CN100480820C - 触摸感应显示装置 - Google Patents

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CN100480820C CNB2005101275498A CN200510127549A CN100480820C CN 100480820 C CN100480820 C CN 100480820C CN B2005101275498 A CNB2005101275498 A CN B2005101275498A CN 200510127549 A CN200510127549 A CN 200510127549A CN 100480820 C CN100480820 C CN 100480820C
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Abstract

根据本发明实施例的显示装置包括：显示面板，包括多条图像扫描线和多条传感器扫描线；多个显示单元，与图像扫描线结合；多个光传感单元，与传感器扫描线结合，并且响应外部光的量输出传感器输出信号；图像扫描驱动器，向图像扫描线施加图像扫描信号；传感器扫描驱动器，向传感器扫描线施加传感器扫描信号，其中，图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器位于显示面板的同侧。

Description

触摸感应显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，更具体地讲，涉及一种触摸感应显示装置。
背景技术
液晶显示器(LCD)包括配有像素电极、公共电极的一对面板和位于面板之间的介电各向异性液晶层。像素电极以矩阵布置并且与开关元件例如薄膜晶体管(TFT)连接，从而像素电极逐行接收图像数据电压。公共电极覆盖两个面板中的一个的整个表面，并且被供给公共电压。像素电极、公共电极的对应部分和液晶层的对应部分形成液晶电容器，该液晶电容器和连接到液晶电容器的开关元件均为像素的基本元件。
LCD通过向像素电极和公共电极施加的电压产生电场，并且改变电场的强度来调节穿过液晶层的光的透过率，从而显示图像。
近来，已经开发了包括光传感器的LCD。传感器感应由手指或笔(stylus)的触摸引起的入射光的变化，并且提供用于LCD的对应于触摸的电信号。LCD处理来自光传感器的电信号，向外部装置输出处理过的信号。外部装置根据处理过的电信号来确定是否存在触摸和何处存在触摸，并且可向LCD返回根据上述信息产生的图像信号。
包括光传感器的LCD包括：图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器，用于导通和截止光传感器中的开关晶体管；像素的开关晶体管。扫描驱动器包括含有多个级的移位寄存器，并且扫描驱动器被包含在面板中。
根据移位寄存器的布置，移位寄存器可占用相当大的区域并且可消耗大的功率。另外，由光传感器产生的感应信号会易于受公共电压或者数据电压的影响。
发明内容
根据本发明实施例的显示装置包括：显示面板，包括多条图像扫描线和多条传感器扫描线；多个显示单元，与图像扫描线结合；多个光传感单元，与传感器扫描线结合，并且响应外部光的量输出传感器输出信号；图像扫描驱动器，向图像扫描线施加图像扫描信号；传感器扫描驱动器，向传感器扫描线施加传感器扫描信号，其中，图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器位于显示面板的同侧。
传感器扫描驱动器可从图像扫描驱动器接收图像扫描信号，并且可根据至少一帧的信号输出作为传感器扫描信号的图像扫描信号。
传感器扫描驱动器可包括在图像扫描驱动器和传感器扫描线之间连接的多个开关晶体管。开关晶体管可包括第一开关晶体管和第二开关晶体管，其中，第一开关晶体管和第二开关晶体管与同一传感器扫描线结合并且在每帧内交替地导通。
传感器扫描驱动器在奇数帧内可输出作为传感器扫描信号的来自图像扫描驱动器的奇数图像扫描信号，在偶数帧内可输出作为传感器扫描信号的来自图像扫描驱动器的偶数图像扫描信号。
开关晶体管可包括与同一传感器扫描线结合并且在四帧的时间段内顺序导通的第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管和第四开关晶体管。
图像扫描驱动器可包括位于显示面板的相对侧并且与图像扫描线交替连接的第一图像扫描电路和第二图像扫描电路。传感器扫描驱动器可包括位于显示面板的相对侧的第一传感器扫描电路和第二传感器扫描电路。
传感器扫描线可包括与第一传感器扫描电路结合的第一传感器扫描线和第二传感器扫描电路结合的第二传感器扫描线，并且第一传感器扫描线和第二传感器扫描线可在显示面板上交替地布置。
第一传感器扫描电路和第二传感器扫描电路可与相同扫描信号线结合。
根据至少一帧的信号，第一传感器扫描电路可从第一图像扫描电路输出第一图像扫描信号，并且将第一图像扫描信号作为传感器扫描信号输出，根据至少一帧的信号，第二传感器扫描电路可从第二图像扫描电路输出第二图像扫描信号，并且将第二图像扫描信号作为传感器扫描信号输出。
第一传感器扫描电路可包括在第一图像扫描电路和传感器扫描线之间连接的第一开关晶体管，第二传感器扫描电路可包括在第二图像扫描电路和传感器扫描线之间连接的第二开关晶体管。
第一传感器扫描电路在奇数帧内可输出作为传感器扫描信号的来自第一图像扫描电路的第一图像扫描信号，在偶数帧内可输出作为传感器扫描信号的来自第二图像扫描电路的第二图像扫描信号。
在不同帧内以不同定时可向传感器扫描线施加传感器扫描信号。
向显示单元施加的公共电压可在高电平和低电平之间转换，当公共电压为高电平和低电平之一的预定电平时，可输出传感器输出信号。
显示装置可执行帧反相和行反相。
图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器可集成到显示面板中。
图像扫描驱动器或传感器扫描驱动器可包括含有多个级的移位寄存器。
传感器扫描线中的至少两条彼此连接，并且与传感器扫描驱动器结合。
附图说明
