CN1773599A - 显示装置及其驱动装置 - Google Patents

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李柱亨
金炯杰
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Abstract

根据本发明的实施例提供了一种驱动显示装置的装置。该显示装置包括多个数据电路、多个传感电路、连接至显示电路和传感电路的多条数据线。该驱动装置包括：图像数据驱动器，将图像信号转换成图像数据信号，并将该图像数据信号施加到第一组数据线；传感信号处理器，接收来自第二组数据线的模拟传感器数据信号，并处理该传感数据信号以产生数字传感器数据信号；信号控制器，从外部装置接收图像信号，并控制图像数据驱动器和传感信号处理器，其中，图像数据驱动器、传感信号处理器和信号控制器集成到单个的集成电路芯片上。

Description

显示装置及其驱动装置
                        技术领域
本发明涉及一种显示装置及其驱动装置。
                        背景技术
液晶显示器(LCD)包括一对设置有像素电极和公共电极的面板和位于所述面板之间的介电各向异性的液晶层。像素电极按矩阵排列，并连接到诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件，从而像素电极一行一行地接收图像数据电压。公共电极覆盖两个面板之一的整个表面，并被供给公共电压。像素电极、公共电极的相应部分、液晶层的相应部分形成液晶电容器。这些组件和连接到这些组件的开关元件一起形成像素的基本元件。
LCD通过将电压施加到像素电极和公共电极来产生电场。改变电场强度能够调节穿过液晶层的光的透射率，从而显示图像。
近来，已开发了含有传感器的LCD。传感器感测由于手指或触笔的接触而导致的压力或入射光的变化，并提供与所检测到的压力或光的变化相应的电信号。LCD基于电信号确定是否存在接触和哪里存在接触。LCD将关于接触的信息发送到外部装置。外部装置可将图像信号返回到LCD，该图像信号是基于所述信息产生的。虽然传感器可被设置在诸如将被连到LCD的接触屏面板的外部装置上，但是它会增加LCD的厚度和重量，并会难于显示微小的文字和画面。
包含在LCD中的传感器可通过设置在用于显示图像的像素中的薄膜晶体管(TFT)实现。但是，用于读取传感器的输出信号的读取器被连到LCD，因此增加了面板的尺寸及其制造成本。
                        发明内容
本发明提供了一种用于驱动根据本发明实施例的显示装置的装置。显示装置包括多个显示电路、多个传感电路、多个连接到所述显示电路和所述传感电路的数据线。驱动装置包括：图像数据驱动器，将图像信号转换成图像数据信号，并将图像数据信号施加到第一组数据线；传感信号处理器，从第二组数据线接收模拟传感器数据信号，并处理模拟传感器数据信号以产生数字传感器数据信号；和信号控制器，接收图像信号并控制图像数据驱动器和传感信号处理器，其中图像数据驱动器、传感信号处理器、信号控制器集成在单个集成电路芯片中。
根据本发明的实施例的一种显示装置包括：多个显示电路，显示图像；多个传感电路，感测物理量；多条数据线，连接到显示电路和传感电路；图像数据驱动器，将图像信号转换为图像数据信号，并将图像数据信号施加到第一组数据线；传感信号处理器，从第二组数据线接收模拟传感器数据信号，并处理传感器数据信号以产生数字传感器数据信号；信号控制器，接收图像信号并控制图像数据驱动器和传感信号处理器，其中，图像数据驱动器、传感信号处理器、信号控制器集成在单个集成电路芯片中。
传感信号处理器可包括：多个放大器，放大模拟传感器数据信号；采样保持电路，对放大了的模拟传感器数据信号滤波，并对滤波后的模拟传感器数据信号执行采样保持操作；和模-数转换器，将模拟传感器数据信号转换成数字传感器数据信号。
驱动装置还可包括并行-串行转换器，转换来自采样保持电路的模拟传感器数据信号。
图像数据驱动器可包括多个输出图像数据信号的输出缓冲器。
驱动装置还可包括开关单元，所述开关元件连接到数据线，并有选择地将数据线连接到放大器或输出缓冲器。
第一组数据线可包括图像数据线，所述图像数据线连接在显示电路和图像数据驱动器之间，第二组数据线可包括传感器数据线，所述传感器数据线连接在传感电路和传感信号处理器之间。
放大器可结合到集成电路芯片的输入端，输出缓冲器可结合到集成电路芯片的输出端。集成电路芯片的输入端和至少两个输出端可交替地排列。
驱动装置还可包括图像扫描驱动器，集成在集成电路芯片中，并将图像扫描信号供给显示电路。
驱动装置还可包括传感器扫描驱动器，集成在集成电路芯片中，并将传感器扫描信号供给传感电路。
传感电路可包括感测接触的光传感电路和压力传感电路。
两个相邻的传感器数据线之间的距离可以为大约0.1mm到大约5.0mm。
                        附图说明
通过参照附图详细描述本发明的实施例，本发明将变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明实施例的LCD的方框图；
