CN103365486A - 包括光传感器的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括光传感器的显示装置和一种驱动方法。显示装置包括：感测光的第一感测单元和第二感测单元；至少一条感测信号线，与第一感测单元和第二感测单元连接并且传输参考电压，以复位第一感测单元和第二感测单元；感测信号处理器，处理来自感测信号线的感测信号；和背光源，在每帧重复地内部光照射的时间段的期间向第一感测单元和第二感测单元照射内部光，其中，在每一个帧期间第一感测单元被复位一次并且第二感测单元被复位至少三次。

Description

包括光传感器的显示装置

技术领域

本发明的实施例通常涉及平板显示器。更具体地说，本发明的实施例涉及包括光传感器的显示装置及其驱动方法。

背景技术

各种平板显示器已被开发用于各种用途。具体地讲，已开发了具有触摸感测功能或图像感测功能的显示装置。

一般来说，触摸敏感式显示器常采用能够感测接触的触摸屏面板，其中，这种面板附着到显示装置。然而，这样的构造常具有高成本、因增加粘附工艺而造成的产率降低、显示面板的亮度劣化等问题。因此，已经开发了将传感器嵌入到显示装置的显示区域中的技术。嵌入的传感器常采用薄膜晶体管或者电容器，输出根据因外部接触等引起照射光变化的感测信号，并且通过使用感测信号来确定诸如物体的接触位置、接触的强度等的接触信息。

一种这样的传感器是光传感器（即，感测光变化的传感器），所述光传感器可以通过使用由入射光产生的光电流来产生感测信号，并且可以通过利用所述感测信号来获得接触信息。传感器感测的光可以是具有各种频率的光（诸如，红外光、可见光等），并且产生由传感器感测的光的光源可以定位在显示装置中。例如，作为用于显示显示装置的图像的内部光源的背光源可以被构造为除了发射可见光之外还发射波长适合于光传感器的光。然而，光传感器可能受到来自另外的外部光源的光的影响，因此可能获得不精确的接触信息。

此外，光传感器通常采用光敏晶体管。这种晶体管是通过将光照射在晶体管的沟道部分上而形成的光电流来确定接触是否存在的三端子元件。然而，即使当没有光照在光传感器上时，仍可存在光漏电流，因此，在接触信息中可能出现错误。

在该背景技术部分中公开的上述信息仅意在增强对本发明的背景的理解，因此，上述信息可能包含对本领域普通技术人员而言未形成在本国已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种可得到更精确的接触信息的包括光传感器的显示装置和用于该显示装置的驱动方法。

本发明的一个示例性实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括：第一感测单元和第二感测单元，均被构造成感测光；至少一条感测信号线，与第一感测单元和第二感测单元连接，并且构造成传输参考电压以复位第一感测单元和第二感测单元；感测信号处理器，被构造成处理来自感测信号线的感测信号；和背光源，被构造成在每帧均被重复的内部光照射时间段期间向第一感测单元和第二感测单元照射内部光，其中，在每一个帧期间，第一感测单元被复位一次并且第二感测单元被复位至少三次。

在不与内部光照射时间段交叠的第一输出时间段期间，第一感测单元可以被复位，以便向感测信号线输出感测信号。

第二感测单元在顺序地发生的至少一个预复位时间段、主复位时间段和第二输出时间段中可以被复位。

第二输出时间段和主复位时间段可以与内部光照射时间段交叠，或者可以不与内部光照射时间段交叠。

在第一感测单元的两个邻近的第一输出时间段之间的第一感测时间段可以与内部光照射时间段交叠，并且在主复位时间段和邻近的一个第二输出时间段之间的第二感测时间段可以不与内部光照射时间段交叠。

显示装置还可以包括：第一扫描信号线，被构造成向第一感测单元传输扫描信号；和第二扫描信号线，被构造成向第二感测单元传输扫描信号。每个第一感测单元和第二感测单元可以包括：开关元件，与第一扫描信号线或第二扫描信号线连接；和感测元件以及电容器，与开关元件连接。当第一感测单元或第二感测单元被复位时，参考电压可以通过开关元件被传输到感测元件和电容器。

包括在第一感测单元中的感测元件的输入端可以与被构造成传输预定的第一电压的第一源极电压线连接，并且包括在第二感测单元中的感测元件的输入端可以与第二源极电压线连接，第二源极电压线被构造成传输第一电压和与第一电压不同的第二电压。

第二源极电压线的电压是第二电压所处的第一时间段可以与内部光照射时间段交叠。

第二电压可以基本等于参考电压。

本发明的另一示例性实施例提供一种驱动显示装置的方法，所述显示装置包括：第一感测单元和第二感测单元，均被构造成感测光；和至少一条感测信号线，与第一感测单元和第二感测单元连接。所述方法包括下述步骤：在对多个帧中的每个帧进行重复的内部光照射时间段期间，向第一感测单元和第二感测单元照射来自显示装置的光；在一帧期间复位第一感测单元一次，以将从感测信号线传输的参考电压传输到第一感测单元；和在一帧期间复位第二感测单元至少三次，以便将参考电压传输到第二感测单元。