通过参照附图来详细描述本发明的实施例，本发明将会变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明实施例的LCD的框图；
图2是根据本发明实施例的LCD的像素的等效电路图；
图3是根据本发明实施例的LCD的示意图；
图4是根据本发明实施例的LC面板组件、像素扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图；
图5A和图5B分别为用于奇数帧和偶数帧的图4中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图；
图6是根据本发明另一个实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图；
图7A和图7B分别为用于奇数帧和偶数帧的图6中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图；
图8是根据本发明又一个实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图；
图9A和图9B分别为用于奇数帧和偶数帧的图8中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图；
图10是根据本发明实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图；
图11A和图11B分别为用于奇数帧和偶数帧的图10中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图；
图12是根据本发明又一个实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图；
图13A和图13B分别为用于奇数帧和偶数帧的图12中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图；
图14是根据本发明又一个实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图。
具体实施方式
现在，将参照附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的优选实施例。
在附图中，为了清晰起见，夸大了层的厚度和区域。相同的标号始终表示相同的部件。应该理解的是，当如层、区域或基底的元件被称为“在另一个元件上”时，它可以直接位于另一个元件之上，或者也可存在中间元件。相反，当元件被称作“直接在另一个元件上”时，不会存在中间元件。
现在，将参照图1和2更详细地描述作为根据本发明的实施例的显示装置的例子的液晶显示器。
图1是根据本发明的实施例的LCD的框图，图2是根据本发明的实施例的LCD的像素的等效电路图，图3是根据本发明实施例的LCD的示意图。
参照图1，根据本实施例的LCD包括：液晶(LC)面板组件300、图像扫描驱动器400、图像数据驱动器500、传感器扫描驱动器700、与面板组件300结合的传感信号处理器800、与图像数据驱动器500结合的灰度电压发生器550、控制上述元件的信号处理器600。
参照图1-3，面板组件300包括多条显示信号线G1-Gn和D1-Dm、多条传感器信号线S1-SN、P1-PM、Psg和Psd、和多个像素PX。像素PX连接到显示信号线G1-Gm和D1-Dm、传感器信号线S1-SN、P1-PM、Psg和Psd，并基本上以矩阵布置。
显示信号线包括传输图像扫描信号的多条图像扫描线G1-Gm和传输图像数据信号的多条图像数据线D1-Dm。
传感器信号线包括传输传感器扫描信号的多条传感器扫描线S1-SN、传输传感器数据信号的多条传感器数据线P1-PM、传输传感器控制电压的多条控制电压线Psg、传输传感器输入电压的多条输入电压线Psd。
图像扫描线G1-GN和传感器扫描线S1-SN基本上沿着行的方向延伸，并且基本上彼此平行，而图像数据线D1-DM和传感器数据线P1-PM基本上在列的方向上延伸，并且基本上彼此平行。
参照图2和3，每个像素PX，例如在第i(i＝1、2、...、n)行第j(j＝1、2、...、m)列的像素PX包括连接到显示信号线Gi和Dj的显示电路DC以及连接到传感器信号线Si、Pj、Psg和Psd的光传感电路SC。然而，仅仅给定数目的像素PX可包括传感电路SC。换句话说，传感电路SC的密集度可以改变，从而传感器扫描线S1-SN的数目N和传感器数据线P1-PM的数目M可以改变。
传感电路SC可以与像素PX分离，并且可设置在像素PX之间或者位于单独准备的区域中。
显示电路DC包括开关元件Qs1、LC电容器Clc和存储电容器Cst，其中开关元件Qs1连接到图像扫描线Gi和图像数据线Dj上，LC电容器Clc和存储电容器Cst连接到开关元件Qs1上。存储电容器Cst可以省略。
开关元件Qs1具有三个端，即，连接到图像扫描线Gi的控制端、连接到图像数据线Dj的输入端、以及连接到LC电容器Clc和存储电容器Cst的输出端。
LC电容器Clc包括两个端以及介入两个端之间的液晶层(未示出)，LC电容器Clc连接在开关元件Qs1和公共电压Vcom之间。LC电容器Clc的两个端可以置于面板组件300的上面板200和下面板100之上。两端中的一个通常被称作置于下面板100之上的像素电极，两端中的另一个通常被称作置于上面板200之上的公共电极。公共电极覆盖上面板200的整个区域，并且被供应有公共电压Vcom。
存储电容器Cst辅助LC电容器Clc，并且存储电容器Cst连接在开关元件Qs1和预定电压如公共电压Vcom之间。存储电容器Cst可包括像素电极和分离的信号线，分离的信号线设置在下面板100上并经绝缘体与像素电极重叠。作为选择，存储电容器Cst包括像素电极和被称作前一图像扫描线的相邻图像扫描线，相邻图像扫描线经绝缘体与像素电极重叠。
为了色彩显示，每个像素PX唯一地代表原色之一(即，空分)或者每个像素PX顺序地依次代表原色(即，时分)，从而原色的空间或者时间之和被识别为期望的颜色。例如，一组原色的例子包括红色、绿色和蓝色。作为空分的例子，每个像素PX包括滤色器，表示面向像素电极190的区域中的原色之一。