图2是根据本发明实施例的LCD的包括光传感电路的像素的等效电路图；
图3是根据本发明实施例的LCD的包括压力传感电路的像素的等效电路图；
图4是根据本发明实施例的LCD的包括驱动装置的复合集成电路(IC)的方框图；
图5是包括设置在面板上的复合IC芯片的LCD的示意性平面图；
图6是根据本发明另一实施例的LCD的方框图；
图7是根据本发明另一实施例的LCD的包括光传感电路的像素的等效电路图；
图8是根据本发明另一实施例的LCD的包括压力传感电路的像素的等效电路图；
图9是根据本发明另一实施例的LCD的包括驱动装置的复合集成电路(IC)的方框图；
图10A和图10B是示出了包括复合IC芯片的LCD的各种信号的示例性时序图。
                        具体实施方式
以下，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，为清晰起见夸大了层和区域的厚度。在整个描述中，相同的标号表示相同的元件。可以理解，当层、区域、衬底等元件被称为在另一元件“上”时，可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。
下面将参照图1、图2、图3、图4和图5详细描述根据本发明实施例的液晶显示器，其作为可检测接触的显示装置的示例。
图1是根据本发明实施例的LCD的方框图。图2是根据本发明实施例的LCD的包括光传感电路的像素的等效电路图。图3是根据本发明实施例的LCD的包括压力传感电路的像素的等效电路图。图4是根据本发明实施例的LCD的包括驱动装置的复合集成电路(IC)的方框图。图5是包括设置在面板上的复合IC芯片的LCD的示意性平面图。
参见图1，根据一个实施例的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、结合到图像数据驱动器500的灰色电压产生器550以及控制上述元件的信号控制器600。
参见图1到图3，面板组件300包括多个显示信号线G1-Gn和D1-Dm、多个传感器信号线S1-SN、P1-PM、Psg和Psd、多个像素PX。像素PX连接到显示信号线G1-Gn和D1-Dm以及传感器信号线S1-SN、P1-PM、Psg和Psd，并且像素PX基本按矩阵排列。
显示信号线包括多个传送图像扫描信号的图像扫描线G1-Gn和多个传送图像数据信号的图像数据线D1-Dm。
传感器信号线包括多个传送传感器扫描信号的传感器扫描线S1-SN、多个传送传感器数据信号的传感器数据线P1-PM、多个传送传感器控制电压的控制电压线Psg、多个传送传感器输入电压的传感器输入电压线Psd。
图像扫描线G1-Gn和传感器扫描线S1-SN基本在行方向上延伸，并且彼此基本平行，同时图像数据线D1-Dm和传感器数据线P1-PM基本在列方向上延伸，并且彼此基本平行。优选地，两个相邻的传感器数据线P1-PM之间的距离可以为大约0.1mm到大约5.0mm。
参见图2和图3，每个像素，例如在第i(i＝1，2，...，n)行、第j(j＝1，2，...，m)列中的像素PX1或PX2，包括连接到显示信号线Gi、Dj的显示电路DC和连接到传感器信号线Si、Pj、Psg、Psd的光传感电路SC1，或者连接到传感器信号线Si、Pj、Psg的压力传感电路SC2。在一些实施例中，并不是所有在LC面板组件300中的像素PX都包括传感电路SC1或SC2。换言之，SC1和SC2的密度可改变。传感器扫描线S1-SN的数字N和传感器数据线P1-PM的数字M可改变。
例如，在一些实施例中，LCD的分辨率相当于具有240×320点的QVGA(四分之一视频图形阵列)，每点对应于三个像素PX。当传感电路SC1和SC2的分辨率相当于QVGA时，每三个像素PX分配一个传感电路。当传感电路SC1和SC2的分辨率相当于具有120×160点的QQVGA(四分之一QVGA)时，每十二个像素PX分配一个传感电路。这里，一点是用于代表一种颜色的基本单位，并包括一组三个像素，例如红、绿、蓝像素。
传感电路SC1和SC2可与像素PX分开，并可被设置在像素PX之间，或者被设置在单独准备的区域。
显示电路DC包括连接到图像扫描线Gj、图像数据线Dj的开关元件Qs1和连接到开关元件Qs1的LC电容器Clc、存储电容器Cst。在一些实施例中，可省略存储电容器Cst。
开关元件Qs1具有三个接线端，例如，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、连接到LC电容器Clc和存储电容器Cst的输出端。
LC电容器Clc包括一对接线端和位于所述一对接线端之间的液晶层(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的两个接线端可设置在面板组件300的两个面板(未示出)上。两个接线端之一经常被称为像素电极，两个接线端的另一个经常被称为公共电极。公共电极覆盖两个面板之一的整个区域，并被供给公共电压Vcom。
