CN101587701B - 显示装置及其驱动设备 - Google Patents

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Abstract

显示设备可包括接触检测电路，该接触检测电路包括光感测电路和物理参数感测电路(即，压力感测电路)。该显示设备还可包括处理电路，用于执行节能模式和正常模式，并且被设置为产生接触信息。显示驱动器可包括光感测电路和压力感测电路。该显示驱动器的实施例可包括放大单元，放大光感测信号及压力感测信号；并联-串联转换单元，将放大的光感测信号及放大的压力感测信号转换为串联感测信号；以及模拟-数字转换器，将串联感测信号转换为数字感测信号，其中，放大单元、并联-串联转换单元、以及模拟转换单元根据压力感测信号，以正常模式和节能模式中的一种运行。

Description

显示装置及其驱动设备
本申请是分案申请，其原案申请的申请号为200510135109.7，申请日为2005年12月23日，发明名称为“显示装置及其驱动设备”。
相关申请的交叉参考
本申请要求于2004年12月23日提交的韩国专利申请第10-2004-0111073号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及显示装置及其驱动设备。
背景技术
液晶显示器(LCD)包括设置有像素电极及共电极的两个显示板以及夹置于面板之间并具有介电各向异性的液晶层。像素电极以阵列形式排列并且连接到诸如薄膜晶体管(TFT)的开关元件，以使它们逐行接收图像数据电压。共电极覆盖两个面板中的一个的表面并且被提供有共电压。通过像素电极和共电极的对应部分、以及液晶层的对应部分形成液晶电容器。液晶电容器与连接于此的开关元件是装置的基本单元。
通过在像素电极和共电极之间施加电压差，液晶显示器产生电场。在液晶层材料的区域中电场的强度改变通过液晶层区域的光透射率。通过在每个像素区域之间施加适当的电压差来显示图像。
最近，开发了集成有传感器的液晶显示器设计。传感器感测由手指或触针的接触而造成的压力或入射光的改变。传感器将对应感测接触的电信号提供到液晶显示器。液晶显示器根据电信号确定是否存在接触以及接触位置。液晶显示器将表示感测到的接触的信息发送到外部装置，外部装置可基于接收到的信息产生图像信息并将其传送回液晶显示器。尽管，传感器可设置在附着于液晶显示器的外部装置(诸如，接触屏幕面板)上，但是这样可能增加液晶显示器的厚度及重量，并且很难显示出微小的字符或图。
集成在液晶显示器中的传感器可使用位于像素中的薄膜晶体管(TFT)实现，该像素用于显示图像。
另外，对于一些类型的装置，可用的传感器结构可能不是最理想的。包括传感器阵列的液晶显示器需要感测信号处理器，当液晶显示器通电时，该感测信号处理器连续地从传感器中读取信号，从而连续地消耗电能。由此，通过采用传感器和感测信号处理器，液晶显示器的功耗可能增加。这对于需要低功耗的集成有液晶显示器的便携式装置(诸如，移动电话以及个人数字助理(PDA)装置)可能存在问题。
发明内容
这里所提供的系统和技术可用于显示装置中的可靠且准确的接触感测。可提供节能模式，从而可在降低的功耗下进行接触感测。
通常，在一个方面，显示设备可包括接触检测电路。接触检测电路可包括：光感测电路，被设置为产生表示感测到的光的信号；以及物理参数感测电路，被设置为产生表示感测到的物理参数(例如，压力)的信号。
显示器还可包括：处理电路，被设置为产生表示接触的检测信息和位置信息的至少一个的接触信息，其中，处理电路执行节能模式和正常模式。该处理电路可被设置为在节能模式中根据表示感测的物理参数的信号并且不根据表示感测的光的信号产生接触信息。处理电路可被设置为在正常模式中根据表示感测的物理参数的信号并且根据表示感测的光的信号产生接触信息。
通常，在另一方面，被设置为驱动显示装置的设备可包括光感测电路及压力感测电路。该设备可包括放大单元，被设置为放大来自光感测电路的光感测信号及来自压力感测电路的压力感测信号；并联-串联转换单元，被设置为将放大的光感测信号及放大的压力感测信号转换为串联感测信号；以及模拟-数字转换器，被设置为将串联感测信号转换为数字感测信号，其中，放大单元、并联-串联转换单元、以及模拟-数字转换器被设置为根据压力感测信号，以正常模式或节能模式的一种运行。
放大单元可包括：第一放大器，被设置为放大光感测信号，其在节能模式中不接收来自电源的电能；以及第二放大器，放大压力感测信号。
该设备还可包括：第一采样与保持器，连接在第一放大单元和并联-串联转换单元之间，并且采样并保持放大的光感测信号，其中，第一采样与保持器在节能模式中不接收来自电源的电能；以及第二采样与保持器，连接在第二放大单元和并联-串联转换单元之间，并且采样并保持放大的压力感测信号。
并联-串联转换单元可包括：在正常模式中运行的第一并联-串联转换器；以及在节能模式中运行的第二并联-串联转换器。
第一并联-串联转换器可与第一时钟信号同步地将放大的光感测信号及放大的压力感测信号转换为第一串联感测信号，并且第二并联-串联转换器可与第二时钟信号同步地将放大的压力感测信号转换为第二串联感测信号，第二时钟信号具有低于第一时钟信号的频率。
该设备还可包括开关，选择第一并联-串联转换器和第二并联-串联转换器中的一个。
第一并联-串联转换器在节能模式期间可不接收来自电源的电能，并且第二并联-串联转换器在正常模式期间可不接收来自电源的电能。
模拟-数字转换器可在正常模式期间与第一时钟信号同步运行，并且可在节能模式期间与第二时钟信号同步运行，第二时钟信号具有低于第一时钟信号的频率。