图2中所示的光传感电路SC包括连接到控制电压线Psg和输入电压线Psd的光传感元件Qp、连接到光传感元件Qp的传感器电容器Cp、连接到传感器扫描线Si、光传感元件Qp和传感器数据线Pj的开关元件Qs2。
光传感元件Qp具有三个端，即，控制端、输入端和输出端，其中，控制端连接到控制电压线Psg上，以被传感器控制电压偏置，输入端连接到输入电压线Psd，以被传感器输入电压偏置，输出端连接到开关元件Qs2上。光传感元件Qp包括当接收到光时产生光电流的光电材料。例如，光传感元件Qp是能够产生光电流的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管具有非晶硅或多晶硅沟道。施加到光传感元件Qp的控制端的传感器控制电压足够低或足够高，以将光传感元件Qp保持为没有入射光的关闭状态。施加到光传感元件Qp的输入端的传感器输入电压足够高或足够低，以将光电流的流向保持在某方向上。光电流通过传感器输入电压流向开关元件Qs2，光电流也流入传感器电容器Cp，以对传感器电容器Cp充电。
传感器电容器Cp连接在光传感元件Qp的控制端和输出端之间。传感器电容器Cp存储从光传感元件Qp输出的电荷，以维持预定的电压。传感器电容器Cp可以省略。
开关元件Qs2也具有三个端，即，控制端、输入端和输出端，其中，控制端连接到传感器扫描线Si上，输入端连接到光传感元件Qp的输出端上，输出端连接到传感器数据线Pj上。响应于来自传感器扫描线Si的传感器扫描信号，开关元件Qs2将传感器输出信号输出到传感器数据线Pj上。传感器输出信号是来自光传感元件Qp的感应电流。然而，传感器输出信号可以是存储在传感器电容器Cp中的电压。
开关元件Qs1和Qs2以及光传感元件Qp可以包括非晶硅或多晶硅薄膜晶体管(TFTs)。
在图3所示的结构示图中，LC面板组件300包括被称作限定显示区31的黑色矩阵的阻光件32。像素PX和信号线G1-Gn、D1-Dm、S1-SN、P1-PM、Psg和Psd的大部分置于显示区31中。上面板200小于下面板100，以将数据线D1-Dm延伸连接到图像数据驱动器500所处的下面板100的一些面积暴露出来。扫描线G1-Gn和S1-SN延伸到被阻光件32覆盖的区域，以分别连接到图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700。
一个或多个偏振器(未示出)设置在面板组件300上。
再次参照图1，灰度电压发生器550产生两组与像素的透射率相关的灰度电压。第一组中的灰度电压具有相对于公共电压Vcom的正极性，而第二组中的灰度电压具有相对于公共电压Vcom的负极性。
图像扫描驱动器400连接到面板组件300的图像扫描线G1-Gn上，并合成栅极导通电压和栅极截止电压，以产生用于施加到图像扫描线G1-Gn的图像扫描信号。
图像数据驱动器500连接到面板组件300的图像数据线D1-Dm，并将从灰度电压选择的图像数据信号施加到图像数据线D1-Dm。
传感器扫描驱动器700连接到面板组件300的传感器扫描线S1-SN，并合成栅极导通电压和栅极截止电压，以产生用于施加到传感器扫描线S1-SN的传感器扫描信号。
图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700的每个包括移位寄存器，移位寄存器包括串联连接的多个级。在图3中，图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700置于被阻光件32覆盖的区域中，并和开关元件Qs1和Qs2以及光传感元件Qp一起集成到下面板100中。然而，图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700可包括安装在下面板100上的至少一个集成电路(IC)芯片。
传感信号处理器800连接到显示面板300的传感器数据线P1-PM上，接收并处理来自传感器数据线P1-PM的传感器数据信号。一条传感器数据线P1-PM每次携带的一个传感器数据信号可包括来自一个开关元件Qs2的传感器输出信号，或者可包括从至少两个开关元件Qs2输出的至少两个传感器输出信号。
信号控制器600控制图像扫描驱动器400、图像数据驱动器500、传感器扫描驱动器700、以及传感信号处理器800等。
灰度电压发生器550、图像数据驱动器500、传感信号处理器800和信号控制器600集成到安装在如图3所示的面板组件300上的IC芯片33中。然而，灰度电压发生器550、图像数据驱动器500、传感信号处理器800和信号控制器600中的至少一个可以实施为以薄膜覆晶(COF)方式安装的单独的IC芯片。
现在，将详细描述上述LCD的操作。
从外部图形控制器(未示出)将输入图像信号R、G和B以及用于控制图像信号显示的输入控制信号提供到信号控制器600。输入控制信号包括竖直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK和数据使能信号DE。
基于输入控制信号和输入图像信号R、G、和B，信号控制器600产生图像扫描控制信号CONT1、图像数据控制信号CONT2、传感器扫描控制信号CONT3和传感器数据控制信号CONT4，并且信号控制器600将图像信号R、G和B处理为适于显示面板300的操作。信号控制器600将扫描控制信号CONT1发送到图像扫描驱动器400，将处理的图像信号DAT和数据控制信号CONT2发送到图像数据驱动器500，将传感器扫描控制信号CONT3发送到传感器扫描驱动器700，将传感器数据控制信号CONT4发送到传感信号处理器800。
图像扫描控制信号CONT1包括用于指示开始图像扫描的图像扫描起始信号STV和用于控制栅极导通电压的输出时间的至少一个时钟信号。图像扫描控制信号CONT1可包括用于限定栅极导通电压的持续时间的输出使能信号OE。
图像数据控制信号CONT2包括水平同步起始信号STH、载入信号LOAD和数据时钟信号HCLK，其中，水平同步起始信号STH用于通知对一组像素PX的图像数据传输开始，载入信号LOAD用于指示将图像数据信号施加到图像数据线D1-Dm。图像数据控制信号CONT2还可包括反相信号RVS，用于将图像数据信号的极性反相(相对于公共电压Vcom)。
