可感应触摸的显示设备及其驱动方法

专利名称：可感应触摸的显示设备及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及显示设备及其驱动方法。更具体地说，本发明涉及可感应触摸的显示设备及其驱动方法。
背景技术：
液晶显示设备(LCD)包括具有像素电极的第一面板，以及具有公共电极的第二面板。具有介电各向异性的液晶层置于第一和第二面板之间。像素电极在第一面板上以矩阵形式排列，并连接到开关元件，例如薄膜晶体管(TFT)，从而使得它们逐行接收图像数据电压。公共电极覆盖第二面板的整个表面，并被施加公共电压。像素电极、相应的公共电极部分、以及相应的液晶层部分构成液晶电容器，除连接到该液晶电容器的开关元件外，该液晶电容器也是像素的基本元件。
通过向像素电极和公共电极施加电压，LCD产生电场，并且该LCD通过改变电场强度来调节穿过液晶层的透光度，从而显示图像。
近年来，开发出了结合有光电传感器的LCD。该光电传感器感应由于手指或笔尖的触摸而引起的入射光的变化，并提供相应的电信号给LCD。LCD对来自光电传感器的电信号进行处理，并将处理信号输出到外部设备。外部设备根据该处理电信号确定在LCD的显示面板上触摸是否存在或存在于何处，并且可以将基于该信息产生的图像信号返回给LCD。
为正确确定触摸信息，外部设备需要在短时间内处理包含在处理电信号中的大量二维数据。例如，当光电传感器的感应频率等于60Hz时，外部设备需要在16.6ms内处理一帧数据。虽然通过采用高性能处理器可以提高处理速度，但这样的处理器将提高制造成本。通过降低光电传感器的分辨率可以减少处理时间，但是光电传感器分辨率的降低将降低判断触摸位置的精确性。同时，光电传感器的感应频率可以降低，以增加处理一帧数据的时间，但是降低光电传感器的感应频率将降低感应草体文字的灵敏度。

发明内容
根据本发明的显示设备的示例性实施例包括第一光电传感器，其接收背景光，并基于所接收到的光的第一数量产生第一传感信号；触摸光电传感器，其暴露于背景光，并基于所接收到的光的第二数量产生第二传感信号；以及接收第一传感信号和第二传感信号的传感信号处理器，其基于第一传感信号选择性输出第二传感信号。
当所接收到的光的第二数量与所接收到的光的第一数量相差的值大于第一预定值时，传感信号处理器可以输出第二传感信号。
当第二传感信号与第一传感信号相差的值大于第二预定值时，传感信号处理器可以输出第二传感信号。
当第二传感信号与第一传感信号相等，或与第一传感信号相差的值小于第二预定值时，传感信号处理器可以输出具有第三预定值的输出信号。
根据本发明的显示设备的示例性实施例包括第一光电传感器，其接收背景光和配置光，并基于所接收到的光的数量产生第一传感信号；第二光电传感器，其与背景光阻隔，接收配置光，并基于所接收到的光的数量产生第二传感信号；触摸光电传感器，其接收背景光和配置光，并基于所接收到的光的数量产生第三传感信号；以及接收第一、第二和第三传感信号的传感信号处理器，其基于第一和第二传感信号选择性输出第三传感信号。
传感信号处理器可以基于第一传感信号和第二传感信号之一产生第一参考信号，并可以基于第一传感信号和第二传感信号中的另一个产生第二参考信号。第二参考信号小于第一参考信号。当第三传感信号的值介于第一参考信号和第二参考信号之间时，传感信号处理器可以输出第三传感信号。
当第三传感信号的值在第一参考信号和第二参考信号之间的范围之外时，传感信号处理器可以输出具有预定值的输出信号。
当第三传感信号的值在第一参考信号和第二参考信号之间的范围之外时，传感信号处理器的输出信号的值可以为零。
第一和第二参考信号可以通过对第一和第二传感信号加上或减去预定值来确定。可以这样确定第一和第二参考信号，即，使得第二传感信号介于第一和第二参考信号之间。
传感信号处理器可以包括产生第一和第二参考信号的计算器以及产生具有第一电平和第二电平的输出信号的比较单元，其中，当第三传感信号介于第一参考信号和第二参考信号之间时，比较单元的输出信号具有第一电平，当第三传感信号在第一参考信号和第二参考信号之间的范围之外时，比较单元的输出信号具有第二电平。
比较单元可以包括具有被提供第一参考信号的非倒相输入端和被提供第三传感信号的倒相输入端的第一比较器，以及具有被提供第三传感信号的非倒相输入端和被提供第二参考信号的倒相输入端的第二比较器。
第一和第二比较器可以具有公共输出。
