具体实施方式
下面,参照附图详细说明根据本发明的具体实施例。
图1是根据本发明一典型实施例的液晶显示装置方框图。
参照图1,液晶显示装置700包括显示图像的液晶显示面板100、输出驱动液晶显示面板100的面板驱动信号PDS的第一驱动部200、向液晶显示面板100提供内部光L1的光产生部300及驱动光产生部300的第二驱动部600。
液晶显示面板100具有基于向液晶显示面板100提供外部光L2的光量输出光电流Iph的光传感部400。第二驱动部600基于光传感部400输出的光电流Iph,并输出驱动光产生部300的第一控制信号CS1。
若光产生部300基于第一控制信号CS1输出内部光L1,液晶显示面板100利用内部光L1及外部光L2显示图像。另外,若光产生部300基于第一控制信号CS1输出内部光L1,液晶显示面板100只利用外部光L2显示图像。即,当外部光L2不足以显示图像时,液晶显示面板100利用内部光L1及外部光L2显示图像,当外部光L2足以显示图像时,液晶显示面板100利用外部光L2显示图像。
液晶显示装置700基于外部光L2的光量变化,接通/关闭光产生部300。因此,可以减少驱动液晶显示装置700时的功率消耗。而且,即使减少了功率消耗,但液晶显示装置700在暗处也可以显示图像。
图2是根据本发明一典型实施例的液晶显示装置平面图,而图3是沿着图2所示的I-I′线的截面图。
参照图2及图3,液晶显示面板100包括下部基片110、与下部基片110面对的上部基片120、置于下部基片110与上部基片120之间的液晶层130、以及密封层135。
液晶显示面板100包括显示图像的显示区域DA和邻接于显示区域DA的第一至第四周缘区域PA1、PA2、PA3、PA4。
上部基片120包括遮光层121、滤色器122、及共同电极123。
滤色器122包括对应于红色R、绿色G、及蓝色B的红色、绿色、蓝色滤色器单元。在显示区域DA中,遮光层在R、G、B滤色器单元之间,并提高液晶显示装置700的画质。而且,遮光层121对应于第一至第四周缘区域PA1、PA2、PA3、PA4形成。共同电极123在遮光层121及滤色器122上以均匀的厚度形成。
下部基片110对应于显示区域DA具有以矩阵形状的多个像素部PP。多个像素部PP根据向第一方向D1延伸的多条栅极线GL1、GL2、...GLn及向第一方向D1垂直的第二方向D2延伸的多条数据线DL1、DL2、...DLm而限定。
各像素部PP包括像素薄膜晶体管TR1及像素电极PE。像素薄膜晶体管TR1包括与对应的栅极线连接的第一栅极GE1、与对应的数据线连接的第一源极SE1及与像素电极PE结合的第一漏极DE1。像素电极PE将液晶层130夹在中间与共同电极123面对形成液晶电容器Clc。
另外,第一周缘区域PA1是邻接栅极线GL1、GL2、...GLn第一端部的区域、第二周缘区域PA2是邻接与第一端部面对的栅极线GL1、GL2、...GLn第二端部的区域。而且第三周缘区域PA3是邻接数据线DL1、DL2、...DLm第三端部的区域、第四周缘区域PA4是邻接与第三端部面对的数据线DL1、DL2、...DLm第四端部的区域。
可驱动液晶显示面板100的第一驱动部200包括设置在第一周缘区域PA1内的栅极驱动集成电路210和设置在第三周缘区域PA3内的数据驱动集成电路220。
栅极驱动集成电路210可以包含非晶硅(amorphous silicon)。栅极驱动集成电路210直接在下部基片110上形成。栅极驱动集成电路210也可能在第一至第四周缘区域PA1、PA2、PA3、PA4中的一个区域内形成。而且,栅极驱动集成电路210由薄膜晶体管同一个层上形成。当栅极驱动集成电路210在周缘区域内形成时,显示区域DA的中心置于液晶显示面板100的中心上。
驱动液晶显示面板100的第一驱动部200包括安装在第一周缘区域PA1的栅极驱动集成电路210及安装在第三周缘区域PA3的数据驱动集成电路220。