在不与内部光照射时间段交叠的第一输出时间段期间可以执行复位第一感测单元的步骤。

在顺序地发生的至少一个预复位时间段、主复位时间段、和第二输出时间段中的可以执行复位第二感测单元的步骤。

第二输出时间段和主复位时间段可以不与内部光照射时间段交叠。

在两个相邻的第一输出时间段之间的第一感测时间段可以与内部光照射时间段交叠，并且在主复位时间段和相邻的一个第二输出时间段之间的第二感测时间段可以不与内部光照射时间段交叠。

显示装置还可以包括：第一扫描信号线，被构造成向第一感测单元传输扫描信号；和第二扫描信号线，被构造成向第二感测单元传输扫描信号。第一感测单元和第二感测单元均可以包括：开关元件，与第一扫描信号线或第二扫描信号线连接；和感测元件以及电容器，与开关元件连接。当第一感测单元或第二感测单元被复位时，参考电压可以通过开关元件传输到感测元件和电容器。

包括在第一感测单元中的感测元件的输入端可以与被构造成传输预定的第一电压的第一源极电压线连接，并且包括在第二感测单元中的感测元件的输入端可以与第二源极电压线连接，第二源极电压线被构造成传输第一电压和与第一电压不同的第二电压。

第二源极电压线的电压是第二电压所处的第一时间段可以与内部光照射时间段交叠。

第二电压可以基本等于参考电压。

根据本发明的示例性实施例，可能得到因外部光产生的噪声被基本去除更精确的接触信息。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置的框图。

图2是根据本发明示例性实施例的光传感器或感测单元的电路图。

图3是根据本发明示例性实施例的感测信号处理器的电路图。

图4是根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置的剖视图。

图5是根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置的框图。

图6是示出了根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图。

图7是示出了根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图的另一示例。

图8是示出了根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图的另一示例。

图9是根据本发明示例性实施例的光传感器的布局示图。

图10是示出了根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图的另一示例。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更加充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。本领域的技术人员应该意识到，在全部不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。

在附图中，为了清晰起见，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。在整个说明书中，相同的标号指示相同的元件。将理解的是，当元件（例如层、膜、区域、或基板）被称为“在”另一元件“上”时，该元件可以是直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

首先，将参照图1到图4描述根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置。

图1是根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置的框图，图2是根据本发明示例性实施例的光传感器或感测单元的电路图，图3是根据本发明示例性实施例的感测信号处理器的电路图，图4是根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置的剖视图。

参照图1，根据本发明示例性实施例的触摸敏感式显示装置包括感测区域SA、背光源900、扫描驱动器400和感测信号处理器500。

感测区域SA是能够感测因外部物体的触摸或接近而引起的光变化的区域。感测区域SA包括：多条扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……，多条感测信号线RO1、RO2、……，以及基本以矩阵形式排列的多个感测单元组SU（也称为传感器组）。

感测区域SA可以对应于显示区域（未示出），在显示区域中布置有设置在显示装置的显示面板上的多个像素（未示出）。所述多个像素可以连接到传输用于显示图像的扫描信号的多条图像扫描信号线和发射图像数据信号的多条图像数据线。

多条扫描信号线（也称为“栅极线”）传输扫描信号（可选择地，栅极信号）并且可以基本上沿行的方向延伸。多条扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……可以被划分成可以独立地按顺序传输扫描信号的多个扫描信号线组。详细地说，多条扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……可以包括第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）、第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）、第三扫描信号线组（Gc1、Gc2、……）和第四扫描信号线组（Gd1、Gd2、……）。如图1所示，第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）的扫描信号、第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）的扫描信号、第三扫描信号线组（Gc1、Gc2、……）的扫描信号和第四扫描信号线组（Gd1、Gd2、……）的扫描信号可以顺序地且交替地排列。

在图1中所示的示例性实施例中，示出了四种扫描信号线组，但是扫描信号线组的布局和分布不限于此，例如，可以被构造成两种扫描信号线组或更多种扫描信号线组。

多条感测信号线（也称为“感测数据线”）基本上沿列的方向延伸并且可以与扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……交叉。感测信号线RO1、RO2、……可以接收预定的参考电压Vf，并且包括在感测单元组SU中的多个感测单元（也称为光传感器）SUa、SUb、SUc和SUd中的每个感测单元可以向感测信号处理器500传输输出的感测信号。

每个感测单元组SU可以包括至少两个感测单元或者光传感器。图1示出了一个感测单元组SU包括四种感测单元SUa、SUb、SUc和SUd的示例。包括在每个感测单元组SU中的不同种类的感测单元SUa、SUb、SUc和SUd可以被独立地驱动以输出感测信号。

如图1所示，包括在一个感测单元组SU中的感测单元SUa、SUb、SUc和SUd通常可以设置成四边形的形状。然而，包括在一个感测单元组SU中的四个感测单元SUa、SUb、SUc和SUd可以布置成各种其他的布局或形状。例如，包括在一个感测单元组SU中的感测单元SUa、SUb、SUc和SUd也可以以沿列方向或行方向的线布置。

多个感测单元SUa、SUb、SUc和SUd包括：第一感测单元SUa，与第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）连接；第二感测单元SUb，与第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）连接；第三感测单元SUc，与第三扫描信号线组（Gc1、Gc2、……）连接；第四感测单元SUd，与第四扫描信号线组（Gd1、Gd2、……）连接。