响应来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，图像数据驱动器500从信号控制器600接收用于像素PX的组的数字图像信号DAT的数据包，将数字图像信号DAT转换为从灰度电压中选择的模拟数据信号，向图像数据线D1-Dm施加模拟图像数据信号。
响应来自信号控制器600的图像扫描控制信号CONT1，图像扫描驱动器400向图像扫描线G1-Gn施加栅极导通电压，从而导通与图像扫描驱动器400连接的开关晶体管Qs1。然后，通过激活的开关晶体管Qsl向像素PX的显示电路DC施加向图像数据线D1-Dm施加的图像数据信号。
图像数据信号的电压和公共电压Vcom之间的差表示为LC电容器Clc两端的电压，该电压被表示为像素电压。LC电容器Clc中的LC分子的取向取决于像素电压的幅值，所述分子取向确定了穿过LC层3的光的偏振。偏振器将光的偏振转换为光的透过率，以显示图像。
通过以水平周期(也表示为“1H”，并且等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个时间段)为单元重复这个程序，所有的像素扫描线G1-Gn被顺序供给栅极导通电压，从而向所有的像素PX施加图像数据信号，从而显示一帧的图像。
当一帧结束后下一帧开始时，控制向图像数据驱动器500施加的反相控制信号RVS，从而将图像数据信号的极性反相(被称作“帧反相”)。反相控制信号RVS还可这样控制，在一帧期间，在数据线中流动的图像数据信号的极性可被周期性的反相(例如，行反相和点反相)，或者在一个数据包中的图像数据信号的极性被反相(例如，列反相和点反相)。
同时，响应传感控制信号CONT3，传感器扫描驱动器700将栅极导通电压施加到传感器扫描线S1-SN，以导通连接至传感器扫描驱动器700的开关元件Qs2。然后，开关元件Qs2将传感器输出信号输出到传感器数据线P1-PM，以形成数据信号，传感器数据信号被输入到传感器信号处理器800。
传感信号处理器800响应传感器数据控制信号CONT4从传感器数据线P1-PM读取传感器数据信号，传感信号处理器800处理例如，放大和过滤读取的传感器数据信号。传感信号处理器800将模拟传感器数据信号转换为触摸信息信号DSN，并将触摸信息信号DSN输出到外部装置。外部装置适当地处理触摸信息信号DSN，从而确定触摸是否存在和在何处存在，并将基于关于触摸的信息产生的图像信号发送到LCD。
传感操作独立于显示操作来执行，因而传感操作和显示操作互不影响。根据光传感单元SC的密集度，用于一行的传感操作的时间段等于1H或更大。每帧可执行传感操作，而且也可在几帧的时间段内执行传感操作。
现在，将详细描述根据本发明实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器。描述将集中在与上述实施例的不同之处。
首先，将参照图4、图5A和图5B来描述根据本发明实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器。
图4是根据本发明实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图，图5A和图5B分别是用于奇数帧和偶数帧的图4中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图。
参照图4，根据该实施例的LCD包括LC面板组件300、图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700。
LC面板组件300包括多条图像扫描线G1-Gn、多条传感器扫描线S1-Sn和多个像素。
图像扫描线G1-Gn与图像扫描驱动器400结合，并且向像素中的显示单元传输来自图像扫描驱动器400的图像扫描信号Vg1-Vgn。
传感器扫描线S1-Sn成对连接，以形成多条扫描线St1-StM。扫描线St1-StM与传感器扫描驱动器700结合，并且向像素中的显示单元传输来自传感器扫描驱动器700的传感器扫描信号Vs1-VsM。这里，M等于n/2，其含义为显示单元的纵向分辨率为传感器单元的纵向分辨率的两倍。
在这种结构中，两条传感器扫描线S1-Sn被同时供给相同的传感器扫描信号，从而与相同传感器数据信号P1-Pm结合的两个传感单元的传感器输出信号彼此叠加。由叠加的传感器输出信号形成的传感器数据信号可降低光传感单元SC的性能的偏离，并且可具有双倍的信噪比，从而提高了传感器操作的精度。
三个或更多传感器扫描线S1-Sn可彼此连接，或者奇数或偶数传感器扫描线S1-Sn可被连接到传感器扫描驱动器700。
图像扫描驱动器400包括串联连接的多个级STg1-STgn。所述级STg1-STgn与各条图像扫描线G1-Gn连接，并且接收图像扫描起始信号STV、一对时钟信号CLK和CLKB以及栅极截止电压Voff。所述级STg1-STgn根据图像扫描起始信号STV、时钟信号CLK和CLKB以及栅极截止电压Voff向图像扫描线G1-Gn输出时间段为1H的图像扫描信号Vg1-Vgn。
传感器扫描驱动器700包括串联连接的多个级STs1-STsM。所述级STs1-STsM与各条扫描线St1-StM连接，并且接收图像扫描起始信号STVS、一对时钟信号CLS和CLSB以及栅极截止电压Voff。所述级STs1-STsM根据传感器扫描起始信号STVS、时钟信号CLS和CLSB以及栅极截止电压Voff向扫描线St1-StM输出时间段为2H的传感器扫描信号Vs1-VSM。
参照图5A和图5B，时钟信号CLK和CLKB的时间段为2H，负荷比等于大约50％，相位差为大约180度。时钟信号CLS和CLSB的时间段为4H，负荷比大约25％，相位差为大约180度。时钟信号CLK、CLKB、CLS和CLSB可为等于栅极导通电压的高电平和等于栅极截止电压的低电平，用于导通开关元件Qs1和Qs2，时钟信号CLK、CLKB、CLS和CLSB的高电平保持1H。
LCD执行行反相和帧反相。因此，如图5A和图5B中所示，公共电压Vcom在奇数帧和偶数帧之间转换并且相位差为180度。由于传感器数据信号受公共电压Vcom的电压电平影响，所以，优选地，当公共电压Vcom为预定电平即高电压电平或者低电压电平时，读取传感器数据信号。当时钟信号CLS和CLSB在奇数帧和偶数帧之间具有90度的相位差时，只有当公共电压Vcom为高电平时，传感器扫描信号Vs1-VsM等于栅极导通电压Von。可选地，只有当公共电压Vcom为低电平时，传感器扫描信号Vs1-VsM等于栅极导通电压Von。