在第一周缘区域PA1中,栅极驱动集成电路210与栅极线GL1、GL2、...GLn第一端部电连接,向栅极线GL1、GL2、...GLn依次输出栅极信号。在第三周缘区域PA3中,数据驱动集成电路220与数据线DL1、DL2、...DLm第三端部电连接,向数据线DL1、DL2、...DLm输出数据信号。可供选择地,栅极驱动集成电路210及数据驱动集成电路220可以形成一个芯片。
在与第四周缘区域PA4邻接的显示区域DA的一侧部SP具有光传感部400。光传感部400对应于来自液晶显示面板100的外部光L2(图1所示)的光量,输出相当于外部光L2光量的光电流Iph(图1所示)。光电流Iph根据外部光改变。即,若外部光L2的光量增加,光电流Iph也增加,若外部光L2的光量减少,光电流也减少。
数据驱动集成电路220与数据线DL1、DL2、...DLm的第三端部电连接。数据线DL1、DL2、...DLm第四端部置于显示区域DA内,因此第四周缘区域PA4内未设置数据线DL1、DL2、...DLm第四端部。因此,尽管显示区域DA的一侧部SP具有光传感部400,光传感部400也不与数据线DL1、DL2、...DLm交叉。因此,当光传感部400不与数据线DL1、DL2、...DLm交叉时,可以防止向显示区域DA提供的栅极信号或数据信号的失真。
在第三周缘区域PA3中设置柔性电路板140。柔性电路板140从液晶显示面板100的外部接收各种信号,并向栅极驱动集成电路210、数据驱动集成电路220及光传感部400提供。
图4是根据本发明一典型实施例的液晶显示装置的电路图,而图5是根据本发明一典型实施例的光传感部的电路图。
参照图4,在显示区域DA的一侧部SP具有光传感部,在与显示区域DA邻接的第一及第三周缘区域PA1、PA3分别安装栅极驱动集成电路210和数据驱动集成电路220。
栅极驱动集成电路210包括具有包括多个级(stages)SRC1、SRC2、...SRCn+1的移位寄存器。多个栅极线GL1、GL2、...GLn分别与多个级SRC1、SRC2、...SRCn连接,多个级SRC1、SRC2、...SRCn向栅极线GL1、GL2、...GLn施加栅极信号。
多个级SRC1、SRC2、...SRCn+1中最后一个级SRCn+1是驱动第n个级SRCn的虚拟级(dummy stage)。
邻接于栅极驱动集成电路210,第一周缘区域PA1具有向第一方向D1(图2中示出)延伸的第一驱动电压布线VONL及第二驱动电压布线VOFFL。而且,还具有与第一驱动电压布线VONL邻接并向第一个级SRC1提供开始信号ST的开始信号布线STL。
参照图4及图5,光传感部400包括多个感应薄膜晶体管TR2及多个第一存储电容器Cs1。
感应(sensing)薄膜晶体管TR2分别由连接于第二驱动电压布线VOFFL的第二栅极GE2、连接于第一驱动电压布线VONL的第二漏极DE2及连接于第一读出布线RL1的第二源极SE2组成。第一存储电容器Cs1分别包括连接在第二驱动电压布线VOFFL的第一电极LE1及连接在第一读出布线RL1的第二电极。
第三周缘区域PA3还具有读出部500。读出部500包括读出薄膜晶体管TR3及第二存储电容器Cs2。读出薄膜晶体管TR3包括与最后一个级SRCn+1输出端子连接的第三栅极GE3、与第一读出布线RL1连接的第三漏极DE3及与第二读出布线RL2连接的第三源极SE3。第二存储电容器Cs2包括与第二驱动电压布线VOFFL连接的第三电极LE2及与第二读出布线RL2连接的第四电极UE2。
在第一周缘区域PA1中设置复位部550。复位部550每隔预定间隔使传感部400复位到最初。复位部550包括第四栅极电极GE4与开始信号布线STL连接,第四漏极DE4与第一读出布线RL1连接,第四源极SE4与第二驱动电压布线VOFFL连接的复位薄膜晶体管TR4。
图6示出了根据本发明一典型实施例的栅极驱动集成电路(IC)及光传感部的输出信号的定时图。
参照图6,在第一帧(Frame1)中,若向第一个级SRC1提供开始信号ST,则第一级SRC1将第一栅极信号提供给第一个栅极线GL1。
接着,第二个级SRC2基于从第一个级SRC1输出的第一栅极信号,向第二个栅极线GL2输出第二栅极信号。如此反复进行这种过程,在第一帧Frame1内从第一个栅极线GL1到最后一个栅极线GLn依次输出栅极信号。