当由压力感测信号确定检测到接触时，设备被可在正常模式中运行，并且当由压力感测信号确定在预定时间不存在接触时，设备可在节能模式中运行。
通常，在另一方面，用于驱动包括光感测电路和压力感测电路的显示装置的设备可包括：第一放大器，放大来自光感测电路的光感测信号；第二放大器，放大来自压力感测电路的压力感测信号；并联-串联转换器，将放大的光感测信号及放大的压力感测信号转换为串联感测信号；以及模拟-数字转换器，将串联感测信号转换为数字感测信号，其中，根据压力感测信号选择性地阻止向第一放大器供电。
该设备可包括：第一采样与保持器，连接在第一放大器和并联-串联转换器之间，并且采样并保持放大的光感测信号，根据压力感测信号选择性地阻止向第一采样与保持器供电；以及第二采样与保持器，连接在第二放大器和并联-串联转换器之间，并且采样并保持放大的压力感测信号。
并联-串联转换器及模拟-数字转换器可与第一时钟信号和具有低于第一时钟信号的频率的第二时钟信号中选取的一个信号同步运行，并且第一时钟信号和第二时钟信号中的一个信号的选择基于压力感测信号。
根据本发明另一实施例的用于驱动包括光感测电路和压力感测电路的显示装置的设备可包括：放大器，放大来自光感测电路的光感测信号及来自压力感测电路的压力感测信号；并联-串联转换单元，将放大的光感测信号及放大的压力感测信号转换为串联感测信号；以及模拟-数字转换器，将串联感测信号转换为数字感测信号，其中，并联-串联转换单元及模拟-数字转换器与第一时钟信号和具有低于第一时钟信号的频率的第二时钟信号中选取的一个信号同步运行，并且第一时钟信号和第二时钟信号中的一个信号的选择基于压力感测信号。
该并联-串联转换单元可包括第一并联-串联转换器，与第一时钟信号同步运行；以及第二并联-串联转换器，与第二时钟信号同步运行。
第一并联-串联转换器可将放大的光感测信号及放大的压力感测信号转换为第一串联感测信号，并且第二并联-串联转换器可将放大的压力感测信号转换为第二串联感测信号。
该设备还可包括开关，基于压力感测信号，选择第一并联-串联转换器和第二并联-串联转换器中的一个。
通常，在另一方面，显示装置包括：多个显示电路；多个光感测电路；多个压力感测电路；多条传感器数据线，连接到光感测电路及压力感测电路；图像数据驱动器，将图像信号转换为数据电压，并将数据电压施加到显示电路；感测信号处理器，处理由光感测电路提供的光传感器数据信号及由压力感测电路提供的压力传感器数据信号，并基于压力传感器数据信号以正常模式和节能模式中的一种运行；以及信号控制器，从外部装置接收图像信号，并且控制图像数据驱动器及感测信号处理器。
感测信号处理器可包括：第一放大器，放大光感测信号；第二放大器，放大压力感测信号；第一并联-串联转换器，将放大的光感测信号及放大的压力感测信号转换为第一串联感测信号；第二并联-串联转换器，将放大的压力感测信号转换为第二串联感测信号；以及模拟-数字转换器，将串联感测信号转换为数字感测信号。
在节能模式期间，可阻止向第一放大器供电。
第一并联-串联转换器可在正常模式期间运行，并且第二并联-串联转换器可在节能模式期间运行。
第一并联-串联转换器可与第一时钟信号同步运行，并且第二并联-串联转换器可与第二时钟信号同步运行，该第二时钟信号具有低于该第一时钟信号的频率。
在节能模式期间可阻止向第一并联-串联转换器供电，并且在正常模式期间可阻止向第二并联-串联转换器供电。
模拟-数字转换器可在正常模式期间与第一时钟信号同步运行，并且可在节能模式期间与第二时钟信号同步运行，该第二时钟信号具有低于该第一时钟信号的频率。
图像数据驱动器、感测信号处理器、以及信号控制器集成在单个集成电路芯片中。
通常，在另一方面，驱动包括光感测电路及压力感测电路的显示装置的方法包括：处理从压力感测电路输出的第一压力感测信号；基于第一压力感测信号确定是否存在接触；如果由第一压力感测信号确定存在接触，处理从光感测电路输出的光感测信号及从压力感测电路输出的第二压力感测信号；基于第二压力感测信号确定是否存在接触；以及当由第二压力感测信号确定在预定时间不存在接触时，处理从压力感测电路输出的第一压力感测信号。
当由第一压力感测信号确定不存在接触时，可维持第一压力感测信号的处理，并且当由第二压力感测信号确定存在接触并且经过的时间小于预定的时间时，可维持光感测信号和第二压力感测信号的处理。
该显示装置还可包括放大器，放大光感测信号，并且第一压力感测信号的读取还可包括：阻止向放大器提供电能。
该显示装置还可包括：并联-串联转换器，将光感测信号及第一和第二压力感测信号转换为串联信号；以及模拟-数字转换器，将串联信号转换为数字感测信号，第一压力感测信号的读取包括：驱动并联-串联转换器及模拟-数字转换器以与第一时钟信号同步运行；以及光感测信号和第二压力感测信号的读取可包括：驱动并联-串联转换器及模拟-数字转换器以与第二时钟信号同步运行，第二时钟信号具有高于第一时钟信号的频率。
显示装置还可包括：第一并联-串联转换器，将光感测信号和第二压力感测信号转换为串联信号以及第二并联-串联转换器将第一压力感测信号转换为串联信号，第一压力感测信号的读取可包括：阻止将电能施加到第一并联-串联转换器；以及光感测信号和第二压力感测信号的读取包括：阻止将电能施加到第二并联-串联转换器。
附图说明
通过参照附图详细地说明实施例，本发明将变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明一实施例的液晶显示器的方框图；