对于每一个感测单元行，扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……可以两条接两条地设置。例如，第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）中的一条扫描信号线和第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）中的一条扫描信号线可以直接设置在其中设置有第一感测单元SUa和第二感测单元SUb的感测单元行上或可以直接设置在其中设置有第一感测单元SUa和第二感测单元SUb的感测单元行之下，并且第三扫描信号线组（Gc1、Gc2、……）中的一条扫描信号线和第四扫描信号线组（Gd1、Gd2、……）中的一条扫描信号线可以直接设置在其中设置有第三感测单元SUc和第四感测单元SUd的感测单元行上或可以直接设置在其中设置有第一感测单元SUa和第二感测单元SUb的感测单元行之下。

然而，扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……对于每一个感测单元也可以一条接一条地、两条接两条地或者更多条接更多条地设置。

感测信号线RO1、RO2、……对于每一感测单元SU列可以一条接一条地设置。在这种情况下，包括在一个感测单元组SU中的多个感测单元SUa、SUb、SUc和SUd可以连接到感测信号线RO1、RO2、……中的同一条感测信号线。另外，如图1所示，相同的感测信号线RO1、RO2、……可以延伸为在包括在每个感测单元组SU中的感测单元SUa、SUb、SUc和SUd之间穿过。然而，感测信号线不限于此，并且还可以从感测单元组SU的左侧或右侧沿列的方向延伸。

与图1中所示的构造不同，对于每一感测单元组SU列可以设置多条感测信号线，包括在一个感测单元组SU中的感测单元SUa、SUb、SUc和SUd中至少两个感测单元也可以连接到不同的感测信号线。

感测单元SUa、SUb、SUc和SUd可以是通过利用由背光源900产成的内部光IL而感测外部物体的图像或者感测外部物体的触摸或接近来产生感测信号的光传感器。例如，感测单元SUa、SUb、SUc和SUd也可以通过使用红外光或者使用可见光来感测来自外部物体的触摸。

参照图2，根据本发明示例性实施例的感测单元SUk（k=a、b、c、d、……）可以是上述感测单元SUa、SUb、SUc和SUd中的一个感测单元。感测单元SUk可以包括与扫描信号线Gi和感测信号线ROj连接的开关元件Qa、以及与开关元件Qa连接的感测元件Qs和电容器Cs。

开关元件Qa是诸如薄膜晶体管等的三端子元件，其中，开关元件Qa的控制端与扫描信号线Gi连接，输出端与感测信号线ROj（j＝1、2、……）连接，并且输入端与感测元件Qs和电容器Cs连接。扫描信号线Gi可以是上述第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）、第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）、第三扫描信号线组（Gc1、Gc2、……）和第四扫描信号线组（Gd1、Gd2、……）中的任意一条扫描信号线，或者与其连接的子扫描信号线。开关元件Qa可以根据扫描信号线Gi的扫描信号将感测信号传输到感测信号线ROj。

参照图2中的（a），根据本发明示例性实施例的感测元件Qs是诸如薄膜晶体管等的三端子元件，其中，感测元件Qs的输入端接收源极电压Vs（也称为“第一电压”），控制端接收偏置电压Vb（也称为“第二电压”），输出端与开关元件Qa连接。偏置电压Vb可以是当光没有照射在感测元件Qs上时感测元件Qs保持截止状态的足够低的或足够高的电压（例如，栅极截止电压）。

参照图2中的（b），与图2中的（a）中所示的示例性实施例不同，根据另一示例性实施例的感测元件Qs可以在它的输入端和它的控制端二者处接收偏置电压Vb。

也就是说，感测元件Qs可以被二极管式连接。即使在这种情况下，偏置电压Vb也可以是当光没有照射在感测元件Qs上时感测元件Qs保持截止状态的足够低的或足够高的电压（例如，栅极截止电压）。

感测元件Qs可以包括照射光时产生光（漏）电流的光电材料。感测元件Qs的示例可以包括具有可以产生光电流的非晶硅、非晶硅-锗或者多晶硅沟道的薄膜晶体管。除了来自背光源900的内部光之外，照射在感测元件Qs上的光还可以包括外部光。

在图2中的（a）的构造中，电容器Cs的两端分别连接到开关元件Qa和源极电压Vs。电容器Cs可以根据扫描信号线Gi的扫描信号被充电达施加到感测信号线ROj的参考电压Vf，或者可以根据感测元件Qs的光电流而放电。

背光源900产生内部光IL，例如，红外光、可见光等。背光源900设置在显示装置的后侧处，并且产生将照射在多个感测单元SUa、SUb、SUc和SUd上的内部光IL。例如，本发明的示例性实施例可以使用背光源900来产生用于感测外部物体触摸的红外光。在这种情况下，当外部物体靠近显示装置或感测区域SA时，来自背光源900的红外光从外部物体反射回到（即，输入到）感测单元SUa、SUb、SUc和SUd。相反，在使用可见光背光源900的情况下，当外部物体靠近显示装置或感测区域SA时，来自背光源900的可见光从外部物体反射以被输入到感测单元SUa、SUb、SUc和SUd。