尽管示出的图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700在LC面板组件300上彼此相对设置，但是它们可位于LC面板组件300的同一侧。
接着，将参照图6、图7A和图7B来描述根据本发明另一个实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器。
图6是根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图，图7A和图7B分别是用于奇数帧和偶数帧的图6中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图。
参照图6，根据该实施例的LCD包括LC面板组件300、一对左图像扫描驱动器400L和右图像扫描驱动器400R、传感器扫描驱动器700。在下文，标号400将表示左图像扫描驱动器400L和右图像扫描驱动器400R。
LC面板组件300包括多条图像扫描线G1-Gn、多条传感器扫描线S1-Sn和多个像素。
奇数图像扫描线(G1、G3、...、Gn-1)与左图像扫描驱动器400L结合，并将来自于左图像扫描驱动器400L的奇数图像扫描信号(Vg1、Vg3、...、Vgn-1)传输到像素的显示单元。偶数图像扫描线(G2、G4、...、Gn)与右图像扫描驱动器400R结合，并将来自于右图像扫描驱动器400R的偶数图像扫描信号(Vg2、Vg4、...、Vgn)传输到像素的显示单元。
左图像扫描驱动器400L和右图像扫描驱动器400R分别位于LC面板组件300的左侧和右侧。
左图像扫描驱动器400L包括串联连接的多个级(STg1、STg3、...、STgn-1)。所述级(STg1、STg3、...、STgn-1)与各个奇数图像扫描线(G1、G3、...、Gn-1)结合，并接收第一图像扫描起始信号STV1、一对时钟信号CLK1、CLK1B和栅极截止电压Voff。所述级(STg1、STg3、...、STgn-1)基于第一图像扫描起始信号STV1、时钟信号CLK1、CLK1B和栅极截止电压Voff输出时间段为2H的奇数图像扫描信号(Vg1、Vg3、...、Vgn-1)。
右图像扫描驱动器400R包括串联连接的多个级(STg2、STg4、...、STgn)。所述级(STg2、STg4、...、STgn)与各个偶数图像扫描线(G2、G4、...、Gn)结合，并接收第二图像扫描起始信号STV2、一对时钟信号CLK2、CLK2B和栅极截止电压Voff。所述级(STg2、STg4、...、STgn)基于第二图像扫描起始信号STV2、时钟信号CLK2、CLK2B和栅极截止电压Voff输出时间段为2H的偶数图像扫描信号(Vg2、Vg4、...、Vgn)。偶数图像扫描信号(Vg2、Vg4、...、Vgn)和奇数图像扫描信号(Vg1、Vg3、...、Vgn-1)的高电平相互交替，并保持1H的时间段。
传感器扫描驱动器700的构造与图4中示出的传感器扫描驱动器的构造基本相同，因而将省略对它的详细描述。在LC面板组件300左侧示出的传感器扫描驱动器700可以位于LC面板组件300的右侧。
参照图7A和图7B，时钟信号CLK1和CLK1B的时间段为4H，占空比大约等于25％，相位差大约为180度。类似地，时钟信号CLK2和CLK2B的时间段为4H，占空比大约等于25％，相位差大约为180度。时钟信号CLK1和CLK2的相位差为90度，时钟信号CLK1B和CLK2B的相位差也为90度。时钟信号CLK1、CLK1B、CLK2和CLK2B可具有等于栅极导通电压Von的高电平和等于栅极截止电压Voff的低电平，用于导通开关元件Qs1和Qs2，时钟信号CLK1、CLK1B、CLK2和CLK2B的高电压保持1H。基于时钟信号CLK1、CLK1B、CLK2和CLK2B产生图7A和图7B中示出的图像扫描信号(Vg1Vgn)。
图6中示出的图像扫描驱动器400的功耗比图4中示出的图像扫描驱动器400的功耗低。
假定，图4中示出的图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700的功耗分别用Pd和Ps表示。由于传感器扫描线S1-Sn成对地连接，所以传感器扫描线S1-Sn的电容是图像扫描线G1-Gn的电容的两倍。时钟信号CLS和CLSB的频率是时钟信号CLK和CLKB的频率的一半。由于功耗与电容和频率成比例，所以传感器扫描驱动器700的功耗Ps等于图像扫描驱动器400的功耗Pd。
然而，由于根据该实施例的图像扫描驱动器400被划分为左右二等分，所以图6中示出的图像扫描驱动器400L和400R的充电容量是图4中示出的图像扫描驱动器400的充电容量的一半，图7A和图7B中示出的时钟信号CLK1、CLK1B、CLK2和CLK2B的频率是图5A和图5B中示出的时钟信号的频率的一半。因此，图6中示出的图像扫描驱动器400的功耗是图4中示出的图像扫描驱动器400的功耗的一半。结果，图6中示出的图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700的功耗是图4中示出的图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700的功耗的大约75％。
接着，将参照图8、图9A和图9B来描述根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器。
图8是根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图，图9A和图9B分别是用于奇数帧和偶数帧的图8中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图。