图2是包括根据本发明一实施例的液晶显示器的光感测电路的像素的等效电路图；
图3是包括根据本发明一实施例的液晶显示器的压力感测电路的像素的等效电路图；
图4是包括根据本发明一实施例的感测信号处理器的集成电路(IC)的方框图；
图5是根据本发明一实施例的感测信号处理器的示意图；
图6是包括感测信号处理器的复杂IC芯片的方框图；以及
图7是示出根据本发明一实施例的液晶显示器的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下文中将参照附图更加全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。
在附图中，为了清楚起见，扩大了各层的厚度及区域。相同的标号始终表示相同的元件。应当理解，当提到诸如层、薄膜、区域、基片或面板的元件“位于”另一个元件上，是指其直接位于另一个元件上，或者也可能存在介于其间的元件。相反，当某个元件被提到“直接位于”另一个元件上时，意味着不存在介于其间的元件。
图1、2、3、4、以及5示出包括液晶显示器100的接触可检测显示装置的实施例。
图1是根据本发明一实施例的液晶显示器100的方框图，图2是包括根据本发明一实施例的液晶显示器100的光感测电路的像素的等效电路图，以及图3是包括根据本发明一实施例的液晶显示器100的压力感测电路的像素的等效电路图，图4是包括根据本发明一实施例的感测信号处理器的IC的方框图，图5是根据本发明一实施例的感测信号处理器的示意图，以及图6是包括根据本发明一实施例的感测信号处理器的复杂IC芯片的方框图。
如图1所示，根据实施例的液晶显示器100包括液晶(LC)面板组件300、连接到该液晶面板组件300的图像扫描驱动器400、图像数据驱动器500、传感器扫描驱动器700、感测信号处理器800、连接到图像数据驱动器500的灰度电压发生器550、以及控制上述元件的信号控制器600。
参照图1-图3，液晶面板组件300包括多条显示信号线G1-Gn、D1-Dm、多条传感器信号线S1-SN、P1-PM、Psg、Psd、以及多个像素PX。像素PX连接到显示信号线G1-Gn、D1-Dm及传感器信号线S1-SN、P1-PM、Psg、Psd并且以阵列形式排列。
显示信号线包括传输图像扫描信号的多条图像扫描线G1-Gn和传输图像数据的多条图像数据线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、以及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基本上沿行方向延伸，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基本上沿列方向延伸，且基本上彼此平行。
参照图2和图3，每个像素PX，例如，在第i行(i＝1，2，3，...，n)和第j列(j＝1，2，3，...，m)中的像素PX1或像素PX2包括连接到显示信号线Gi、Dj的显示电路DC。像素的至少一些还包括光感测电路和压力感测电路中的至少一个。例如，PX1包括连接到传感器信号线Si、Pj、Psg、Psd的光感测电路SC1，而PX2包括连接到传感器信号线Si、Pj、Psg的压力感测电路SC2。然而，不是所有的像素PX可包括感测电路SC1、SC2。换句话说，可改变感测电路SC1、SC2的密度，由此可改变传感器扫描线S1-SN的数量N以及传感器数据线P1-PM的数量M。
例如，假设液晶显示器的分辨率等于QVGA(四象限视频图形阵列)分辨率(240×320点)。当感测电路SC1、SC2等于QVGA时，将一个感测图像分配给每三个像素PX。当感测电路SC1、SC2等于QQVGA(四分之一的QVGA)(120×160点)时，将一个感测图像分配给每十二个像素PX。在这里，一个点是用于表示颜色的基本单元，并且包括一组用于颜色成分的三个像素，例如，红色像素、绿色像素、以及蓝色像素。
感测电路SC1和/或SC2可与像素PX隔开并且可设置在像素PX之间或设置在单独准备的区域中。光感测电路SC1和压力感测电路SC2可连接到相同的传感器数据线Pj，但是，优选地，光感测电路SC1和压力感测电路SC2可连接到不同的传感器数据线。
显示电路DC包括连接到图像扫描线Gi和图像数据线Dj的开关元件Qs1、与开关元件Qs1连接的液晶电容器Clc及存储电容器Cst。可以省略存储电容器Cst。
开关元件Qs1具有三个端子，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、以及连接到液晶电容器Clc和存储电容器Cst的输出端。
液晶电容器Clc包括一对端子和夹置于其间的液晶层(未示出)并且连接在开关元件Qs1和共电压Vcom之间。液晶电容器Clc的两个端子位于面板组件300的两个面板(未示出)上。两个端子中的一个经常被称为像素电极，并且两个端子中的另一个经常被称为共电极。共电极经常覆盖两个面板中的一个的整个区域并且将共电压Vcom提供给该共电极。然而，像素电极和共电极可设置在相同的面板上，由此，像素电极和共电极中的至少一个具有棒状或条形。
在采用存储电容器的实施例中，存储电容器Cst辅助液晶电容器Clc连接在开关元件Qs1和诸如共电压Vcom的预定电压之间。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中的一个上并且通过绝缘体与像素电极重叠。可选地，存储电容器Cst包括像素电极和称作先前图像扫描线的相邻图像扫描线，该图像扫描线通过绝缘体与像素电极重叠。