存储电容器Cst协助LC电容器Clc，并且连接在开关元件Qs1和预定的电压如公共电压Vcom之间。存储电容器Cst可包括像素电极和单独的信号线，该单独的信号线设置在两个面板之一上，并通过绝缘体与像素电极叠置。可选择地，存储电容器Cst包括像素电极和叫做前图像扫描线的邻近的图像扫描线，该图像扫描线通过绝缘体与像素电极叠置。
对于彩色显示器，每个像素唯一地代表几种基色之一(即空间划分)或者每个像素顺次地轮流代表几种基色(即时间划分)，从而基色的空间或时间和形成想得到的颜色。例如，原始颜色的组可包括红、绿、蓝。在一个空间划分型显示器的示例中，每个像素PX在与像素电极190相面对的区域中包括代表原始颜色之一的滤色器。
在图2中示出的光传感电路SC1包括连接到控制电压线Psg和输入电压线Psd的光传感元件Qp1、连接到光传感元件Qp1的传感器电容器Cp1、连接到传感器扫描线Si、光传感元件Qp1和传感器数据线Pj的开关元件Qs2。
光传感元件Qp1具有三个接线端：连接到控制电压线Psg从而被传感器控制电压偏置的控制端、连接到输入电压线Psd从而被传感器输入电压偏置的输入端、连接到开关元件Qs2和电容器Cp1的输出端。光传感元件Qp1包括光电材料，光电材料只要暴露于光就能产生光电流。光传感元件Qp1的一个示例是具有非晶硅沟道或多晶硅沟道的薄膜晶体管，非晶硅沟道或多晶硅沟道产生光电流。施加到光传感元件Qp1的控制端的传感器控制电压足够低或足够高，以保证当没有检测到入射光时光传感元件Qp1处于关断状态。施加到光传感元件Qp1的输入端的传感器输入电压足够高或足够低以保证光电流以单一方向流动。传感器输入电压导致光电流朝开关元件Qs2流动。此外，光电流也流进电容器Cp1以给电容器Cp1充电。
传感器电容器Cp1连接在光传感元件Qp1的控制端和输出端之间。传感器电容器Cp1储存从光传感元件Qp1输出的电荷以保持预定的电压。在另外的实施例中，可省略传感器电容器Cp1。
开关元件Qs2也具有三个接线端：连接到传感器扫描线Sj的控制端、连接到光传感元件Qp1的输出端的输入端、连接到传感器数据线Pj的输出端。开关元件Qs2响应来自传感器扫描线Si的传感器扫描信号将传感器输出信号输出到传感器数据线Pj。来自开关元件Qs2的传感器输出信号是来自光传感元件Qp1的传感电流或者是被储存在传感器电容器Cp1中的电压驱动的电流。
在图3中示出的压力传感电路SC2包括连接到公共电压Vcom、控制电压线Psg的压力传感元件PU1和连接到传感器扫描线Si、压力传感元件PU1、传感器数据线Pj的开关元件Qs3。
压力传感元件PU1包括连接到公共电压Vcom的压力开关SW1和连接在开关SW1和开关元件Qs3之间的驱动晶体管Qp2。
由施加在面板组件300上的接触导致的施加到压力开关SW1的压力导致压力开关SW1将驱动晶体管Qp2连接到公共电压Vcom。例如，压力可以使被供有公共电压Vcom的电极(未示出)与要进行接触的驱动晶体管Qp2的接线端接近。可选择地，开关SW1可使用另外的用于连接驱动晶体管Qp2和公共电压Vcom的物理机构。
驱动晶体管Qp2具有三个接线端：连接到控制电压线Psg从而被传感器控制电压偏置的控制端、连接到开关SW1的输入端、连接到开关元件Qs3的输出端。驱动晶体管Qp2一接收到来自开关SW1的公共电压Vcom就产生并输出电流。
开关元件也具有三个端子：控制端，连接到传感器扫描线Si；输入端，连接到驱动晶体管Qp2的输出端；输出端，连接到传感器数据线Pj。开关元件Qs3响应来自传感器扫描线Sj的传感器扫描信号，将来自驱动晶体管Qp2的电流作为传感器输出信号输出到传感器数据线Pj。
开关元件Qs1、Qs2和Qs3、光传感元件Qp1和驱动晶体管Qp2可包括非晶硅或多晶硅薄膜晶体管(TFT)。
压力传感电路SC2可正确地识别接触的存在，但是由于接触所施加的压力会覆盖较宽的区域，所以压力传感电路SC2不能有效地识别接触的精确位置。相反，光传感电路SC1可通过感测由物体的阴影产生的光亮度变化来识别物体的接触的精确位置。然而，因为可由除了接触之外的各种因素产生亮度变化，所以光传感电路SC1不能正确地识别接触的存在。例如，靠近但不接触面板组件300的物体可使光亮度变化。
在面板组件300上设置一个或多个偏振器(未示出)。
灰度电压发生器550产生与像素的透射率相关的两组灰度电压。在第一组中的灰度电压相对于公共电压Vcom具有正极性，而第二组中的灰度电压相对于公共电压Vcom具有负极性。
图像扫描驱动器400被连接到面板组件300的图像扫描线G1-Gn，并合成栅极导通电压和栅极截止电压，用于产生施加到图像扫描线G1-Gn的图像扫描信号。
图像数据驱动器500被连接到面板组件300的图像数据线D1-Dm，并将从灰度电压中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被连接到面板组件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，以产生施加到传感器扫描线S1-SN的传感器扫描信号。