参照图8，根据该实施例的LCD包括LC面板组件300、一对左图像扫描驱动器400L和右图像扫描驱动器400R、一对左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R。在下文，标号700将表示左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R。
LC面板组件300包括多条图像扫描线G1-Gn、多条传感器扫描线S1-Sn和多个像素。
传感器扫描线S1-Sn成对地连接，从而形成多条扫描线St1-StM。奇数扫描线(St1、St3、...、StM-1)与左传感器扫描驱动器700L结合，并将来自于左传感器扫描驱动器700L的奇数传感器扫描信号(Vs1、Vs3、...、VsM-1)传输到像素的传感单元。偶数扫描线(St2、St4、...、StM)与右传感器扫描驱动器700R结合，并将来自于右传感器扫描驱动器700R的偶数传感器扫描信号(Vs2、Vs4、...、VsM)传输到像素的传感单元。
左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R分别位于LC面板组件300的左侧和右侧。
左传感器扫描驱动器700L包括串联连接的多个级(STS1、STS3、...、STSM-1)。所述级(STS1、STS3、...、STSM-1)接收第一传感器扫描起始信号STVS1、一对时钟信号CLS1、CLS1B和栅极截止电压Voff，并基于它们输出时间段为4H的传感器扫描信号(VS1、VS3、...、VSM-1)。
右传感器扫描驱动器700R包括串联连接的多个级(STS2、STS4、...、STSM)。所述级(STS2、STS4、...、STSM)接收第二传感器扫描起始信号STV2、一对时钟信号CLS2、CLS2B和栅极截止电压Voff，并基于它们输出时间段为4H的偶数传感器扫描信号(VS2、VS4、...、VSM)。偶数传感器扫描信号(VS2、VS4、...、VSM)和奇数传感器扫描信号(VS1、VS3、...、VSM-1)的高电平相互交替，并保持2H的时间段。
图像扫描驱动器400的构造与图6中示出的图像扫描驱动器的构造基本相同，因而将省略对它的详细描述。
参照图9A和图9B，时钟信号CLS1和CLS1B的时间段为8H，占空比大约等于12.5％，相位差大约为180度。类似地，时钟信号CLS2和CLS2B的时间段为8H，占空比大约等于12.5％，相位差大约为180度。时钟信号CLS1和CLS2的相位差为90度，时钟信号CLS1B和CLS2B的相位差也为90度。时钟信号CLS1、CLS1B、CLS2和CLS2B可具有等于栅极导通电压Von的高电平和等于栅极截止电压Voff的低电平，用于导通开关元件Qs2，时钟信号CLS1、CLS1B、CLS2和CLS2B的高电压保持1H。此外，时钟信号CLS1、CLS1B、CLS2和CLS2B在奇数帧和偶数帧之间的相位差为45度。因此，仅当公共电压Vcom为高电平时，传感器扫描信号VS1-VSM变成等于栅极导通电压Von。基于时钟信号CLS1、CLS1B、CLS2和CLS2B产生图9A和图9B中示出的传感器扫描信号VS1-VSM。
图8中示出的图像扫描驱动器400的功耗比图6中示出的图像扫描驱动器400的功耗低。由于根据该实施例的传感器扫描驱动器700被划分为二等分，所以图8中示出的传感器扫描驱动器700L和700R的充电容量是图6中示出的传感器扫描驱动器700的充电容量的一半，图9A和图9B中示出的时钟信号CLS1、CLS1B、CLS2和CLS2B的频率是图7A和图7B中示出的时钟信号的频率的一半。因此，图8中示出的图像扫描驱动器400的功耗是图6中示出的图像扫描驱动器400的功耗的一半。结果，图6中示出的图像扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700的功耗是图4中示出的传感器扫描驱动器400和传感器扫描驱动器700的功耗的大约50％。
接着，将参照图10、图11A和图11B来描述根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器。
图10是根据本发明实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图，图11A和图11B分别是用于奇数帧和偶数帧的图10中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图。
参照图10，根据该实施例的LCD包括LC面板组件300、一对左图像扫描驱动器400L和右图像扫描驱动器400R、一对左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R。
LC面板组件300包括多条图像扫描线G1-Gn、多条传感器扫描线S1-Sn和多个像素。
传感器扫描线S1-Sn成对地连接，以形成多条扫描线St1-StM。扫描线St1-StM与左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R结合，并将来自于传感器扫描驱动器700L和700R的传感器扫描信号VS1-VSM传输到像素的传感单元。
左传感器扫描驱动器700L包括多个开关晶体管QO。每个开关晶体管QO具有：输入端，与左图像扫描驱动器400L的级(STg1、STg3、...、STgn-1)结合；控制端，与奇数帧信号FSO连接；输出端，与扫描线St1-StM连接。
在奇数帧内，左传感器扫描驱动器700L被提供有奇数帧信号FSO，并将奇数图像扫描信号(Vg1、Vg3、...、Vgn-1)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。
右传感器扫描驱动器700R包括多个开关晶体管QE。每个开关晶体管QE具有：输入端，与右图像扫描驱动器400R的级(STg2、STg4、...、STgn)结合；控制端，与偶数帧信号FSE连接；输出端，与扫描线St1-StM结合。
在偶数帧内，右传感器扫描驱动器700R接收偶数帧信号FSE，并将偶数图像扫描信号(Vg2、Vg4、...、Vgn)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。