根据本发明示例性实施例的光传感器可以感测一种光，但是可以包括感测具有不同波长波段的光的多个感测单元。例如，一个显示装置也可以包括能够感测红外光的红外光感测单元和能够感测可见光的可见光感测单元。在这种情况下，红外光感测单元和可见光感测单元可以交替地布置。

回到图1，扫描驱动器400连接到扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……。扫描驱动器400施加包括栅极导通电压和栅极截止电压的组合的扫描信号，栅极导通电压用于导通感测单元SUa、SUb、SUc和SUd中每个感测单元的开关元件Qa，栅极截止电压用于截止感测单元SUa、SUb、SUc和SUd中每个感测单元的开关元件Qa。

扫描驱动器400可以独立地将扫描信号传输到第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）、第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）、第三扫描信号线组（Gc1、Gc2、……）和第四扫描信号线组（Gd1、Gd2、……）中的每个扫描信号线组。

例如，扫描驱动器400可以分别接收控用于制扫描信号线组（Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……）的栅极导通脉冲的输出时序的多个栅极时钟信号。因此，第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）、第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）、第三扫描信号线组（Gc1、Gc2、……）和第四扫描信号线组（Gd1、Gd2、……）可以在不同的时间或在同一时间独立地传输栅极导通电压。另外，包括在一个扫描信号线组中的多条扫描信号线可以顺序地输出每个栅极导通电压长达预定的时间单位。在这种情况下，预定的时间单位可以是1水平时间段1H。

感测信号处理器500与感测信号线RO1、RO2、……连接。感测信号处理器500可以接收来自感测信号线RO1、RO2、……的感测信号，以处理接收的感测信号，然后产生诸如是否接触、接触的位置、接触物体的形状和大小的接触信息。

参照图3，根据本发明示例性实施例的感测信号处理器500可以包括连接到感测信号线ROj（j＝1、2、……）的积分器。每个积分器可以包括具有反相端（-）、非反相端（+）和输出端的放大器AP以及连接到放大器AP的电容器Cf。放大器AP的反相端（-）连接到感测信号线ROj，电容器Cf连接在反相端（-）和输出端之间。放大器AP的非反相端（+）连接到参考电压Vf。更详细地说，放大器AP和电容器Cf是电流积分器，并且可以对来自感测信号线ROj的感测信号的电流进行积分，以产生感测输出信号Vout。

参照图4，根据本发明示例性实施例的显示装置的显示面板300可以包括两个彼此相对的显示面板100和200，以及设置在显示面板100和200之间的中间层3。根据本发明示例性实施例的感测单元组SU可以设置在下面板100或上面板200处。中间层3在液晶显示器的情况下可以是液晶层，在电泳显示器的情况下可以是包括荷电颗粒的电泳层，并且在电润湿显示器的情况下可以包括流体。相反，在显示装置包括一种诸如有机发光二极管显示器的显示面板的情况下，感测单元组SU可以设置在显示面板上，或设置在覆盖显示面板的包封基板上。

显示装置还包括设置在显示面板100和200的底部处的背光源900，并且背光源900向感测单元组SU照射内部光IL。在外部物体靠近显示面板的情况下，内部光IL可以从外部物体反射以被输入到感测单元组SU，从而被感测。光阻挡件260设置在感测单元组SU和背光源900之间，以防止内部光IL从背光源900直接照射到感测单元组SU。在这种情况下，从除了背光源900之外的光源发射的外部光OL可以进一步照射到感测单元组SU。通过去除因外部光OL产生的影响的工艺可以得到更精确的接触信息。将参照将在下文中描述的驱动方法对所述工艺进行描述。

然后，将参照图1到图4来描述根据本发明示例性实施例的光传感器的操作。

首先，扫描驱动器400将栅极导通电压Von按顺序施加到扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……，以导通包括在感测单元SUa、SUb、SUc和SUd中的开关元件Qa。随后，施加到感测信号线RO1、RO2、……的参考电压Vf被传输到电容器Cs的一端，并且电容器Cs通过参考电压Vf和源极电压Vs之间的差进行充电。这个过程被称为感测单元SUa、SUb、SUc和SUd的复位步骤或复位时间段。

在开关元件Qa截止的状态下，当光因外部物体的触摸等而照射在感测元件Qs上时，在感测元件Qs中产生光电流。然后，电压下降（voltage drop）发生在电容器Cs的向其施加参考电压Vf的端子中，并且电容器Cs放电。相反，当没有光照射在感测元件Qs上（即，没有触摸发生）时，电容器Cs不放电。这个过程被称为感测单元SUa、SUb、SUc和SUd的感测步骤或感测时间段。

在接下来的复位步骤，当栅极导通电压Von施加到扫描信号线Ga1、Gb1、Gc1、Gd1、Ga2、Gb2、Gc2、Gd2、……时，开关元件Qa被导通。在前一感测步骤由触摸造成电容器Cs的充电电压改变之后，电容器Cs的在前一感测步骤向其施加参考电压Vf的端子因导通的开关元件Qa而被再充电达参考电压Vf。在这种情况下，向感测信号线RO1、RO2、……产生电流，产生感测信号并且感测信号可以输入到感测信号处理器500以被处理。这个过程被称为输出步骤或输出时间段。由于根据扫描信号的施加，感测单元的复位和感测信号的输出发生在同一时间，所以复位步骤可以是输出步骤。