传感信号处理器800被连接到面板组件300的传感器数据线P1-PM，并从传感器数据线P1-PM接收传感器数据信号。传感信号处理器800将来自传感器数据线P1-PM的模拟传感器数据信号转换为数字信号，从而产生数字传感器数据信号DSN。由传感器数据线P1-PM携载的传感器数据信号可包括电流信号，在这种情况下，在模-数转换前，传感信号处理器800将电流信号转换为电压信号。由一条传感数据线P1-PM每次携载的一个传感器数据信号可包括来自一个开关元件Qs2的一个传感器输出信号，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和传感信号处理器800。
处理单元400、500、600、700和800的每个可包括至少一个集成电路(IC)芯片，该芯片按照载带封装(TCP)式安装在LC面板组件300上或者柔性印刷电路(FPC)膜上。可选地，处理单元400、500、600、700和800的至少一个可与信号线G1-Gn、D1-Dm、S1-SN、P1-PM、Psg和Psd、开关元件Qs1、Qs2和Qs3以及光传感元件Qp1一起集成到面板组件300。可选地，所有的处理单元400、500、600、700和800可集成为单个IC芯片。可选地，处理单元400、500、600、700和800的至少一个或者处理单元400、500、600、700和800的至少一个中的至少一个电路元件可位于单个IC芯片的外部。
如图4中所示，数据驱动器500、传感信号处理器800和信号控制器600集成到复合IC 1000中。如图5中所示，复合IC 1000可被做成单个芯片。
如图4中所示的复合IC 1000包括：灰度电压发生器550；图像数据驱动器500、多个输出缓冲器510；多个放大器810、取样保持电路820；并行-串行转换器830、模-数转换器840、接口610、信号控制器600和电源单元900。这里，放大器810、取样保持电路820、并行-串行转换器830、模-数转换器840等是形成图1中所示的传感图像处理器800的电路。灰度电压发生器550、图像数据驱动器500和信号控制器600具有与上面的描述基本相同的功能，将省略对其的详细描述。
输出缓冲器510连接到数据线D1-Dm，并将来自图像数据驱动器500的图像数据电压输出到数据线D1-Dm。
放大器810连接到传感器数据线P1-PM，并将来自传感器数据线P1-PM的传感器数据信号放大。
输出缓冲器510的数目由数据线D1-Dm的数目决定。放大器810的数目由传感器数据线P1-PM的数目决定。在上述的例子中，当LCD和传感电路的分辨率都相当于QVGA时，输出缓冲器510的数目是放大器810的数目的三倍。在这种情况下，复合IC1000的连接到输出缓冲器510的输出端和复合IC1000的连接到放大器810的输入端交替地布置，其方式是每三个输出端配有一个输入端。当LCD的分辨率相当于QVGA而传感电路C1和C2的分辨率相当于QQVGA时，每六个输出端配有一个输入端。然而，与输出缓冲器510和放大器810有关联的复合IC1000的输出端和输入端可根据传感电路C1和C2的布置而不同。
取样保持电路820将来自放大器810的信号过滤，并将过滤的信号取样保持。
并行-串行转换器830将来自取样保持电路820的并行信号转换为串行信号。并行-串行转换器830可包括移位寄存器。
模-数转换器840将来自并行-串行转换器830的串行传感器数据信号转换为数字传感器数据信号DSN。
接口610接收来自外部装置的输入图像信号R、G、B和输入控制信号CNT，并将接收的图像信号R、G、B和控制信号CNT转换为将被信号控制器600和其它构件处理的格式。
电源单元900向复合IC1000提供电源PW。
将处理单元500、600、800和900集成到复合IC1000会减小面板组件300的尺寸、减少功耗并降低制造成本。
处理单元500、600、800和900的至少一个或者处理单元500、600、800和900的至少一个中的至少一个电路元件可与单个IC芯片分离。在一些实施例中，图像扫描驱动器400和/或传感器扫描驱动器700也可并入到复合IC1000。复合IC1000还可包括用于显示操作和传感操作的锁存器、寄存器或存储器。
参照图5，复合IC1000可以芯片的形式安装在面板组件300上。面板组件300可包括下面板100和上面板200。上面板200的面积比下面板100的小，而暴露出安装有复合IC芯片1000的下面板100的部分表面区域。像素PX和信号线G1-Gn、D1-Dm、S1-SN、P1-PM、Psg和Psd的主要部分都位于下面板100和上面板200彼此叠置的区域中。
以下将详细描述上述LCD的操作。
向信号控制器600提供来自外部图形控制器(未示出)的输入图像信号R、G、B和输入控制信号CNT，用于控制显示。输入控制信号CNT包括垂直同步信号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CNT和输入图像信号R、G、B，信号控制器600处理适用于显示面板300操作的图像信号R、G、B，并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。信号控制器600向图像扫描驱动器400发送扫描控制信号CONT1，向图像数据驱动器500发送处理的图像信号DAT和数据控制信号CONT2，向传感器扫描驱动器700发送传感器扫描控制信号CONT3，向传感信号处理器800发送传感器数据控制信号CONT4。