对于彩色显示器，每个像素PX唯一地表示原色中的一种(即，空间分割)或者每个像素PX顺序地依次表示原色(瞬时分割)，以使原色的空间或瞬时总和作为期望的颜色。一组原色的实例包括红色、绿色、以及蓝色。在空间分割技术的实例中，每个像素PX包括滤色器，该滤色器表示面对像素电极的区域中的原色中的一种。
图2所示的光感测电路SC1包括连接到控制电压线Psg和输入电压线Psd的光感测元件Qp1、连接到光感测元件Qp1的传感器电容器Cp1、以及连接到传感器扫描线Si、光感测元件Qp1、和传感器数据线Pj的开关元件Qs2。
光感测元件Qp1具有三个端子，即，通过传感器控制电压偏压的连接到控制电压线Psg的控制端、通过传感器输入电压偏压的连接到输入电压线Psd的输入端，以及连接到开关元件Qs2的输出端。光感测元件Qp1包括根据接收的光产生光电流的光电材料。光感测元件Qp1的实例是薄膜晶体管，该薄膜晶体管具有可产生光电流的非晶硅或多晶硅沟道。施加到光感测元件Qp1的控制端的传感器控制电压足够低或足够高以在没有入射光的情况下使光感测元件Qp1处于关闭状态。施加到光感测元件Qp1的输入端的传感器控制电压足够低或足够高以保持光电流沿一方向流动。例如，传感器输入电压足够高或足够低，以使光电流流向开关元件Qs2并且流入传感器电容器Cp1以将传感器电容器Cp1充电。
传感器电容器Cp1连接在光感测元件Qp1的控制端和输出端之间。传感器电容器Cp1存储从光感测元件Qp1输出的电荷以基本上维持预定电压。可以省略传感器电容器Cp1。
开关元件Qs2也具有三个端子，即，连接到传感器扫描线Si的控制端、连接到光感测元件Qp1的输出端的输入端、以及连接到传感器数据线Pj的输出端。开关元件Qs2响应于来自传感器扫描线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。传感器输出信号是来自光感测元件Qp1的感测电流。然而，传感器输出信号可为储存在传感器电容器Cp1中的电压。
图3中所示的压力感测电路SC2包括连接到共电压Vcom和控制电压线Psg的压力感测元件PU1、以及连接到传感器扫描线Si、压力感测元件PU1、以及传感器数据线Pj的开关元件Qs3。
压力感测元件PU1包括连接到共电压Vcom的压力开关SW1以及连接在开关SW1和开关元件Qs3之间的驱动晶体管Qp2。
在由施加在面板组件300上的接触引起的压力下，压力开关SW1将驱动晶体管Qp2连接到共电压Vcom。例如，压力可使提供有共电压Vcom的电极(未示出)接近将与其接触的驱动晶体管Qp2的端子。然而，开关SW1可使用另一物理量以将驱动晶体管Qp2连接到共电压Vcom，由此，压力感测元件PU1和压力开关SW1可被称为表示物理量的使用名。
驱动晶体管Qp2具有三个端子，即，通过传感器控制电压偏压的连接到控制电压线Psg的控制端、连接到开关SW1的输入端，以及连接到开关元件Qs3的输出端。驱动晶体管Qp2根据从开关SW1中接收的共电压Vcom产生并输出电流。
开关元件Qs3也具有三个端子，即，连接到传感器扫描线Si的控制端、连接到驱动晶体管Qp2的输出端的输入端、以及连接到传感器数据线Pj的输出端。开关元件Qs3响应于来自传感器扫描线Si的传感器扫描信号将来自驱动晶体管Qp2的电流输出到传感器数据线Pj作为传感器输出信号。
开关元件Qs1、Qs2、Qs3及光感测元件Qp1、以及驱动晶体管Qp2可包括非晶硅或多晶硅薄膜晶体管(TFT)。
光感测电路SC2可正确地识别接触的存在，但是由于接触之后的压力可覆盖宽阔的区域，所以其不能识别接触的精确位置。相反地，通过感测由物体阴影所引起的光亮度的变化，光感测电路SC1可识别物体接触的精确位置，而由于亮度变化可通过除接触以外的其它原因产生，所以该光感测电路不能正确地识别接触的存在。例如，亮度可由于位于面板组件300附近的没有接触面板组件300的物体存在而发生改变。
为了减少处理传感器输出信号的时间，可使得感测电路的分辨率与实际的一样低。特别地，压力感测电路的分辨率优选地低于光感测电路的分辨率，这是由于在压力感测电路低分辨率下可适当地确定接触存在。即，系统可被设置为感测电路的分辨率足够高以根据在接触位置对接触的检测可靠地且准确地确定用户的输入。该分辨率不需要与液晶显示器分辨率一样高，该液晶显示器分辨率被选择用于提供期望的图像质量。
在面板组件300设置一个或多个偏光器(未示出)。
灰度电压发生器550产生与像素透射率有关的两组灰度电压。在第一组中的灰度电压相对于共电压Vcom具有正极性，而在第二组中的灰度电压相对于共电压Vcom具有负极性。
图像扫描驱动器400连接到面板组件300的图像扫描线G1-Gn，并且将栅极开启电压和栅极关闭电压合成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，并且将从灰度电压中选取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，并且将栅极开启电压和栅极关闭电压合成产生用于施加到传感器扫描线S1-SN的传感器扫描信号。
感测信号处理器800连接到面板组件300的传感器数据线P1-PM，接收并且模拟-数字转换来自传感器数据线P1-PM的传感器数据信号以产生数字传感器数据信号DSN。通过传感器数据线P1-PM传送的传感器数据信号可为电流信号，由此，感测信号处理器800在模拟-数字转换之前将电路信号转换成电压信号。每一次通过传感器数据线P1-PM传送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以及感测信号处理器800等。