接下来，将参照图5描述根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置。相同的标号指示与上述示例性实施例的组成元件相同的组成元件，并且省略了相同的描述。

图5是根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的框图。

参照图5，根据本发明的这个示例性实施例的包括光传感器的显示装置类似于图1到图4所示的示例性实施例，但是包括在一个感测单元组SU中的感测单元的数量和扫描信号线的种类可能不同。

更详细地说，显示装置的感测区域SA包括可以独立地传输扫描信号的第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）和第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……），第一感测单元SUa连接到第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……），并且第二感测单元SUb连接到第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）。

第一感测单元SUa和第二感测单元SUb可以交替地沿行方向和列方向设置。彼此相邻的第一感测单元SUa和第二感测单元SUb可以形成上述的一个感测单元组SU。相邻的第一感测单元SUa和第二感测单元SUb也可以连接到相同的感测信号线（与图1中所示的示例性实施例相同），也可以连接到不同的感测信号线（未示出）。

另外，上述在图1到图4中所示的示例性实施例的各种特征可以等同地应用于此。

接下来，将参照图1到图5和图6描述根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法，但是为了便于描述，将结合图5中所示的构造（即，包括两种感测单元SUa和SUb的光传感器）描述驱动方法。

图6是示出了根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图。

参照图6，为每帧重复的内部光照射时间段IL_ON期间，背光源900向显示装置照射内部光IL。从一个内部光照射时间段IL_ON的起始点到下一个内部光照射时间段IL_ON的起始点的时间对应于一帧，并且在相邻的帧的内部光照射时间段IL_ON之间的时间段是不照射内部光时间段。图6示出了第N帧以及设置在第N帧之前的第N-1帧的一部分和设置在第N帧之后的第N+1帧的一部分。

首先，在第一感测单元SUa中，第一感测单元SUa的复位步骤和输出步骤可以在同一时间执行。在图6中，与第一感测单元SUa的复位步骤或输出步骤对应的时间段由与第一感测单元SUa的标号的相同的标号表示，并且被称为复位时间段SUa或输出时间段SUa。在第一感测单元SUa的相邻的输出时间段SUa之间的时间段被称为感测时间段SPa，并且具有与光的感测步骤对应的时间段。以连接到第一个接收扫描信号的扫描信号线Ga1的第一感测单元SUa为基础来描述如图6所示的感测时间段SPa。第一感测单元SUa的感测时间段SPa可以基本上持续一帧的持续时间。

第一感测单元SUa的一个输出时间段SUa位于两个相邻的内部光照射时间段IL_ON之间。也就是说，第一感测单元SUa的一个输出时间段SUa存在在每一个帧中，以产生感测信号。如图6中所示，第一感测单元SUa的输出时间段SUa不与内部光照射时间段IL_ON交叠，并且可以设置在内部光照射时间段IL_ON开始之前。

更详细地说，在位于第N帧的内部光照射时间段IL_ON之前的第N-1帧中的第一感测单元SUa的输出时间段SUa中，以参考电压Vf对电容器Cs再充电，并且电容器Cs复位，然后进行第一感测单元SUa的感测时间段SPa。感测时间段SPa可以持续与一帧相同的持续时间。

对于第N帧，背光源900的内部光照射时间段IL_ON设置在第一感测单元SUa的感测时间段SPa中。一个感测时间段SPa包括内部光照射时间段IL_ON和后面的不照射内部光时间段。也就是说，内部光照射时间段IL_ON可以仅在第一感测单元SUa的感测时间段SPa的一部分期间持续。在感测时间段SPa的不照射内部光时间段期间，只有外部光OL可以照射到第二感测单元SUb。

当第N帧的第一感测单元SUa的输出时间段SUa开始时，第一感测单元SUa的感测时间段SPa结束。在第一感测单元SUa的输出时间段SUa中，电容器Cs再充电达参考电压Vf，并且同时地，在先前的感测时间段SPa期间如果电容器Cs的电压改变，则可以产生感测信号。因此，在电流输出时间段SUa期间通过使用感测信号，可以获得发生在先前的感测时间段SPa期间的接触。

第一感测单元SUa的每个输出时间段SUa的持续时间T1可以与将扫描信号Vg_SUa按顺序施加到感测区域SA的所有扫描信号线、Ga1、Gb2、Ga2、Gb2、……所占用的时间基本相同，但是不限于此，第一感测单元SUa的每个输出时间段SUa的持续时间T1也可以比该时间长。

同时，在第一感测单元SUa的感测时间段SPa期间，因除了来自背光源900的内部光IL之外还存在外部光OL而导致在感测信号中出现噪声。与第一感测单元SUa相邻或靠近第一感测单元SUa的第二感测单元SUb可以被用来去除这样的噪声。这将在下文中描述。

接下来，对于一帧，第二感测单元SUb在如复位时间段SUb_r和SUb_k和输出时间段Sub的至少三个时间段中被复位，以产生感测信号。也就是说，对于一帧，第二感测单元SUb被复位至少三次以产生感测信号。然而，在本发明的示例性实施例中，从第二感测单元SUb输出的感测信号被处理以获得接触信息的时间段被称为输出时间段SUb，未被称为输出时间段的时间段被称为复位时间段SUb_r和SU_k（其中，k=自然数，与前面相同）。在复位时间段SUb_r和SUb_k中，在不产生感测信号或不获得接触信息的情况下，电容器Cs充电达参考电压Vf，以使第二感测单元SUb复位。