传感信号处理器还可以包括模数转换器，其将第一传感信号、第二传感信号和第三传感信号分别转换成第一数字传感信号、第二数字传感信号和第三数字传感信号；以及数模转换器，其连接在计算器和比较单元之间，并对来自计算器的第一和第二参考信号进行模拟转换。
传感信号处理器还可以包括传感信号调节器，其将要施加到模数转换器的第一至第三传感信号进行并行到串行的转换。
传感信号处理器还可以包括输出单元，其响应比较单元的输出信号选择性输出第三传感信号。
输出单元可以包括多个AND门，并且每个AND门可以具有与模数转换器的一输出端耦合的第一输入端以及被提供比较单元的输出信号的第二输入端。
当比较单元的输出信号为第一电平时，输出单元可以输出第三传感信号，并且当比较单元的输出信号为第二电平时，输出单元可以输出预定值。
当比较单元的输出信号为第二电平时，输出单元输出的预定值可以是零。
显示设备还可以包括设置在显示区域中用于显示图像的多个像素，其中第一光电传感器和触摸光电传感器设置在显示区域中，并且第二光电传感器设置在显示区域外部。
第一、第二和触摸光电传感器可以包括非晶硅或多晶硅薄膜晶体管。
根据本发明的处理显示设备传感信号的方法的示例性实施例包括基于背景光和配置光产生第一传感信号；基于配置光产生第二传感信号；基于根据触摸所接收到的光产生第三传感信号；并且基于第一和第二传感信号选择性输出第三传感信号。
第三传感信号的选择性输出可以包括基于第一和第二传感信号产生第一参考信号和低于第一参考信号的第二参考信号；将第三传感信号与第一和第二参考信号比较；当第三传感信号落在第一参考信号和第二参考信号之间的范围之外时，输出具有预定值的信号。
第三传感信号的选择性输出还可以包括当第三传感信号介于第一参考信号和第二参考信号之间时，输出第三传感信号。
该方法还可以包括如此确定第一和第二参考信号，即，使第二传感信号介于第一参考信号和第二参考信号之间。
传感信号处理器的示例性实施例可以包括传感信号接收部分，其至少接收第一传感信号、第二传感信号和第三传感信号；传感信号提取器，其将第一传感信号和第二传感信号转换成第一和第二参考信号；以及输出单元，当第三传感信号介于第一和第二参考信号之间时，其输出第三传感信号，并且当第三传感信号在第一和第二参考信号之间的范围之外时，输出一常数。
传感信号处理器还可以包括在传感信号提取器内的比较单元，该比较单元将传感信号接收部分的输出与第一和第二参考信号进行比较，其中当第三传感信号介于第一和第二参考信号之间时，该比较单元输出第一电平，并且当第三传感信号在第一和第二参考信号之间的范围之外时，输出第二电平。
当比较单元的输出信号为第一电平时，输出单元可以输出第三传感信号，并且当比较单元的输出信号为第二电平时，输出单元可以输出一常数。该常数可以为零。
根据本发明的显示设备的示例性实施例可以包括触摸传感电路，用于感应触摸并输出传感信号；以及传感信号处理器，其接收传感信号，并将传感信号与第一和第二参考信号进行比较，其中当传感信号介于第一和第二参考信号之间时，传感信号处理器输出传感信号，并且当传感信号在第一和第二参考信号间的范围之外时，输出一预定常数。
显示设备还可以包括第一参考传感电路以及第二参考传感电路。第一参考传感电路位于显示设备的显示区域内，并且第二参考传感电路位于显示设备的显示区域外部。


通过参照附图对本发明实施例进行详细说明，使本发明更加明了，其中图1是根据本发明的LCD的示例性实施例的方框图；图2是根据本发明的LCD像素的示例性实施例的等效电路图；图3是根据本发明的LC面板组件的示例性实施例的布局图；图4是图3中LC面板组件沿IV-IV线的剖视图；图5是图3中LC面板组件沿V-V线的剖视图；图6A和6B是根据本发明的参考光电感应电路的示例性实施例的示意图；图7是包括图6A和6B所示参考光电感应电路的示例性LC面板组件的示意图；图8是根据本发明的LCD的传感信号处理器的示例性实施例的方框图；图9A和9B是示出根据本发明的LCD的示例性实施例的触摸传感电路的传感信号的曲线图；
图10是示出图8中示例性比较单元的输入输出关系的曲线图；图11A示出了传统传感信号处理器的示例性输出信号，该些信号排列在面板组件中；以及图11B示出了图8～10中所示的示例性传感信号处理器的示例性输出信号，该些信号排列在LC面板组件中。
具体实施例方式
以下将参照附图对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的优选实施例。