每个处理单元400、500、600、700和800可包括至少一个以带载封装(tape carrier package，TCP)形式安装在液晶面板组件300或柔性印刷电路(FPC)薄膜上的集成电路芯片，其可附着到面板组件300。可选地，处理单元400、500、600、700和800的至少一个(和/或它们的一部分)可与信号线G1-Gn、D1-Dm、S1-SN、P1-PM、Psg、Psd、开关元件Qs1、Qs2、Qs3、以及光感测元件Qp1一起集成在面板组件300中。可选地，所有的处理单元400、500、600、700和800可集成在单个集成电路芯片中，但是处理单元400、500、600、700和800中的至少一个或至少一个处理单元400、500、600、700和800中的至少一个电路元件可位于单个集成电路芯片的外部。
液晶显示器还可包括接触确定单元(未示出)，用于从感测信号处理器800接收关于总线801的数字传感器数据信号DSN并且是否存在接触以及接触存在的地点。接触确定单元可以包括在信号控制器600中，或以不同形式实现(例如，使用独立的集成电路芯片)。
如图4所示，感测信号处理器800可使用单个集成电路芯片实现，该集成电路芯片包括多个放大器810、采样与保持单元820、并联-串联转换器830及模拟-数字转换器840和电源单元(powerunit)850。在图4所示的实施例中，多个放大器810、采样与保持单元820、并联-串联转换器830及模拟-数字转换器840以串联形式连接。
如图5所示，放大器810包括预定数量x个的第一放大器811和另一预定数量y个的第二放大器812。第一放大器811连接到与光感测电路SC1连接的第一传感器数据线P1-PM并且接收、放大、以及过滤来自第一传感器数据线P1-PM的光传感器数据信号Vp。第二放大器812连接到与压力感测电路SC2连接的第二传感器数据线P1-PM并且接收、放大、以及过滤来自第二传感器数据线P1-PM的压力传感器数据信号Vt。数量x对应于光感测电路SC1的水平分辨率，并且数量y(＝M-x)对应于压力感测电路SC2的水平分辨率。
采样与保持器(sample and holder)820包括第一及第二采样与保持器821、822。第一/第二采样与保持器821/822连接到第一/第二放大器811/812，并且采样及保持放大的光/压力传感器数据信号Vp/Vt。
并联-串联转换器830包括第一开关晶体管TR1、第二开关晶体管TR2、第一开关SW1、第二开关SW2、第一移位寄存器831、以及第二移位寄存器832。并联-串联转换器830将来自采样与保持器820的处理过的传感器数据信号Vp、Vt转换为串联信号。
每个开关元件TR1具有三个端子，即，连接到第一或第二采样与保持器821、822的输入端、连接到信号线L1的输出端、以及连接到第一移位寄存器831的控制端。第一开关晶体管TR1与来自第一移位寄存器831的时钟脉冲同步将处理过的传感器数据信号Vp、Vt输出到模拟-数字转换器840。
每个开关晶体管TR2具有三个端子，即，连接到第二采样与保持器822的输入端、连接到信号线L2的输出端、以及连接到移位寄存器832的控制端。第二开关晶体管TR2与来自第二移位寄存器832的时钟脉冲同步将处理过的压力传感器数据信号Vt输出到模拟-数字转换器840。
第一移位寄存器831响应于选择信号SD运行，并且与第一时钟信号CLK1同步将时钟脉冲输出到第一开关晶体管TR1。通过依次开启的第一开关晶体管TR1将处理过的传感器数据信号Vp、Vt串联输入到模拟-数字转换器840中。
第二移位寄存器832响应于具有由选择信号SD反转的电压波形的反转信号SDB运行，并且与第二时钟信号CLK2同步将时钟脉冲输出到第二开关晶体管TR2。通过依次开启的第二开关晶体管TR2将处理过的压力传感器数据信号Vt串联输入到模拟-数字转换器840中。
第二时钟信号CLK2的频率f2低于第一时钟信号CLK1的频率f1，例如，当x＝2×y时，f1＝3×f2。
第一开关SW1连接在第二采样与保持器822和第一开关晶体管TR1之间，并且响应于选择信号SD将压力传感器数据信号Vt传输到第一开关晶体管TR1。
在另一方面，第二开关SW2连接在第二采样与保持器822和第二开关晶体管TR2之间，并且响应于反转信号SDB将压力传感器数据信号Vt传输到第二开关晶体管TR2。
在一些实施例中，第二移位寄存器822和第二开关SW2具有逆变器(inverter)(未示出)，使得该逆变器响应于选择信号SD而不是反转信号SDB运行。
第一开关SW1和第二开关SW2可形成单个开关，该开关响应于选择信号SD将压力传感器数据信号Vt传输到第一开关晶体管TR1和第二开关晶体管TR2中的一个。
模拟-数字转换器840响应于选择信号SD从第一信号线L1及第二信号线L2中接收信号。模拟-数字转换器840还响应于选择信号SD选择第一时钟信号CLK1及第二时钟信号CLK2中一个，并且与所选择的时钟信号CLK1或CLK2同步运行。模拟-数字转换器840与第一时钟信号CLK1同步将通过第一信号线L1输入的传感器数据信号Vp、Vt转换为数字传感器数据信号DSN，或与第二时钟信号CLK2同步将通过第二信号线L2输入的压力传感器数据信号Vt转换为数字传感器数据信号DSN。模拟-数字转换器840包括多路转换器(multiplexer)(未示出)，用于选择第一及第二时钟信号CLK1、CLK2中的一个以及用于选择第一及第二信号线L1、L2中的一个。