第二感测单元SUb的输出时间段SUb定位在相邻的内部光照射时间段IL_ON之间，并且不与内部光照射时间段IL_ON交叠。也就是说，在第二感测单元SUb的输出时间段SUb的起始点和内部光照射时间段IL_ON的结束点之间的时间距离可以是0或更长。第二感测单元SUb的输出时间段SUb可以定位在挨着第一感测单元SUa的输出时间段SUa。

第二感测单元SUb的复位时间段SUb_r和SUb_k在相应的帧中定位在输出时间段SUb之前。

在一帧中，第二感测单元SUb的复位时间段SUb_r和SUb_k包括一个主复位时间段SUb_r和至少一个预复位时间段SUb_k。图6示出了在一帧中包括三个预复位时间段SUb_1、SUb_2和SUb_3的示例性实施例。

主复位时间段SUb_r定位在多个复位时间段SUb_r和SUb_k的最后，，这里，主复位时间段SUb_r不与内部光照射时间段IL_ON交叠（虽然在其他实施例中主复位时间段SUb_r可以与内部光照射时间段IL_ON交叠）。主复位时间段SUb_r可以定位在第一感测单元SUa的感测时间段SPa中。

预复位时间段SUb_1、SUb_2和SUb_3中的至少一个预复位时间段在主复位时间段SUb_r之前，并且每个预复位时间段可以按顺序定位。在图6所示的示例性实施例中，预复位时间段SUb_1、SUb_2和SUb_3可以部分地与内部光照射时间段IL_ON交叠（这里，当第三复位时间段SUb_3部分地与IL_ON交叠时，前两个复位时间段SUb_1和SUb_2均完全地与IL_ON交叠，但是本发明包含具有任意相对持续时间的SUb_1、SUb_2、SUb_3和IL_ON的实施例）。

更详细地说，通过在进入（在主复位时间段SUb_r结束之后继续进行的）感测时间段SPb之前的预复位时间段SUb_1、SUb_2和SUb_3中的至少一个和一个主复位时间段SUb_r，第二感测单元SUb可以被复位多次。以连接到首先接收扫描信号的扫描信号线Gb1的第二感测单元Sub为基础来描述图6中所示的感测时间段SPb。从而，由于第二感测单元SUb在感测时间段SPb之前被充分地复位，所以电容器Cs可以充分地充电达参考电压Vf，并且可以充分地去除感测元件Qs中的剩余电荷。

对于相应的第二感测单元Sub，在主复位时间段SUb_r结束之后开始的感测时间段SPb期间，第二感测单元SUb可以感测外部光OL。在存在外部光的情况下，光电流从第二感测单元SUb的感测元件Qs流动，并且第二感测单元SUb的电容器Cs也可以放电。以连接到首先接收扫描信号的扫描信号线Gb1的第二感测单元Sub为基础来描述图6中所示的感测时间段SPb。第二感测单元SUb的感测时间段SPb小于一帧。当接下来的输出时间段SUb开始时，第二感测单元SUb的感测时间段SPb结束。

在第二感测单元SUb的输出时间段SUb中，当第二感测单元SUb的电容器Cs再次充电达参考电压Vf时，根据在紧接的先前的感测时间段SPb期间已发生的放电程度来产生感测信号。从输出时间段SUb输出的第二感测单元SUb的感测信号可以依赖于外部光OL的存在或外部光OL的强度。

在示例性实施例中，假设因外部光OL导致的在第二感测单元SUb的感测信号中的差异几乎与外部光OL的照射时间无关，当从第一感测单元SUa的输出时间段SUa的感测信号减去第二感测单元SUb的输出时间段SUb的感测信号时，可以大部分地从第一感测单元SUa的感测信号去除上述因外部光OL导致的“噪声”效应。因此，可以获得不受外部光OL影响的感测信号，并且当处理感测信号以获得接触信息时，可以得到物体的更精确的图像或更精确的接触信息。

第二感测单元SUb的复位时间段SUb_r、复位时间段SU_k以及输出时间段Sub中的每个时间段的持续时间T1可以与将扫描信号Vg_SUb按顺序施加到感测区域SA的所有扫描信号线Ga1、Gb1、Ga2、Gb2、……的占用时间基本上相同，但是不限于此，第二感测单元SUb的复位时间段SUb_r、复位时间段SU_k以及输出时间段Sub中的每个时间段的持续时间T1也可以比该时间长。

同时，在背光源900向显示装置的显示面板供应内部光IL以及用于将被显示的图像的可见光的情况下，图6中所示的一帧也可以是用于显示图像的时间段。在这种情况下，作为显示时间段，从内部光照射时间段IL_ON的起始点到第一感测单元SUa的复位或输出时间段SUa的起始点的时间段可以是将栅极导通电压按顺序施加到所有图像扫描信号线（未示出）所处的时间段，以将对应于用于一个画面的图像信息的图像数据电压施加到像素（未示出）。