图像扫描控制信号CONT1包括：图像扫描起始信号STV，用于指示图像扫描的开始；至少一个时钟信号，用于控制栅极导通电压的输出时间。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，用于指示一组像素PX的图像数据传输的开始；负载信号LOAD，用于控制图像数据信号施加到图像数据线D1-Dm；数据时钟信号HCLK。图像数据控制信号CONT2还可包括反转信号RVS，反转信号RVS用于使图像数据信号的极性反转(相对于公共电压Vcom)。
响应于来自信号控制器600的图像数据控制信号CONT2，图像数据驱动器500从信号控制器600接收一组像素PX的数字图像信号DAT的信息包。图像数据驱动器500将数字图像信号DAT转换为模拟图像数据信号，并将模拟图像数据信号施加到图像数据线D1-Dm。
响应于来自信号控制器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，从而使得与图像扫描线G1-Gn连接的开关晶体管Qs1导通。随后，施加到图像数据线D1-Dm的图像数据信号通过被激活的开关晶体管Qs1被施加到像素PX的显示电路DC。
图像数据信号的电压和公共电压Vcom的电压差被表示为LC电容器Clc两端的电压，此电压被称作像素电压。LC电容器Clc中的LC分子的取向基于像素电压的幅值，而分子的取向决定了通过LC层3的光的偏振。偏振器将光偏振转换为用于显示图像的透光率。
通过以水平时间段为单元(也称作1H，等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个时间段)重复这个过程，所有的图像扫描线G1-Gn被顺序地提供栅极导通电压，从而将图像数据信号施加到所有的像素PX，以显示一帧的图像。
当在一帧结束之后开始下一帧时，施加到图像数据驱动器500的反转控制信号RVS的控制方式为，使得图像数据信号的极性反转(称作“帧反转”)。反转控制信号RVS的控制方式还可为，使得在数据线中流动的图像数据信号的极性在一帧期间周期性反转(例如，行反转和点反转)，或者使得在一个信息包中的图像数据信号的极性反转(例如，列反转和点反转)。
同时，响应于传感控制信号CONT3，传感器扫描驱动器700向传感器扫描线S1-SN施加栅极导通电压，以使与扫描线S1-SN连接的开关元件Qs1-Qs3导通。随后，开关元件Qs1-Qs3将传感器输出信号输出到传感器数据线P1-PM，以形成传感器数据信号，所述传感器数据信号被输入到传感信号处理器800。
通过放大器810将传感器数据信号放大为具有适当的电平。接下来，通过取样保持单元将信号过滤并取样保持。通过并行-串行转换器830将取样保持的传感器数据信号转换为串行信号，随后通过模-数转换器840将并行模拟传感器数据信号转换为数字传感器数据信号DSN。外部装置适当地处理数字传感器数据信号DSN，以确定是否存在接触和在哪存在接触。外部装置传送图像信号，所述图像信号基于关于对LCD接触的信息产生。
以下将参照图6、7、8、9、10A和10B来详细描述根据本发明的另一实施例的可探测接触的液晶显示器。
图6是根据本发明的另一实施例的LCD的方框图。图7是根据本发明的另一实施例的包括光传感电路的像素的等效电路图。图8是根据本发明的另一实施例的LCD的压力传感电路的等效电路图。图9是根据本发明的另一实施例的包括LCD的驱动装置的复合集成电路(IC)的方框图。图10A和图10B是示出包含复合IC芯片的LCD的各种信号的示例性时序表。
参照图6，根据另一实施例的LCD包括：液晶(LC)面板组件300；与面板组件300连接的图像扫描驱动器400、传感器扫描驱动器700和开关单元850；与开关单元850连接的图像数据驱动器500；与开关单元850连接的传感信号处理器800；与图像数据驱动器500连接的灰度电压发生器550；信号控制器600，控制上述元件。
参照图6至图8，面板组件300包括：多条信号线G1-Gn、Y1-Ym、S1-SN、Psg和Psd；多个像素PX，连接到信号线G1-Gn、Y1-Ym、S1-SN、Psg和Psd，并基本上排列成矩阵。
信号线包括：多条图像扫描线G1-Gn，传输图像扫描信号；多条数据线Y1-Ym，传输图像数据信号和传感器数据信号；多条传感器扫描线S1-SN，传输传感器扫描信号；多条控制电压线Psg，传输传感器控制电压；多条输入电压线Psd，传输传感器输入电压。
图像扫描线G1-Gn和传感器扫描线S1-SN基本在行方向上延伸且彼此基本平行，而图像数据线Y1-Ym基本在列方向上延伸并基本彼此平行。