然后,根据向第一个级SRC1施加开始信号ST开始第二帧Frame2。第二帧Frame2也反复进行与第一帧Frame1相同的过程,在第二帧Frame2内,向第一个栅极线GL1到最后一个栅极线GLn依次输出栅极信号。
空白期(blank period)BL置于第一及第二帧Frame1、Frame2之间。空白期BL释放从第一帧Frame1向多条栅极线GL1、GL2、...GLn输出的栅极信号,使多条栅极线GL1、GL2、...GLn回到最初。
多个感应薄膜晶体管TR2基于来自外部的外部光L2向第二源极SE2输光电流Iph。第一存储电容器Cs1根据感应薄膜晶体管TR2输出的光电流Iph进行充电。
若减少外部光L2的光量,从感应薄膜晶体管TR2输出的光电流Iph也随之减少。而且,对应于光电流Iph,第一存储电容器Cs1进行充电的第一电压V1也减少,第一电压V1如同第一帧Frame1中,具有从第二驱动电压VOFF微弱上升的电压。
然后,基于最后一个级SRCn+1输出的输出信号,接通读出薄膜晶体管TR3。因此,读出薄膜晶体管TR3读取第一存储电容器Cs1中存储的第一电压V1,并将与之对应的第二电压V2充电到第二存储电容器Cs2中。
基于开始第二帧Frame2的开始信号ST,充电到第一存储电容器Cs1的第一电压V1在空白期BL内放电,产生第二驱动电压VOFF。
若相对增加外部光L2的光量,从感应薄膜晶体管TR2输出的光电流Iph量也增加。而且,对应于光电流Iph,向第一存储电容器Cs1充电的第一电压V1逐渐上升到第一驱动电压VON。
然后,对应于从最后一个级SRCn+1输出的输出信号,接通读出薄膜晶体管TR3。因此,读出薄膜晶体管TR3读取存储在第一存储电容器Cs1的第一电压V1,将与之对应的第二电压V2充电到第二存储电容器Cs2。
图7示出了根据本发明一典型实施例的第二驱动部方框图,图8示出了根据本发明一典型实施例的第一比较器及第二比较器的电路图。
参照图7及图8,第二驱动部600包括第一比较器610、第二比较器620、存储部630、及开关部640。
第一比较器610接收从读出部500输出的第二电压V2,并且包括比较第二电压V2和第一基准电压VREF1以输出第一状态电压VSE1的第一运算放大器OP-AMP。当第二电压V2比第一基准电压VREF1大时,第一状态电压VSE1具有第一电压电压V+,当第二电压V2比第一基准电压VREF1小时,具有第二电压V-。
第二比较器620接收从读出部500输出的第二电压V2,并且包括比较第二基准电压VREF2和第二电压V2以输出第二状态电压VSE2的第二运算放大器OP-AMP。当第二电压V2比第二基准电压VREF2大时,第二状态电压VSE2具有第一电压V+,当第二电压V2比第二基准电压VREF2小时,具有第二电压V-。
第一基准电压VREF1和第二基准电压VREF2具有液晶显示面板100可以防止从外部光L2产生的噪声信号的电压。而且,第一基准电压VREF1和第二基准电压VREF2的电压随着光传感部400的敏感度而变化。
存储部630输出从前一帧向开关部640输出的第二控制信号CS2,以后,在当前帧储存从开关部640输出的第一控制信号CS1。在这里,第二控制信号CS2是在前一帧接通/关闭光产生部300的信号,其显示当前光产生部300的状态。
开关部640从第一比较器610接收第一状态电压VSE1,从第二比较器620接收第二状态电压VSE2,并从存储部630接收第二控制信号CS2。
表1用数字表示向开关部640输入和输出的信号。
表1
CS2 |
D-low |
D-high |
CS1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
X |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
X |
1 |
1 |
1 |
1 |
参照表1,当第一及第二控制信号CS1、CS2在低状态0时,关闭光产生部300,当第一及第二控制信号CS1、CS2在高状态时,接通光产生部300。