在本发明的示例性实施例中，由于第二感测单元SUb的复位时间段SUb_r和SUb_k位于显示时间段中，因此产生的感测信号可以包括因用于显示的各种驱动信号导致的噪声。然而，在复位时间段SUb_r和SUb_k中，由于第二感测单元刚刚复位，并且不通过使用感测信号来获得接触信息，所以在接触信息中几乎没有出现噪声。相反，如上所述，由于用于感测外部光OL的第二感测单元SUb经过多个复位步骤，所以通过内部光IL或外部光OL触发的感测元件Qs的剩余电荷被去除，并且电容器Cs可以充分地再充电达参考电压Vf，从而获得更精确的接触信息。

空白时间段可以位于相邻帧的显示时间段之间。在空白时间段中，可以保持在紧接的先前的显示时间段中输入的图像。在本发明的示例性实施例中，第一感测单元SUa的输出时间段SUa和第二感测单元SUb的输出时间段SUb彼此相邻，并且可以位于空白时间段内。

由于显示装置的图像显示操作可以与本领域的各种已知的技术一致，并且被本领域的技术人员所知，所以省略了对图像显示的更详细的描述。

如上所述，图6中所示的驱动方法也可以应用于包括三种感测单元或其他个数的感测单元的光传感器。例如，在根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置包括四种感测单元SUa、SUb、SUc和SUd的情况下，与图6中所示的示例性实施例中的第一感测单元SUa相同，对于一帧，两个感测单元SUa和SUb具有一次的复位或输出时间段，并且与图6中所示的示例性实施例中的第二感测单元Sub相同，对于一帧，两个感测单元SUc和SUd经过多个复位步骤和输出步骤。

在一种方法中，四个邻近的感测单元SUa、SUb、SUc和SUd可以相继组合成三个连续的对，以与图6中所示的第一感测单元SUa和第二感测单元SUb相同地被驱动。

例如，就任何第一帧而言，第一感测单元SUa产生受经过一个复位或输出时间段的内部光IL和外部光OL影响的感测信号，并且第二感测单元SUb因经过第一帧的多个密集定位的复位时间段和一个输出时间段的外部光OL而产生感测信号，从而获得第一帧的接触信息。

在紧接在第一帧之后的第二帧中，第二感测单元SUb产生受经过一个复位或输入时间段的内部光IL和外部光OL影响的感测信号，并且第三感测单元SUc因经过第二帧的多个密集定位的复位时间段和一个输出时间段的外部光OL而产生感测信号，从而获得第二帧的接触信息。

同样地，在紧接在第二帧之后的第三帧中，第三感测单元SUc产生受经过一个复位或输入时间段的内部光IL和外部光OL影响的感测信号，并且第四感测单元SUd因经过第三帧的多个密集定位的复位时间段和一个输出时间段的外部光OL而产生感测信号，从而获得第三帧的接触信息。

接下来，将参照图7和图8来描述根据本发明另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法。，相同的标记指示与如上述的示例性实施例的组成元件相同的组成元件，并且省略重复的描述。

图7是示出了根据本发明的另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图的示例，图8是示出了根据本发明的另一示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图的示例。

图7和图8中所示的根据示例性实施例的驱动方法和上述图6中所示的示例性实施例大部分相同，但是第二感测单元SUb的预复位时间段SUb_k的个数和位置可以改变。

详细地说，在图7和图8所示的示例性实施例中，第二感测单元SUb的预复位时间段SUb_k可以包括一个预复位时间段SUb_1。根据图7中所示的示例性实施例，预复位时间段SUb_1可以与内部光照射时间段IL_ON交叠。相反，根据图8中所示的示例性实施例，预复位时间段SUb_1可以不与内部光照射时间段IL_ON交叠。另外，如图7中所示，预复位时间段SUb_1和主复位时间段SUb_r可以在时间上彼此分离，且可以如图8中所示地在时间上连续（即，在一个结束之后另一个立即开始）。

接下来，将参照图9和图10描述根据本发明示例性实施例的包括光传感器的显示装置及其驱动方法。相同的标记指示与上述的示例性实施例的组成元件相同的组成元件，并且省略重复的描述。

图9是根据本发明另一示例性实施例的光传感器的布局图，图10是示出了根据本发明另一个示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法的时序图的另一个例子。

参照图9，根据这个示例性实施例的包括光传感器的显示装置具有与上述图5中的示例性实施例的结构相似的结构。详细地说，根据这个示例性实施例的显示装置包括可以独立地传输扫描信号的第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）和第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）、连接到第一扫描信号线组（Ga1、Ga2、……）的第一感测单元SUa、以及连接到第二扫描信号线组（Gb1、Gb2、……）的第二感测单元SUb。第一感测单元SUa和第二感测单元SUb以矩阵形式布置，并且可以交替地沿行方向和/或列方向设置（即，以交替方式设置）。