在附图中，为表示清楚，对层和区域的厚度进行夸大。全文中相同数字指代相同元件。需要明确的是，当元件(例如层、区域或基板)被指明“在另一元件上”时，其可以是直接在其他元件上，或者还可以存在中间元件。相反，当元件被指明“直接在另一元件上”时，就不存在中间元件。
现在参照图1和图2对作为根据本发明的显示设备的示例性实施例的一个例子的液晶显示设备(LCD)进行具体说明。
图1是根据本发明的LCD的一个示例性实施例的方框图，图2是根据本发明的LCD的一个像素的示例性实施例的等效电路图。
参照图1，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、以及与LC面板组件300耦合的传感信号处理器800、与图像数据驱动器500耦合的灰度电压发生器550、以及控制上述元件的信号控制器600。
参照图1～3，LC面板组件300包括作为薄膜晶体管(TFT)阵列面板的下面板、以及作为公共电极面板的上面板，其中下面板和上面板彼此相对，并且液晶层3介于其间。LC面板组件300的下面板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、以及多个像素PX。像素PX连接到显示信号线G1～Gn、D1～Dm、传感器信号线S1～SN、P1～PM、Psg和Psd，并基本以矩阵形式排列。
显示信号线包括多条用于传送图像扫描信号的图像扫描线G1～Gn(或者也被称为栅极线)、以及多条用于传送图像数据信号的图像数据线D1～Dm。图像扫描线G1～Gn可以与图像数据线D1～Dm绝缘。
传感器信号线包括多条用于传送传感器扫描信号的传感器扫描线S1～SN、多条用于传送传感器数据信号的传感器数据线P1～PM、多条用于传送传感器控制电压的控制电压线Psg、以及多条用于传送传感器输入电压的输入电压线Psd。
图像扫描线G1～Gn和传感器扫描线S1～SN基本沿行方向延伸并且基本彼此平行，而图像数据线D1～Dm和传感器数据线P1～PM基本沿列方向延伸并且基本彼此平行。因此，图像扫描线G1～Gn和传感器扫描线S1～SN可以基本垂直于图像数据线D1～Dm和传感器数据线P1～PM延伸。
参见图2和图3，每个像素PX，例如，在第i行(i＝1，2，…，n)第j列(j＝1，2，…m)的像素PX1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的光电感应电路SC。然而，仅仅是给定数量的像素PX可以包括感应电路SC，也就是说，不是所有的像素PX都必须包括感应电路SC。换句话说，感应电路SC的密集度可以改变，因此传感器扫描线S1～SN的数量N和传感器数据线P1～PM的数量M可以改变。因此，显示电路DC和感应电路SC之间不需要逐个对应。
在另一个可作为替换的实施例中，感应电路SC可以与像素PX分离，并可以设置在像素PX之间或设置在一个单独准备的区域。
显示电路DC包括连接到图像扫描线Gi(即栅极线)和图像数据线Dj的开关元件Qs1、，以及连接到开关元件Qs1的LC电容器Clc和存储电容器Cst。在可替换实施例中，存储电容器Cst可以省略。
开关元件Qs1(例如TFT)提供在LC面板组件的下面板上，并具有三个端子，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包括一对端子以及基于这之间的LC层3(如图4所示)，并且其连接在开关元件Qs1和公共电压Vcom之间。LC电容器Clc的两个端子可以设置在LC面板组件300的两个面板100、200上。两端子之一通常称之为像素电极，其形成在具有显示信号线和传感器信号线的TFT阵列面部100上，并且两端子中的另一个通常称之为公共电极，其形成在公共电极面板200上。公共电极覆盖公共电极面板200的整个面积或至少基本上覆盖整个面积，并被施加公共电压Vcom。
存储电容器Cst是LC电容器Clc的辅助电容器。存储电容器Cst辅助LC电容器Clc，并连接在开关元件Qs1和预定电压(例如公共电压Vcom)之间。存储电容器Cst可包括位于TFT阵列面部100上的像素电极和分离的信号线，该信号线设置在两面板之一上并经由绝缘层与像素电极交叠。可替换地，存储电容器Cst包括像素电极和相邻的图像扫描线，该图像扫描线称作前一图像扫描线，其经由绝缘层与像素电极交叠。