参照图11A和图11B，奇数帧信号FSO在奇数帧内具有高电平H，在偶数帧内具有低电平L。相反，奇数帧信号FSO在奇数帧内具有低电平L，在偶数帧内具有高电平H。仅当公共电压Vcom处于高电平时，传感器扫描信号VS1-VSM根据帧信号FSO和FSE变成每2H等于栅极导通电压Von。
图像扫描驱动器400的构造与图6和图8中示出的图像扫描驱动器的构造基本相同，因而将省略对它的详细描述。然而，要注意的是，由于级STg1-STgn的每个平均驱动两条扫描线G1-Gn和S1-Sn，所以级STg1-STgn中的充电晶体管和放电晶体管的尺寸变大。
虽然图10中示出的图像扫描驱动器400的功耗是图8中示出的图像扫描驱动器的功耗的两倍，但是由于传感器扫描驱动器700几乎没有功耗，所以图10中示出的装置的总功耗几乎等于图8中示出的装置的总功耗。
同时，传感器扫描驱动器700的尺寸减小以减少占有面积，输入信号的数量减少以减小芯片33的尺寸。
左图像扫描驱动器400L、右图像扫描驱动器400R、左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R可位于LC面板组件300的同一侧。
当传感单元的纵向分辨率是显示单元的纵向分辨率的四分之一时，可省略奇数扫描线和偶数扫描线的任何一个以及与其连接的开关晶体管QO或QE。
接着，将参照图12、图13A和图13B来描述根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器。
图12是根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图，图13A和图13B分别是用于奇数帧和偶数帧的图12中示出的图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的输入信号和输出信号的时序图。
参照图12，根据该实施例的LCD包括LC面板组件300、一对左图像扫描驱动器400L和右图像扫描驱动器400R、一对左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R。
LC面板组件300包括多条图像扫描线G1-Gn、多条传感器扫描线S1-Sn和多个像素。
每四条传感器扫描线S1-Sn为一组地彼此连接，以形成扫描线St1-StM。扫描线St1-StM与左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R结合，并将来自于传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R的传感器扫描信号VS1-VSM传输至像素的传感单元。这里，M等于n/4，这意味着显示单元的纵向分辨率是传感单元的纵向分辨率的四倍。
左传感器扫描驱动器700L包括多个开关晶体管QO。每个开关晶体管QO具有：输入端，与左图像扫描驱动器400L的级(STg1、STg5、...、STgn-3)结合；控制端，与奇数帧信号FSO连接；输出端，与扫描线St1-StM连接。
在奇数帧内，左传感器扫描驱动器700L被提供有奇数帧信号FSO，并将奇数图像扫描信号(Vg1、Vg5、...、Vgn-3)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。
右传感器扫描驱动器700R包括多个开关晶体管QE。每个开关晶体管QE具有：输入端，与右图像扫描驱动器400R的级(STg2、STg6、...、STgn-2)结合；控制端，与偶数帧信号FSE连接；输出端，与扫描线St1-StM结合。
在偶数帧内，右传感器扫描驱动器700R接收偶数帧信号FSE，并将偶数图像扫描信号(Vg2、Vg6、...、Vgn-2)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。
参照图13A和图13B，奇数帧信号FSO在奇数帧内具有高电平H，在偶数帧内具有低电平L。相反，奇数帧信号FSO在奇数帧内具有低电平L，在偶数帧内具有高电平H。仅当公共电压Vcom在高电平时，传感器扫描信号VS1-VSM根据帧信号FSO和FSE变成每4H等于栅极导通电压Von。
在这种构造中，四条传感器扫描线S1-Sn连结以叠加传感器输出信号，从而还减少了光传感单元SC的特性偏离，并且还增大了信噪比。
接着，将参照图14来描述根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器。
图14是根据本发明另一实施例的LC面板组件、图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器的框图。
参照图14，根据该实施例的LCD包括LC面板组件300、一对左图像扫描驱动器400L和右图像扫描驱动器400R、一对左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R。
LC面板组件300包括多条图像扫描线G1-Gn、多条传感器扫描线S1-Sn和多个像素。
每四条传感器扫描线S1-Sn为一组地彼此连接，以形成扫描线St1-StM。扫描线St1-StM与左传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R结合，并将来自于传感器扫描驱动器700L和右传感器扫描驱动器700R的传感器扫描信号VS1-VSM传输至像素的传感单元。
左传感器扫描驱动器700L包括多个开关晶体管QO1和QO2。每个开关晶体管QO1具有：输入端，与左图像扫描驱动器400L的级(STg1、STg5、...、STgn-3)结合；控制端，与帧信号FSO1连接；输出端，与扫描线St1-StM连接。类似地，每个开关晶体管QO2具有：输入端，与左图像扫描驱动器400L的级(STg3、STg7、...、STgn-1)结合；控制端，与帧信号FSO2连接；输出端，与扫描线St1-StM连接。
右传感器扫描驱动器700R包括多个开关晶体管QE1和QE2。每个开关晶体管QE1具有：输入端，与右图像扫描驱动器400R的级(STg2、STg6、...、STgn-2)结合；控制端，与帧信号FSE1连接；输出端，与扫描线St1-StM连接。类似地，每个开关晶体管QE2具有：输入端，与右图像扫描驱动器400R的级(STg4、STg8、...、STgn)结合；控制端，与帧信号FSE2连接；输出端，与扫描线St1-StM连接。
