自所述照明單元的光及環(huán)境光并對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)，并且響應(yīng)在所述顯示面板上的接觸，以產(chǎn)生第二傳感器輸出信號(hào)；傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器，適用于響應(yīng)傳感器掃描控制信號(hào)的接收，產(chǎn)生并且向所述壓力感測(cè)單元和所述光感測(cè)單元提供傳感器掃描信號(hào)；以及信號(hào)控制器，其可操作以響應(yīng)于所述第一及第二傳感器輸出信號(hào)的接收來(lái)產(chǎn)生所述照明控制信號(hào)及所述傳感器掃描控制信號(hào)，所述信號(hào)控制器還可操作以產(chǎn)生所述照明控制信號(hào)、所述傳感器掃描控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括壓力計(jì)算單元，其可操作以響應(yīng)于所述第一傳感器輸出信號(hào)的接收來(lái)產(chǎn)生壓力信息信號(hào)；以及位置計(jì)算單元，其可操作以確定發(fā)生接觸的位置，從而響應(yīng)于所述第二傳感器輸出信號(hào)產(chǎn)生位置信息信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，根據(jù)所述壓力信息信號(hào)的接收以及無(wú)法接收所述位置信息信號(hào)，所述信號(hào)控制器產(chǎn)生所述照明控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，所述照明控制信號(hào)可操作以控制所述照明單元的亮度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，所述照明控制信號(hào)使所述照明單元處于可操作狀態(tài)或不可操作狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，所述照明控制信號(hào)控制在所述照明單元中的電流的大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，所述照明控制信號(hào)控制所述照明單元的驅(qū)動(dòng)電壓的相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中，所述照明控制信號(hào)可操作以將所述照明單元的所述驅(qū)動(dòng)電壓的占空比從大約40％到大約60％變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)電壓的相位與所述傳感器掃描信號(hào)同步時(shí)，將所述驅(qū)動(dòng)電壓的相位定義為0°，則所述驅(qū)動(dòng)電壓的相位在大約-10°到大約10°之間變化以及形成大約170°到大約190°。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，根據(jù)在死區(qū)中的所述照明單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，所述感測(cè)控制器控制所述光感測(cè)單元的光感測(cè)周期。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述壓力感測(cè)單元及所述光感測(cè)單元置于所述顯示面板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述顯示器是液晶顯示器。
13.一種包括顯示面板和照明單元的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，所述方法包括基于施加在顯示面板上的壓力，產(chǎn)生第一感測(cè)信號(hào)；產(chǎn)生壓力信息信號(hào)，所述壓力信息信號(hào)是所述第一感測(cè)信號(hào)的函數(shù)；響應(yīng)于來(lái)自環(huán)境光及所述照明單元的光的接收，產(chǎn)生第二感測(cè)信號(hào)；產(chǎn)生位置信息信號(hào)，所述位置信息是所述第二感測(cè)信號(hào)的函數(shù)；基于所述壓力信息信號(hào)及所述位置信息信號(hào)，確定所述顯示裝置是否處于死區(qū)中；以及當(dāng)所述顯示裝置處于死區(qū)中時(shí)，通過(guò)控制所述照明單元或通過(guò)控制用于產(chǎn)生所述第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間，進(jìn)行控制操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，顯示裝置是否處于死區(qū)中的確定包括當(dāng)所述壓力信息信號(hào)指示存在接觸并且所述位置信息信號(hào)不可用時(shí)，確定所述顯示裝置處于死區(qū)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述照明單元的控制包括控制所述照明單元的亮度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述照明單元的亮度的控制，包括改變所述照明單元的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述照明單元的亮度的控制，包括改變所述照明單元中的電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述照明單元的照明的控制，包括相對(duì)于用于產(chǎn)生所述第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間，改變所述照明單元的驅(qū)動(dòng)電壓的相位。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，用于產(chǎn)生所述第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間的控制，包括相對(duì)于所述照明單元的驅(qū)動(dòng)電壓的相位，改變用于產(chǎn)生所述第二感測(cè)信號(hào)的時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種顯示裝置，包括顯示面板；照明單元，用于照明顯示面板并且具有響應(yīng)于照明控制信號(hào)的狀態(tài)；壓力感測(cè)單元，根據(jù)在顯示面板上的接觸，產(chǎn)生第一傳感器輸出信號(hào)；光感測(cè)單元，接收來(lái)自環(huán)境光及照明單元的光并且根據(jù)在顯示面板上的接觸，產(chǎn)生第二傳感器輸出信號(hào)；傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)傳感器掃描信號(hào)，向壓力感測(cè)單元及光感測(cè)單元輸出傳感器掃描信號(hào)；以及感測(cè)控制器，基于第一及第二傳感器輸出信號(hào)，產(chǎn)生照明控制信號(hào)及傳感器掃描控制信號(hào)，并且將照明控制信號(hào)輸出到照明單元，以及將傳感器掃描控制信號(hào)輸出到傳感器掃描驅(qū)動(dòng)器。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1752805SQ200510105100
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者樸商鎮(zhèn), 魚(yú)基漢, 李明雨, 李柱亨 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社