对于彩色显示器，每个像素PX唯一地表示三种色彩(例如三原色)中的一种(即空间划分)，或每个像素PX顺序依次表示这些颜色(即时间划分)，从而这些色彩在空间或时间上的总和被识别为想要的颜色。三种颜色例如包括红色，绿色和蓝色。在空间划分的一个例子中，每个像素PX在与像素电极190相对的区域中(例如在公共电极面板200上与TFT阵列面板100上的相关像素电极相对的区域中)包括一个用于表示三原色之一的滤色器。可替换地，彩色过滤器可以设置在TFT阵列面板100的像素电极之上或之下。
图2中示出的光电感应电路SC包括连接到控制电压线Psg和输入电压线Psd的光电感应元件Qp、连接到光电感应元件Qp的传感器电容器Cp、以及连接到传感器扫描线Si、光电感应元件Qp和传感器数据线Pj的开关元件Qs2。
光电感应元件Qp具有三个端子，即连接到控制电压线Psg以便由传感器控制电压对其施加偏压的控制端、连接到输入电压线Psd以便由传感器输入电压对其施加偏压的输入端、以及连接到开关元件Qs2的输出端。光电感应元件Qp包括在接收到光时就会产生光电流的光电材料。光电感应元件Qp的一个示例为具有可以产生光电流的非晶硅a-Si或多晶硅polySi沟道的TFT。通过控制电压线Psg施加到光电感应元件Qp的控制端的传感器控制电压足够低或足够高到可以将光电感应元件Qp在没有入射光时保持在关断状态。通过输入电压线Psd施加到光电感应元件Qp的输入端的传感器输入电压足够高或足够低到可以保持光电流在一个方向流动。光电流由于传感器输入电压流向开关元件Qs2，并流入传感器电容器Cp对其充电。
传感器电容器Cp连接在光电感应元件Qp的控制端和输出端之间。传感器电容器Cp存储从光电感应元件Qp输出的电荷，以保持预定电压。在可替换实施例中，可以省去传感器电容器Cp。
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、连接到光电感应元件Qp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响应来自传感器扫描线Si的传感器扫描信号，向传感器数据线Pj输出传感器输出信号。也就是说，当传感器扫描信号经由开关元件Qs2的控制端，使开关元件Qs2处于接通状态时，开关元件Qs2则向传感器数据线Pj输出传感器输出信号。传感器输出信号是来自光电感应元件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以及光电感应元件Qp可以包括非晶硅a-Si或多晶硅polySi TFT。
在LC面板组件300上设置一片或多片偏振片(未示出)。例如，可以在TFT阵列面板100和公共电极面板200上分别设置第一偏振膜和第二偏振膜。第一和第二偏振膜根据液晶层的排列方向，分别调节外部投射到TFT阵列面板100和公共电极面板200的光的传播方向。第一和第二偏振膜可以使各自的第一和第二偏振轴彼此基本垂直。
再次参见图1，灰度电压发生器550产生多个与LCD亮度相关的灰阶电压。灰度电压发生器550产生两组与像素透光度相关的多个灰度电压，并且将灰度电压提供给图像数据驱动器500。图像数据驱动器500将在信号控制器600的控制之下为每条数据线D1～Dm选定的灰度电压分别输出到该数据线，作为数据信号。第一组灰度电压相对于公共电压Vcom具有正极性，而第二组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连接到LC面板组件300的图像扫描线G1～Gn，并且将从外部设备输入的门通和门断电压合成，以产生应用于图像扫描线G1～Gn的图像扫描信号。图像扫描驱动器400可以包括多个集成电路(IC)。
图像数据驱动器500连接到LC面板组件300的图像数据线D1～Dm，并且将从灰度电压发生器550提供的灰度电压中选择的图像数据信号施加到图像数据线D1～Dm，并且图像数据驱动器500也可以包括多个IC。
传感器扫描驱动器700连接到LC面板组件300的传感器扫描线S1～SN，并且将门通和门断电压合成，以产生应用于传感器扫描线S1～SN的传感器扫描信号。
传感信号处理器800连接到LC面板组件300的传感器数据线P1～PM，接收并处理来自传感器数据线P1～PM的传感器数据信号。每次由一条传感器数据线P1～PM传送的一个传感器数据信号可以包括来自一个开关元件Qs2的一个传感器输出信号，或可以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等。