第一感测单元SUa和第二感测单元SUb的内部电路与上述图2中所示的电路大部分相同，但是连接第一感测单元SUa的感测元件Qs的输入端的源极电压可以不同。

进一步详细地说，根据本发明这个示例性实施例的显示装置可以包括第一源极电压线Vs_a和第二源极电压线Vs_b。第一源极电压线Vs_a和第二源极电压线Vs_b可以基本上与感测信号线RO1、RO2、……、ROm-1、Rom平行地延伸，并且可以与扫描信号线Ga1、Gb1、Ga2、Gb2、……交叉。第一感测单元SUa的感测元件Qs的输入端与第一源极电压线Vs_a连接，并且第二感测单元SUb的感测元件Qs的输入端与第二源极电压线Vs_b连接。如上所述，第二感测单元SUb被用来将由外部光OL引起的信号中的噪声从第一感测单元SUa去除。

参照图10，根据这个示例性实施例的包括光传感器的显示装置的驱动方法与上述图6中所示的示例性实施例大部分相同。

对于一帧，第一源极电压线Vs_a传输具有预定的第一电压电平V1的源极电压。第一电压电平V1可以小于经过感测信号线RO1、RO2、……传输的参考电压Vf。然而，第二源极电压线Vs_b的电压可以是第一电压电平V1或第二电压电平V2中的任意一个电压电平。第二电压电平V2具有比第一电压电平V1大的值，并且可以与参考电压Vf相同。如果将参考电压Vf施加到第二感测单元SUb的感测元件Qs的输入端，则由于在感测元件Qs的输入端和输出端之间的电压差是0V，因此，当光照射时，光电流可以最小化。第一电压电平V1可以与施加到感测元件Qs的控制端的偏置电压Vb的电压电平相同。

第一时间段可以与背光源900的内部光照射时间段IL_ON交叠，在第一时间段中第二源极电压线Vs_b的电压是第二电压电平V2。更详细地讲，第二源极电压线Vs_b的电压是第二电压电平V2所处的第一时间段的宽度可以大约是内部光照射时间段IL_ON宽度的75%或更大，并且可以大约是内部光照射时间段IL_ON宽度的125%或更小。另外，第一时间段的中点和内部光照射时间段IL_ON的中点可以彼此重合或者可以彼此不重合但是彼此接近，从而第一时间段和内部光照射时间段IL_ON可以彼此完全重叠或彼此几乎完全交叠。

在内部光照射时间段IL_ON期间的第二感测单元SUb的感测元件Qs的输入端和输出端之间的电压差小于其他时间段中的电压差时，当内部光IL照射时，发生在第二感测单元SUb中的光漏电流可以减到最少。然后，在内部光照射时间段IL_ON期间的第二感测单元SUb的感测元件Qs中剩余的电荷量可以从一开始就减到最少。因此，在第二感测单元SUb的感测时间段SPb中由于剩余的电荷量产生的影响可以最小化，并且可以获得因外部光OL产生的更精确的感测信号，从而产生更精确的接触信息。

虽然已经结合目前被认为是实施性的示例性实施例描述了本发明，但是将被理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反，意在覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同物。

<标号描述>

Claims (10)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：

第一感测单元和第二感测单元，第一感测单元和第二感测单元均被构造成感测光；

至少一条感测信号线，与第一感测单元和第二感测单元连接，并且被构造成传输用于使第一感测单元和第二感测单元复位的参考电压；

感测信号处理器，被构造成处理来自感测信号线的感测信号；以及

背光源，被构造成在每帧重复的内部光照射时间段期间向第一感测单元和第二感测单元照射内部光，

其中，在每一个帧期间，第一感测单元被复位一次，第二感测单元被复位至少三次。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中：

在不与内部光照射时间段交叠的第一输出时间段期间，第一感测单元被复位，以向感测信号线输出感测信号。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中：

第二感测单元在顺序地发生的至少一个预复位时间段、主复位时间段和第二输出时间段中被复位。

4.如权利要求3所述的显示装置，其中：

第二输出时间段和主复位时间段不与内部光照射时间段交叠。

5.如权利要求4所述的显示装置，其中：

位于两个相邻的第一输出时间段之间的第一感测时间段与内部光照射时间段交叠，

位于主复位时间段和相邻的第二输出时间段中的一个第二输出时间段之间的第二感测时间段不与内部光照射时间段交叠。

6.如权利要求5所述的显示装置，所述显示装置还包括：

第一扫描信号线，被构造成向第一感测单元传输扫描信号；以及

第二扫描信号线，被构造成向第二感测单元传输扫描信号，

其中，第一感测单元和第二感测单元中的每个感测单元包括与第一扫描信号线和第二扫描信号线连接的开关元件以及与开关元件连接的感测元件和电容器，

其中，当第一感测单元或第二感测单元被复位时，参考电压通过开关元件被传输到感测元件和电容器。

7.如权利要求6所述的显示装置，其中：

包括在第一感测单元中的感测元件的输入端与被构造成传输预定的第一电压的第一源极电压线连接，以及

包括在第二感测单元中的感测元件的输入端与被构造成传输第一电压和与第一电压不同的第二电压的第二源极电压线。

8.如权利要求7所述的显示装置，其中：

第二源极电压线的电压是第二电压所处的第一时间段与内部光照射时间段交叠。

9.如权利要求8所述的显示装置，其中：

第二电压等于参考电压。

10.如权利要求1所述的显示装置，其中：

第二感测单元在顺序地发生的至少一个预复位时间段、主复位时间段和第二输出时间段中复位。

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