第一状态信号D-low是对第一状态电压VSE1进行数字化的信号。即,当第一状态信号D-low在低状态0时,第一状态电压VSE1具有第一电压V+,当第一状态信号D-low在高状态1时,第一状态电压VSE1具有第二电压V-。
第二状态信号D-high是对第二状态电压VSE2进行数字化的信号。即,当第二状态信号D-high在低状态时,第二状态电压VSE2具有第一电压V+,当第二状态信号D-high在高状态时,第一状态电压VSE2具有第二电压V-。
参照表1,当第二控制信号CS2、第一状态信号D-low及第二状态信号D-high低时,如同第二控制信号CS2,开关部640输出低0的第一控制信号CS1。因此,从读出部500输出的第二电压V2比第一及第二基准电压VREF1、VREF2高,当光产生部300在前一帧中处于关闭状态时,在当前帧内光产生部300也维持关闭状态。
若第二控制信号CS2及第一状态信号D-low在低状态0,且第二状态信号D-high在高状态1,那么开关部640如同第二控制信号CS2,输出低状态0的第一控制信号CS1。因此,第二电压V2比第一基准电压VREF1高,而且比第二基准电压VREF2低,并在前一帧内光产生部300在关闭状态时,在当前帧内光产生部300也维持关闭状态。
若第二信号CS2在低状态0,且第一状态信号D-low及第二状态信号D-high在高状态,那么开关部640输出与第二控制信号CS2和反转的高状态1的第一控制信号CS1。因此,第二电压V2比第一及第二基准电压VREF1、VREF2高,且在前一帧内光产生部300在关闭状态时,在当前帧内光产生部300转换为接通状态。
若第二控制信号CS2在高状态1,并第一状态信号D-low及第二状态信号D-hgih在低状态0,那么开关部640输出与第二控制信号CS2反转的低状态1的第一控制信号CS1。因此,在当前帧内光产生部300转换为关闭状态。
若第二控制信号CS2及第二状态信号D-high在高状态1,并第一状态信号D-low在低状态0,那么如同第二控制信号CS2,开关部640输出高状态1的第一控制信号CS1。因此,在当前帧内光产生部300与前一帧相同维持接通状态。
若第二控制信号CS2、第一状态信号D-low及第二状态控制信号D-high在高状态1,开关部640如同第二控制信号CS2,输出高状态1的第一控制信号CS1。因此,在当前帧内光产生部300与前一帧相同维持接通状态。
若第一状态信号D-low在高状态1,那么不存在第二状态控制信号D-high在低状态0的情况。
图9示出了根据本发明一典型实施例的第二驱动部的输出信号的定时图。水平轴表示光产生部300的电压和接通/关闭的状态。
参照图9,当在前一帧内光产生部300在关闭状态时,第一曲线图GRP1显示在当前帧内光产生部300的操作状态。
参照图9中的第一曲线图GRP1,若在前一帧内光产生部300在关闭OFF状态,那么在当前帧内光产生部300直到第二电压V2比第二基准电压低为止维持关闭OFF状态。然而,若第二电压V2变得比第二基准电压VREF2高,光产生部300转换为接通ON状态。
参照图9,当前一帧内光产生部300在接通状态时,第二曲线图GRP2在当前帧内显示光产生部300的操作状态。
参照图9中的第二曲线图GRP2,若在前一帧内光产生部300在接通ON状态,在当前帧内直到第二电压V2比第一基准电压VREF1高为止,光产生部300维持接通ON状态。然而,若第二电压V2变得比第二基准电压VREF2低,光产生部300转换为关闭OFF状态。
根据本发明,第二驱动部接收对应于外部提供的光的第二电压,并且比较第二电压与确定基准范围的第一基准电压和第二参电压以输出操作光产生部的第一控制信号。
因此,根据外部提供的光的光量接通/关闭光产生部,从而减少显示装置的功率消耗。
在前一帧内第二驱动部还比较第二电压与基准电压以输出基于光产生部的接通/关闭状态的第一控制信号。
而且,尽管可将外部提供的光量关闭到预定基准量,利用由第一基准电压和第二基准电压限定的基准电压范围减少接通/关闭的次数以稳定光产生部的操作,从而提高光产生部的寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。