在第(4N-3)个帧内(这里N为整数)，开关晶体管QO1接收帧信号FSO1，并将图像扫描信号(Vg1、Vg5、...、Vgn-3)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。在第(4N-2)个帧内，开关晶体管QE1接收帧信号FSE1，并将图像扫描信号(Vg2、Vg6、...、Vgn-2)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。在第(4N-1)个帧内，开关晶体管QO2接收帧信号FSO2，并将图像扫描信号(Vg3、Vg7、...、Vgn-1)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。在第4N个帧内，开关晶体管QE2接收帧信号FSE2，并将图像扫描信号(Vg4、Vg8、...、Vgn)作为传感器扫描信号VS1-VSM输出。
尽管没有示出，但是帧信号FSO1、FSE1、FSO2和FSE2在四帧的时间段内依次变成高电平。仅当公共电压Vcom在高电平时，传感器扫描信号VS1-VSM根据帧信号FSO1、FSE1、FSO2和FSE2变成每4H等于栅极导通电压Von。
象上述的实施例一样，四条传感器扫描线S1-Sn连结以叠加传感器输出信号，从而还减少了光传感单元SC的特性偏离，并且还增大了信噪比。
上述实施例也能应用于其它显示装置，例如有机发光二极管显示器、场发射显示器等。
虽然已经在上文详细描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地明白，本领域的技术人员所作出的这里所教导的本发明基本构思的许多变型和/或修改，仍将落在由权利要求限定的本发明的和范围之内。

Claims (18)

1、一种显示装置，包括：
显示面板，包括多条图像扫描线和多条传感器扫描线；
多个显示单元，与所述图像扫描线结合；
多个光传感单元，与所述传感器扫描线结合，并且响应外部光的量输出传感器输出信号；
图像扫描驱动器，向所述图像扫描线施加图像扫描信号；
传感器扫描驱动器，向所述传感器扫描线施加传感器扫描信号，
其中，所述图像扫描驱动器和所述传感器扫描驱动器位于所述显示面板的同侧，
其中，所述传感器扫描线中的至少两条彼此连接，并且与所述传感器扫描驱动器结合。
2、如权利要求1所述的显示装置，其中，所述传感器扫描驱动器从所述图像扫描驱动器接收所述图像扫描信号，并且根据至少一帧的信号输出作为传感器扫描信号的图像扫描信号。
3、如权利要求2所述的显示装置，其中，所述传感器扫描驱动器包括在所述图像扫描驱动器和所述传感器扫描线之间连接的多个开关晶体管。
4、如权利要求3所述的显示装置，其中，所述开关晶体管包括第一开关晶体管和第二开关晶体管，其中，所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管与同一传感器扫描线结合并且在每帧内交替地导通。
5、如权利要求4所述的显示装置，其中，所述传感器扫描驱动器在奇数帧内输出作为所述传感器扫描信号的来自所述图像扫描驱动器的奇数图像扫描信号，在偶数帧内输出作为所述传感器扫描信号的来自所述图像扫描驱动器的偶数图像扫描信号。
6、如权利要求3所述的显示装置，其中，所述开关晶体管包括与同一传感器扫描线结合并且在四帧的时间段内顺序导通的第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管和第四开关晶体管。
7、如权利要求1所述的显示装置，其中，所述图像扫描驱动器包括位于所述显示面板的相对侧并且与所述图像扫描线交替连接的第一图像扫描电路和第二图像扫描电路。
8、如权利要求7所述的显示装置，所述传感器扫描驱动器包括位于所述显示面板的相对侧的第一传感器扫描电路和第二传感器扫描电路。
9、如权利要求8所述的显示装置，其中，所述传感器扫描线包括与所述第一传感器扫描电路结合的第一传感器扫描线和与所述第二传感器扫描电路结合的第二传感器扫描线，并且所述第一传感器扫描线和所述第二传感器扫描线在所述显示面板上交替地布置。
10、如权利要求8所述的显示装置，其中，所述第一传感器扫描电路和所述第二传感器扫描电路与相同传感器扫描线结合。
11、如权利要求10所述的显示装置，其中，所述第一传感器扫描电路从所述第一图像扫描电路接收第一图像扫描信号，并且根据至少一帧的信号输出作为所述传感器扫描信号的第一图像扫描信号，所述第二传感器扫描电路从所述第二图像扫描电路接收第二图像扫描信号，并且根据至少一帧的信号输出作为传感器扫描信号的第二图像扫描信号。
12、如权利要求11所述的显示装置，其中，所述第一传感器扫描电路包括在所述第一图像扫描电路和所述传感器扫描线之间连接的第一开关晶体管，所述第二传感器扫描电路包括在所述第二图像扫描电路和所述传感器扫描线之间连接的第二开关晶体管。
13、如权利要求12所述的显示装置，其中，所述第一传感器扫描电路在奇数帧内输出作为所述传感器扫描信号的来自所述第一图像扫描电路的所述第一图像扫描信号，在偶数帧内输出作为所述传感器扫描信号的来自所述第二图像扫描电路的所述第二图像扫描信号。
14、如权利要求1所述的显示装置，其中，在不同帧内以不同定时向所述传感器扫描线施加所述传感器扫描信号。
15、如权利要求14所述的显示装置，其中，向所述显示单元施加的公共
电压在高电平和低电平之间转换，当所述公共电压为所述高电平和所述低电
平之一的预定电平时，输出所述传感器输出信号。
16、如权利要求15所述的显示装置，其中，所述显示装置执行帧反相和行反相。
17、如权利要求1所述的显示装置，其中，所述图像扫描驱动器和传感器扫描驱动器集成到所述显示面板中。
18、如权利要求17所述的显示装置，其中，所述图像扫描驱动器包括含有多个级的移位寄存器。
19、如权利要求17所述的显示装置，其中，所述传感器扫描驱动器包括含有多个级的移位寄存器。
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