从外部源将电能PW通过线802提供给电源单元850，并将电能提供给驱动块810-840、第一放大器811，并且响应于选择信号SD阻止将电能提供给第一采样与保持器821及第一移位寄存器831，或阻止将电能提供给第二移位寄存器832。
其间，如图6所示，感测信号处理器800、图像数据驱动器500及信号控制器600集成在复杂IC 1000中。如图5所示，复杂IC 1000可使用单个芯片实现。
图6所示的复杂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、接口610、信号控制器600、感测信号处理器800、以及电源单元900。感测信号处理器800包括放大器810、采样与保持器820、并联-串联转换器830、以及模拟-数字转换器840。也可将上述接触确定单元集成在复杂IC 1000中。
灰度电压发生器550、图像数据驱动器500、以及信号控制器600基本上具有上述相同的功能，并且将省略对其的详细说明。
输出缓冲器510连接到数据线D1-Dm，并且被设置为将来自图像数据驱动器500的数据电压输出到数据线D1-Dm。
通过数据线D1-Dm的数量确定输出缓冲器510的数量，而通过传感器数据线P1-PM的数量确定放大器810的数量。在上述实例中，当液晶显示器和感测电路的两个分别率等于QVGA时，输出缓冲器510的数量为放大器810数量的三倍。对于该实例，以对每三个输出端设置一个输入端的方式交替排列连接到输出缓冲器510的复杂IC 1000的输出端和连接到放大器810的复杂IC 1000的输入端。当液晶显示器的分辨率等于QVGA并且感测电路C1和C2的分辨率等于QQVGA时，对每六个输出端设置一个输入端。但是，与输出缓冲器510及放大器810有关的复杂IC 1000的输出端和输入端的排列可以根据感测电路C1和C2而变化。
接口610通过总线606接收来自外部设备的输入图像信号R、G、B并且通过总线605接收来自外部设备的输入控制信号CNT，并且将所接收的信号R、G、B和CNT信号转换为可通过信号控制器600等进行处理。
电源单元900通过电源线802接收来自外部源的电能PW，并且将电能PW提供到复杂IC 1000中的驱动块。参照图5和图6，电源单元阻止将电能提供给第一放大器811、第一采样与保持器821及第一移位寄存器831，或阻止将电能提供给第二移位寄存器832。
将单元500、600、800、900集成在复杂IC 1000内可以减少面板组件300的大小、功率消耗、以及制造成本。
至少一个处理单元500、600、800、900或至少一个处理单元500、600、800、900中的至少一个电路元件可位于单个集成电路芯片的外部。可选地，也可将图像扫描驱动器400或传感器扫描驱动器700集成在复杂IC 1000中。复杂IC 1000还可包括锁存器、寄存器、存储器和/或其它元件，用于显示操作或感测操作。
下面，将参照图1-6详细说明上述液晶显示器的操作。
通过总线605将来自外部图形控制器(未示出)的输入图像信号R、G、B并且通过总线606将来自外部图形控制器(未示出)的用于控制其显示的输入控制信号CNT提供给信号控制器600。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、以及数据使能信号DE。
基于输入图像信号R、G、B和输入控制信号CNT，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、以及传感器数据控制信号CONT4，并且处理图像信号R、G、B以将其用于显示面板300的操作。信号控制器600通过总线615将图像扫描控制信号CONT1发送到图像扫描驱动器400，并且通过总线614、613分别将数据控制信号CONT2和处理过的图像信号DAT发送到图像数据驱动器500，通过总线612将传感器扫描控制信号CONT3发送到传感器扫描驱动器700，并且通过总线616将传感器数据控制信号CONT4发送到感测信号处理器800。
图像扫描控制信号CONT1包括用于通知图像扫描开始的图像扫描开始信号STV和用于控制栅极开启电压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开启电压持续时间的输出使能信号OE。
图像数据控制信号CONT2包括用于通知对于一组像素PX图像数据传输开始的水平同步开始信号STH和用于开始向图像数据线D1-Dm施加图像数据信号的负载信号LOAD、以及数据时钟信号HCLK。图像数据控制信号CONT2还可包括用于反转图像数据信号极性(相对于共电压Vcom)的反转信号RVS。
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接收对于一组像素PX的数字图像信号DAT包(package)，将数字图像信号DAT转换为模拟图像数据信号，并且将模拟图像数据信号施加到图像数据线D1-Dm。
图像扫描驱动器400响应于来自信号控制器600的图像扫描控制信号CONT1将栅极开启电压施加到图像扫描线G1-Gn，从而开启连接到该图像扫描线G1-Gn的开关元件Qs1。随后，施加到图像数据线D1-Dm的图像数据信号通过激活的开关元件Qs1施加到像素PX的显示电路DC。
将图像数据信号的电压和共电压Vcom之间差值表示为液晶电容器Clc两端之间的电压，其被称为像素电压。在液晶电容器Clc中的液晶分子具有根据像素电压的大小而改变的方向，并且分子方向确定了通过液晶层3的光的偏振。偏光器将光偏振转换为光透射以显示图像。