每个处理单元400、500、600、700和800可以包括至少一个IC芯片，其例如以“玻璃覆晶”(chip on glass，COG)的安装类型安装在LC面板组件300上，或者以带载封装(tape carrier package，TCP)类型安装在贴附在LC面板组件300上的柔性印刷电路(FPC)膜上。可替换地，处理单元400、500、600、700和800中至少一个可以与信号线G1～Gn、D1～Dm、S1～SN、P1～PM、Psg和Psd、开关元件Qs1和Qs2以及光电感应元件Qp一起集成到LC面板组件300中。可替换地，所有处理单元400、500、600、700和800可以集成到单块IC芯片，但是处理单元400、，500、600、700和800中至少一个，或处理单元400、500、600、700和800中至少一个处理单元中的至少一个电路元件可设置在这一块IC芯片之外。
现在，将进一步描述上述LCD的操作过程。
从外部图形控制器(未示出)向信号控制器600提供输入图像信号R、G和B以及用于控制显示输入控制信号。输入控制信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK、，以及数据使能信号DE。
在输入控制信号以及输入图像信号R、G和B的基础上，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，并且处理图像信号R、G和B，以适于LC面板组件300的操作。信号控制器600然后向图像扫描驱动器400提供扫描控制信号CONT1，向图像数据驱动器500提供处理过的图像信号DAT和数据控制信号CONT2，向传感器扫描驱动器700提供传感器扫描控制信号CONT3，并向传感信号处理器800提供传感器数据控制信号CONT4。
图像扫描控制信号CONT1包括用于通知一帧的开始并具有开始图像扫描的指令的图像扫描起始信号STV、以及至少一个用于控制门通电压输出时间的时钟信号。图像扫描控制信号CONT1还可以包括用于定义门通电压持续时间的输出使能信号OE。
图像数据控制信号CONT2包括用于向图像数据驱动器500通知一组像素PX的图像数据传送开始的水平同步起始信号STH、具有向图像数据线D1～Dm施加图像数据信号的指令的负载信号LOAD、以及数据时钟信号HCLK。图像数据控制信号CONT2还可以包括用于反转图像数据信号的极性(相对于公共电压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接收一组像素PX的数字图像信号DAT(处理过的图像信号)的分组，并将数字图像信号DAT转换成从灰度电压发生器550提供的灰度电压中选择的模拟图像数据信号，并将模拟图像数据信号施加到图像数据线D1～Dm。
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，向图像扫描线G1～Gn施加门通电压，由此接通连接于该处的开关元件Qs1。施加到图像数据线D1～Dm的图像数据信号随后就通过已激活的开关元件Qs1供应到像素PX的显示电路DC。
施加到像素的图像数据信号电压与公共电压Vcom之间的差表现为LC电容器Clc上的电压，其称为像素电压。LC电容器Clc中的LC分子根据像素电压的大小进行取向，并且分子取向决定穿过LC层3的光的偏振态。偏振片将光偏振态转换为光透射率，以显示图像。
通过以水平周期(也称为“1H”，等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期)为单位重复该过程，所有的图像扫描线G1～Gn被顺序提供门通电压，由此向所有的像素PX施加了图像数据信号，以显示一帧图像。
当一帧结束后下一帧开始时，对施加到图像数据驱动器500的反转控制信号RVS(图像数据控制信号CONT2的一部分)进行控制，使得图像数据信号的极性被反转(其被称为“帧反转”)。也可以控制反转控制信号RVS，使得在数据线中流动的图像数据信号的极性在一帧内周期性地反转(例如，行反转和点反转)，或者一个分组中的图像数据信号的极性反转(例如，列反转和点反转)。