参照图7和图8，各像素PX，例如第i行(i＝1、2...、n)、第j列(j＝1、2...、m)中的像素PX3或PX4包括连接到信号线Gi和Yj的显示电路DC和连接到信号线Si、Yj、Psg和Psd的光传感电路SC3或者连接到传感器信号线Si、Yj和Psg的压力传感电路SC4。在一些实施例中，在LC面板组件300中不是所有的像素PX包括传感电路SC3或SC4。换言之，传感电路SC3和SC4的密集度可变化。因此，传感器扫描线S1-SN的数目N可变化。
传感电路SC3和SC4可与像素PX分离，并可位于像素PX之间或在单独准备的区域中设置。
显示电路DC包括：开关元件Qs1，连接到图像扫描线Gi和图像数据线Yj；LC电容器Clc；存储电容器Cst，连接到开关元件Qs1。
开关元件Qs1具有三个端子：控制端，连接到图像扫描线Gj；输入端，连接到图像数据线Yj；输出端，连接到LC电容器Clc和存储电容器Cst。
LC电容器Clc包括两个端子和位于两个端子之间的液晶层(未示出)。LC电容器Clc连接在开关元件Qs1和公共电压Vcom之间。
存储电容器Cst协助LC电容器Clc，并连接在开关元件Qs1和预定电压比如公共电压之间。
图7中所示的光传感电路SC3包括：光传感元件Qp3，连接到控制电压线Psg和输入电压线Psd；传感器电容器Cp2，连接到光传感元件Qp3；开关元件Qs4，连接到传感器扫描线Si、光传感元件Qp3和数据线Yj。
光传感元件QP3具有三个端子：控制端，连接到控制电压线Psg，从而被传感器控制电压偏置；输入端，连接到输入电压线Psd，从而被传感器输入电压偏置；输出端，连接到开关元件Qs4和电容器Cp2。光传感元件Qp3包含暴露在光中产生光电流的光电材料。光传感元件Qp3的例子是产生光电流的具有非晶硅或多晶硅沟道的薄膜晶体管。施加到光传感元件Qp3的控制端的传感器控制电压足够低或足够高，以致当没有探测到入射光时，光传感元件Qp3处于截止状态。施加到所述光传感元件Qp3的传感器输入电压足够地高或足够地低，使得光电流在单个方向上流动。传感器输入电压使光电流在向开关元件Qs4流动。此外，光电流也流进传感器电容器Cp2以使传感器电容器Cp2充电。
传感器电容器Cp2连接在光传感元件Qp3的控制端和输出端。传感器电容器Cp2存储从传感元件Qp3输出的电荷，以保持预定的电压。在其它的实施例中，可省略传感器电容器Cp2。
开关元件Qs4也具有三个端子：控制端，连接至传感器扫描线Si；输入端，连接至光传感元件Qp3的输出端；输出端，连接至数据线Yj。开关元件Qs4响应来自传感器扫描线Si的传感器扫描信号，将传感器输出信号输出到数据线Yj。来自开关元件Qs4的传感器输出信号是来自光传感元件Qp3的传感电流或是由传感器电容器Cp2内存储的电压驱动的电流。
如图8中所示的压力传感电路SC4包括压力传感元件PU2和开关元件Qs5，压力传感元件PU2连接至公共电压Vcom和控制电压线Psg，开关元件Qs5连接至传感器扫描线Si、压力传感元件PU2和数据线Yj。
压力传感元件PU2包括压力开关SW2和驱动晶体管Qp4，压力开关连接至公共电压Vcom，驱动晶体管连接在压力开关SW2和开关元件Qs5之间。
由施加在面板组件300上的接触造成的施加到压力开关SW2上的压力使压力开关SW2将驱动晶体管Qp4连接至公共电压Vcom。例如，压力可使被提供有公共电压Vcom的电极(未示出)靠近要进行接触的驱动晶体管Qp4的端子。作为选择，压力开关SW2可利用其它物理机理以将驱动晶体管Qp4连接至公共电压Vcom。
驱动晶体管Qp4具有三个端子：控制端，连接至将被传感器控制电压偏压的控制电压线Psg；输入端，连接至开关SW2；输出端，连接至开关元件Qs5。驱动晶体管Qp4从开关SW2接收公共电压Vcom，紧接着产生并输出电流。
开关元件Qs5也具有三个端子：控制端，连接至传感器扫描线Sj；输入端，连接至驱动晶体管Qp4的输出端；输出端，连接至数据线Yj。开关元件Qs5响应来自传感器扫描信号线Sj的传感器扫描信号，将来自驱动晶体管Qp4的电流作为传感器输出信号输出到数据线Yj。
一个或多个偏振器(未示出)设置在面板组件300上。
开关单元850与面板组件300的图像数据线Y1-Ym结合，并将图像数据线Y1-Ym连接至图像数据驱动器500或传感信号处理器800。
图像扫描驱动器400连接至面板组件300的图像数据线Y1-Ym，并合成栅极导通电压和栅极截止电压以产生施加到图像数据线Y1-Ym的图像数据信号。
图像数据驱动器500与开关单元850结合，并将选自灰度电压的图像数据信号通过开关元件850施加到图像数据线Y1-Ym。
传感器扫描驱动器700连接至面板组件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施加到传感器扫描线S1-SN的传感器扫描信号。
传感信号处理器800与开关单元850结合，并通过开关单元850接收来自数据线Y1-Ym的传感器数据信号。传感信号处理器800将来自数据线Y1-Ym的模拟传感器数据信号转换为数字信号，以产生数字传感器数据信号DSN。由数据线Y1-Ym传送的传感器数据信号可包括电流信号，在这种情形下，传感信号处理器800在模拟到数字转换之前将电流信号转换为电压信号。每次由一条数据线Y1-Ym传送的一个传感器数据信号可包括一个来自一个开关元件Qs4的传感器输出信号，或者可包括从至少两个开关元件Qs4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、传感信号处理器800和开关单元850。