通过在单位水平周期(也被称为“1H”并且等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期)重复该过程，将栅极开启电压顺序地提供给所有的图像扫描线G1-Gn，从而向所有的像素PX施加图像数据信号以在一帧内显示图像。
当一帧结束后，下一帧开始时，控制施加到图像数据驱动器500的反转控制信号RVS，以使像素数据信号的极性反转(被称为“帧反转”)。也可控制反转控制信号RVS，以在一帧期间流入数据线的图像数据信号的极性周期性反转(例如，行反转和点反转)，或反转一个包中的图像数据信号的极性(例如，列反转和点反转)。
传感器扫描控制信号CONT3包括通知传感器扫描开始的传感器扫描开始信号和用于控制在传感器扫描线S1-SN上的栅极开启电压输出时间的至少一个时钟信号。
传感器数据控制信号CONT4包括选择信号SD、反转信号SDB及时钟信号CLK1、CLK2(如图5所示)。
传感器扫描驱动器700响应于感测控制信号CONT3将栅极开启电压施加到传感器扫描线S1-SN，以开启连接到该传感器扫描线S1-SN的开关元件Qs2、Qs3。随后，开关元件Qs2、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Vp、Vt，并且将传感器数据信号Vp、Vt输入到感测信号处理器800中。
将传感器数据信号Vp、Vt通过放大器810放大并过滤以具有合适的电平并且通过采样与保持器820进行采样和保持。通过并联-串联转换器830将所采样和保持的传感器数据信号转换为串联信号，并随后通过模拟-数字转换器840将并联模拟传感器数据信号信号转换为数字感测数据信号DSN，以发送到接触确定单元。接触确定单元对数字感测数据信号DSN进行适当的处理以确定表示接触的检测和检测到接触位置的接触信息。接触确定单元将接触信息输出到外部装置。外部装置将基于接触的信息产生的图像信号发送到液晶显示器。
下面，参照图7详细说明根据本发明一实施例的具有减少功耗的液晶显示器的驱动方法。
图7是示出根据本发明一实施例的液晶显示器的驱动方法的流程图。
根据本发明实施例的液晶显示器以两种模式(即，正常模式NM或节能模式PS)进行感测操作。正常模式NM及节能模式PS的选择由选择信号SD和/或反转信号SDB确定。
如图7所示，液晶显示器以节能模式PS开始其操作(S10)。
在节能模式PS中，开关SW1关闭，而开关SW2开启。使第一移位寄存器831禁用，而开启第二移位寄存器832。阻止向第一移位寄存器831、第一放大器811及第一采样与保持器821提供电能PW，而向第二移位寄存器832提供电能PW。第二移位寄存器832及模拟-数字转换器840根据第二时钟信号CLK2运行。在节能模式PS中，只处理压力传感器数据信号Vt以使其转换为数字传感器数据信号DSN，从而确定是否存在接触。
因此，在节能模式PS中，不向第一放大器811、第一采样与保持器821、第一移位寄存器831提供电能PW，从而降低功耗。此外，第二移位寄存器832及模拟-数字转换器840与具有相对低频率的第二时钟信号CLK2同步运行，以进一步降低功耗。
将帧计数器FC初始化为0(20)。帧计数器FC是用于计算帧数量的变量。帧计数器FC被用于引起从正常模式NM到节能模式PS的改变。
在节能模式PS过程中，系统确定是否检测到接触(30)。
如果系统确定没有检测到接触，液晶显示器维持节能模式PS(10)，并继续确定是否检测到接触。当确定检测到接触时，液晶显示器将运行模式转换为正常模式NM(40)。
在正常模式NM中，开启开关SW1，而关闭开关SW2。启动第一移位寄存器831，而使第二移位寄存器832禁用。而且，向第一移位寄存器831供电，而将第二移位寄存器832与电源断开。第一移位寄存器831及模拟-数字转换器840根据第一时钟信号CLK1运行。在正常模式NM中，处理传感器数据信号Vt、Vp以使其转换为数字传感器数据信号DSN，以确定接触的检测及其位置。系统确定在正常模式NM期间是否检测到接触(50)。
当确定检测到接触时，将帧计数器FC初始化为0(60)，维持正常模式NM(40)，并且系统继续确定是否检测到接触，如果是，检测其相关位置。当确定没有检测到接触时，将帧计数器FC加1(70)，此后，将帧计数器FC的值与预定值N进行比较(80)。当帧计数器FC不同于预定值N时，维持正常模式NM(40)。相反地，帧计数器FC等于预定值N，则将运行模式转换为节能模式PS(10)。在这里，预定值N为自然数。
综上所述，当在节能模式PS期间检测到接触时，将运行模式转换为正常模式NM，并且当在正常模式NM期间在预定时间不存在接触时，再次将运行模式转换为节能模式PS。像这样，当不存在接触时液晶显示器以节能模式PS运行，以降低功耗。本实施例可特别地利于采用液晶显示器的便携式装置，诸如膝上型电脑、PDA、手机、以及其它便携式装置。
本发明还可用于其它平板显示器，诸如有机发光二极管(OLED)显示器以及等离子显示面板(PDP)。
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，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种驱动显示装置的设备，所述显示装置包括显示面板，所述显示面板具有光感测电路及压力感测电路，所述设备包括：