附于面板组件300上的每个处理单元400、500、600、700、800和850可包括以载带封装(TCP)类型安装在LC面板组件300上或柔性印刷电路(FPC)膜上的至少一个集成电路(IC)芯片。作为选择，至少一个处理单元400、500、600、700、800和850可与信号线G1-Gn、Y1-Ym、S1-SN、Psg和Psd、开关元件Qs1、Qs4和Qs5、光传感元件Qp3一起集成到面板组件300上。作为选择，所有的处理单元400、500、600、700、800和850可集成到单个的IC芯片上。作为选择，处理单元400、500、600、700、800和850中的至少一个或处理单元400、500、600、700、800和850中的至少一个内的至少一个电路元件可设置在单个的IC芯片的外面。
如图9所示，数据驱动器500、传感信号处理器800、开关单元850和信号控制器600集成到复合IC2000上。复合IC2000可做成单个的芯片。
图9所示的复合IC2000包括灰度电压发生器550、图像数据驱动器500、多个输出缓冲器510、多个放大器810、取样保持电路820、并行-串行转换器830、模-数转换器840、开关单元850、接口610、信号控制器600和电源单元900。
开关单元850与数据线Y1-Ym结合，并包括多个开关，所述多个开关将数据线Y1-Ym连接至输出缓冲器510和放大器810中的任何一个。
输出缓冲器510将来自图像数据驱动器500的图像数据电压通过开关单元850输出到数据线Y1-Ym。
放大器810将来自数据线Y1-Ym通过开关单元850的数据信号放大。这些放大的传感器数据信号被传递到并行-串行转换器830上。
开关单元850内开关的数量可以由各行传感电路SC3和SC4的分辨率来确定。在上述例子中，当LCD和传感电路的分辨率相当于QVGA时，输出缓冲器510的数量是放大器810和开关的数量的三倍。因此，数据线Y1-Ym的三分之二不与任何开关结合，并可直接连接至输出缓冲器510。
复合IC2000的其它元件的功能与图4中所示的其它元件的功能相同，因而将省略地其详细的描述。
在该实施例中，减少信号线的数量用于增加像素PA的孔径比，并减少复合IC100的输入/输出端的数量。
下面将详细描述图6至图9中所示的LCD的运行。
信号控制器600基于输入信号CNT产生开关信号SWS，并向开关单元850提供该开关信号SWS。
当开关信号SWS为高电平时，开关单元850激活开关以将数据线Y1-Ym连接至输出缓冲器510。相反，当开关信号SWS为低电平时，开关单元850激活开关以将数据线Y1-Ym连接至放大器810。如上所述，放大器810可比输出缓冲器510少，所以一些数据线Y1-Ym没有连接至开关并保持恒定的连接至各自的输出缓冲器510。
数据电压驱动器500响应图像数据控制信号CONT2接收用于该组像素PX的一包数字图像信号DAT，并将数字图像信号DAT转换为模拟图像数据信号。图像数据驱动器500在开关信号SW为高电平的同时将模拟图像数据信号通过输出缓冲器510和开关单元850施加到图像数据线Y1-Ym。
图像扫描驱动器400响应信号控制器600的图像扫描控制信号CONT1使提供的扫描信号g1-gn为高电平。这样就在开关信号SWS的高电平期期间导通了连接至图像扫描线G1-Gn的开关晶体管Qs1。施加到图像数据线Y1-Ym的图像数据信号然后通过激活的开关晶体管Qs1被提供给像素PX的显示电路DC。
传感器扫描驱动器700在开关信号SWS的低电平期期间响应传感控制信号CONT3使传感器扫描信号gs1-gsN为高电平，以接通连接至传感器扫描线S1-SN的开关元件Qs4和Qs5。然后，开关元件Qs4和Qs5将传感器输出信号输出到数据线Y1-Ym，以形成传感器数据信号。该传感器数据信号被输入到传感信号处理器800。
传感信号处理器800在开关信号SWS的低电平期期间从放大器810读取传感器数据信号，并响应传感器数据控制信号CONT4处理读取的传感器数据信号。
图10A中示出了图像扫描信号g1-gn和传感器扫描信号gs1-gsN的例子。
图10A中所示的开关信号SWS在1H时间段内具有高电平和低电平。当LCD和传感电路的分辨率相当于QVGA时，图像扫描信号g1-gn和传感器扫描信号gs1-gsN交替地变成高电平，以交替地施加用于显示操作的图像数据信号和接收用于传感操作的传感器数据信号。当LCD的分辨率相当于QVGA而传感电路C1和C2的分辨率相当于QQVGA时，无论两个图像扫描信号g1-gn何时变成高电平，传感器扫描信号gs1-gsN总变成高电平。
图10B示出了图像扫描信号g1-gn和传感器扫描信号gs1-gsN的另一个例子。
在图10B中所示的例子中，在所有的图像扫描信号g1-gn都顺序地变成高电平之后，接着传感器扫描信号gs1-gsN顺序地变成高电平。在这种情形下，开关信号SWS的周期为一帧。