放大单元，被设置为放大来自所述光感测电路的光感测信号及来自所述压力感测电路的压力感测信号；
并联-串联转换单元，被设置为将所述放大的光感测信号及所述放大的压力感测信号转换为串联感测信号；以及
模拟-数字转换器，被设置为将所述串联感测信号转换为数字感测信号，
其中，所述放大单元、所述并联-串联转换单元、以及所述模拟-数字转换器被设置为根据所述压力感测信号，在正常模式和节能模式中的一种模式运行，以及
在由所述显示面板表面上施加的接触所引起的压力下，所述压力感测电路通过闭合开关感测压力。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述放大单元包括：
第一放大器，被设置为放大所述光感测信号，其中，所述设备被设置为在所述节能模式中不向所述第一放大器供电；以及
第二放大器，被设置为放大所述压力感测信号。
3.根据权利要求2所述的设备，还包括：
第一采样与保持器，连接在所述第一放大器和所述并联-串联转换单元之间，所述第一采样与保持器被设置为采样并保持所述放大的光感测信号，其中，所述设备被设置为在所述节能模式中不向所述第一采样与保持器供电；以及
第二采样与保持器，连接在所述第二放大器和所述并联-串联转换单元之间，所述第二采样与保持器被设置为采样并保持所述放大的压力感测信号。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述并联-串联转换单元包括：
第一并联-串联转换器，被设置为在所述正常模式中运行；以及
第二并联-串联转换器，被设置为在所述节能模式中运行。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第一并联-串联转换器被设置为与第一时钟信号同步地将所述放大的光感测信号及所述放大的压力感测信号转换为第一串联感测信号，以及
所述第二并联-串联转换器被设置为与第二时钟信号同步地将所述放大的压力感测信号转换为第二串联感测信号，所述第二时钟信号具有低于所述第一时钟信号的频率。
6.根据权利要求5所述的设备，还包括开关，被设置为选择所述第一并联-串联转换器和所述第二并联-串联转换器中的一个。
7.根据权利要求4所述的设备，设置系统，从而在所述节能模式期间，不向所述第一并联-串联转换器供电，并且在所述正常模式期间，不向所述第二并联-串联转换器供电。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述模拟-数字转换器被设置为在所述正常模式期间与第一时钟信号同步运行，并且在所述节能模式期间与第二时钟信号同步运行，所述第二时钟信号具有低于所述第一时钟信号的频率。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，当由所述压力感测信号确定存在接触时，所述设备被设置为以所述正常模式运行，并且当由所述压力感测信号确定在预定时间内不存在接触时，所述设备被设置为以所述节能模式运行。
10.根据权利要求2所述的设备，其中，所述设备被设置为基于所述压力感测信号选择性地阻止向所述第一放大器供电。
11.根据权利要求10所述的设备，还包括：
第一采样与保持器，连接在所述第一放大器和所述并联-串联转换单元之间，并且被设置为采样并保持所述放大的光感测信号，所述设备被设置为根据所述压力感测信号选择性地阻止向所述第一采样与保持器供电；以及
第二采样与保持器，连接在所述第二放大器和所述并联-串联转换单元之间，并且被设置为采样并保持所述放大的压力感测信号。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述并联-串联转换单元及所述模拟-数字转换器被设置为与第一时钟信号和具有低于所述第一时钟信号的频率的第二时钟信号中选取的一个信号同步运行，并且所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的一个信号的选择基于所述压力感测信号。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述并联-串联转换单元及所述模拟-数字转换器被设置为与第一时钟信号和具有低于所述第一时钟信号的频率的第二时钟信号中选取的一个信号同步运行，并且所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的一个信号的选择基于所述压力感测信号。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述并联-串联转换单元包括：
第一并联-串联转换器，被设置为与所述第一时钟信号同步运行；以及
第二并联-串联转换器，被设置为与所述第二时钟信号同步运行。
15.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第一并联-串联转换器被设置为在所述正常模式下将所述光感测信号及所述压力感测信号转换为串联感测信号，并且所述第二并联-串联转换器被设置为在所述节能模式下将所述压力感测信号转换为串联感测信号。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，在所述正常模式下经由所述第一并联-串联转换器的串联感测信号识别接触的存在以及接触的位置，并且经由所述第二并联-串联转换器的串联感测信号只识别接触的存在。
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