在一帧期间，所有的图像扫描线G1-Gn和所有的传感器扫描线S1-SN都被提供以图像扫描信号g1-gn和传感器扫描信号gs1-gsN。然而，在其它的实施例中，可每两帧或每多帧执行图10A或图10B中所示的传感操作。
图10A和图10B中所示的开关信号SWS的高电平期和低电平期的比例可以不同。
开关单元850可集成到与复合IC2000分离的面板组件300上。
复合IC1000和2000可用于其它类型的平板显示器，例如有机发光二极管(OLED)显示器和等离子体显示面板(PDP)。
尽管上方已经详细描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该清楚地明白，对本发明基本构思的许许多多变形和/或修改仍落在由权利要求限定的本发明的精神和范围之内。

Claims (20)

1、一种用于显示装置的驱动装置，所述显示装置包括多个显示电路、多个传感电路和连接至显示电路和传感电路的多条数据线，所述驱动装置包括：
图像数据驱动器，将图像信号转换成图像数据信号，并将所述图像数据信号施加到第一组所述数据线；
传感信号处理器，接收来自第二组所述数据线的模拟传感器数据信号，并处理所述传感器数据信号以产生数字传感器数据信号；
信号控制器，接收所述图像信号，并控制所述图像数据驱动器和所述传感信号处理器，
其中，所述图像数据驱动器、所述传感信号处理器和所述信号控制器集成在单个的集成电路芯片上。
2、如权利要求1所述的装置，其中，所述传感信号处理器包括：
多个放大器，放大所述模拟传感器数据信号；
取样保持电路，过滤所述放大的模拟传感器数据信号并对所述过滤的模拟传感器数据信号执行取样和保持操作；
模-数转换器，将所述模拟传感器数据信号转换成所述数字传感器数据信号。
3、如权利要求2所述的装置，还包括转换来自所述取样保持电路的所述模拟传感器数据信号的并行-串行转换器。
4、如权利要求2所述的装置，其中，所述图像数据驱动器包括输出所述图像数据信号的多个输出缓冲器。
5、如权利要求4所述的装置，还包括开关单元，所述开关单元结合至所述数据线并选择性地将所述数据线连接至所述放大器和所述输出缓冲器中的任何一个。
6、如权利要求4所述的装置，其中，所述第一组数据线包括连接在所述显示电路和所述图像数据驱动器之间的图像数据线，所述第二组数据线包括连接在所述传感电路和所述传感信号处理器之间的传感器数据线。
7、如权利要求6所述的装置，其中，所述放大器结合至所述集成电路芯片的输入端，所述输出缓冲器结合至所述集成电路芯片的输出端。
8、如权利要求7所述的装置，其中，所述集成电路芯片的所述输入端和至少两个所述输出端交替地排列。
9、如权利要求1所述的装置，还包括集成到所述集成电路芯片上并向所述显示电路提供图像扫描信号的图像扫描驱动器。
10、如权利要求1所述的装置，还包括集成到所述集成电路芯片上并向所述传感电路提供传感器扫描信号的传感器扫描驱动器。
11、如权利要求1所述的装置，其中，所述传感电路包括感测接触的光传感电路和压力传感电路。
12、一种显示装置，包括：
多个显示电路，显示图像；
多个传感电路，感测物理量；
多条数据线，连接至所述显示电路和所述传感电路；
图像数据驱动器，将图像信号转换成图像数据信号，并将所述图像数据信号施加到第一组所述数据线；
传感信号处理器，接收来自第二组所述数据线的数据信号，并处理所述传感器数据信号以产生数字传感器数据；
信号控制器，接收所述图像信号并控制所述图像数据驱动器和所述传感信号处理器，
其中，所述图像数据驱动器、所述传感信号处理器和所述信号控制器集成到单个的集成电路芯片上。
13、如权利要求12所述的显示装置，其中，所述传感信号处理器包括：
多个放大器，放大所述模拟传感器数据信号；
取样保持电路，过滤所述放大的模拟传感器数据信号并对所述过滤的模拟传感器数据信号执行取样和保持操作；
模-数转换器，将所述模拟传感器数据信号转换成数字传感器数据信号。
14、如权利要求13所述的显示装置，还包括转换来自所述取样保持电路的所述模拟传感器数据信号的并行-串行转换器。
15、如权利要求13所述的显示装置，其中，所述图像数据驱动器包括输出所述图像数据信号的多个输出缓冲器。
16、如权利要求15所述的显示装置，还包括结合至所述数据线并选择性地将所述数据线连接至所述放大器和所述输出缓冲器中的任何一个的开关单元。
17、如权利要求15所述的显示装置，其中，所述第一组数据线包括连接在所述显示电路和所述图像数据驱动器之间的图像数据线，所述第二组数据线包括连接在所述传感电路和所述传感信号处理器之间的传感器数据线。
18、如权利要求17所述的显示装置，其中，所述放大器结合至所述集成电路芯片的输入端，所述输出缓冲器结合至所述集成电路芯片的输出端。
19、如权利要求18所述的显示装置，其中，所述集成电路芯片的所述输入端和至少两个所述输出端交替地排列。
20、如权利要求18所述的显示装置，其中，两个相邻的传感器数据线之间的距离从大约0.1mm至大约5.0mm。
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