同时，传感器扫描驱动器700响应于传感控制信号CONT3，向传感器扫描线S1～SN施加门通电压，以接通经由开关元件Qs2的控制端连接于该处的开关元件Qs2。然后，开关元件Qs2经由开关元件Qs2的输出端向传感器数据线P1～PM输出传感器输出信号，以形成传感器数据信号，并且传感器数据信号经由传感器数据线P1～PM输入传感信号处理器800。
传感信号处理器800响应于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，并且传感信号处理器800处理，例如，放大并滤波从传感器数据线P1～PM读出的传感器数据信号。传感信号处理器800将模拟传感器数据信号转换成触摸信息信号DSN，并将触摸信息信号DSN输出到外部设备。外部设备对触摸信息信号DSN适当处理，以确定触摸是否存在以及在何处存在，并且将基于有关触摸的信息所产生的图像信号发送到LCD。
现在，将参照图3，4和5更详细地描述根据本发明的LC面板组件的示例性实施例的结构。
图3是根据本发明的LC面板组件的示例性实施例的布局图，图4是图3中LC面板组件沿IV-IV线的剖视图，并且图5是图3中LC面板组件沿V-V线的剖视图。
每个LC面板组件包括TFT阵列面板100、面对TFT阵列面板100的公共电极面板200、以及介于面板100和200之间的LC层3。
现在将对TFT阵列面板100进行更详细的描述。
包括多条图像扫描线121a、多条存储电极线131、多条传感器扫描线121b、以及多条控制电压线122的多个栅导体形成在绝缘基板110上，绝缘基板110例如是透明玻璃或塑料，但不限于此。
图像扫描线121a彼此分离，传送图像扫描信号，并基本横向延伸。图像扫描线121a基本彼此平行延伸。图像扫描线121a可以延伸连接到图像扫描驱动器400的驱动电路。每条图像扫描线121a包括多个向下突出的第一控制电极124a。例如，第一控制电极124a可以沿与图像扫描线121a延伸的横向垂直的方向突出。
存储电极线131被施加预定电压(例如公共电压)，并基本平行于图像扫描线121a延伸。每条存储电极线131靠近图像扫描线121a，并且包括多个向上和向下扩展的存储电极137。也就是说，存储电极137在与存储电极线131基本位于同一层的同时，可以沿与存储电极线131延伸的横向垂直的方向突出。
传感器扫描线121b传送传感器扫描信号，并基本平行于图像扫描线121a延伸。每条传感器扫描线121b包括多个向下突出的第二控制电极124b。也就是说，第二控制电极124b在与传感器扫描线121b基本位于同一层的同时可以沿与传感器扫描线121b的延伸方向垂直的方向突出。
控制电压线122被施加传感器控制电压，并且基本平行于传感器扫描线121b延伸。每条控制电压线122靠近传感器扫描线121b，并且包括多个向上突出的第三控制电极124c以及多个也向上突出的扩展物127。也就是说，第三控制电极124c和扩展物127在与控制电压线122基本位于同一层的同时，沿远离控制电压线122的延伸方向的方向突出。
栅导体121a、121b、122和131优选地由含铝Al金属(例如Al和Al合金)、含银Ag金属(例如Ag和Ag合金)、含铜Cu金属(例如Cu和Cu合金)、含Mo金属(例如Mo和Mo合金)、铬Cr、钽Ta、或钛Ti制成。然而，它们可以具有包括具有不同物理特性的两层导电膜(未示出)的多层结构。如果采用多层结构，导电膜之一优选地用包括含Al金属、含Ag金属、含Cu金属在内的低电阻率金属制成，以减少信号延迟或电压下降，并且另一导电膜优选地由诸如含Mo金属、Cr、Ta、或Ti之类的材料制成，这些材料具有好的物理、化学特性，并且与其他材料之间，例如与氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)之间，具有好的电接触特性。能提供优选特性适当组合的两层膜的组合示例包括下层为Cr膜且上层为Al(合金)膜，以及下层为Al(合金)膜且上层为Mo(合金)膜。然而，栅导体121a、121b、122和131可以用各种不同的金属或导体制成。
栅导体121a、121b、122和131的侧边相对于绝缘基板110的表面倾斜，倾斜角在大约30度至大约80度的范围内。
栅绝缘层140，优选地由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成，形成在栅导体121a、121b、122和131上。可以在绝缘基板110上没有覆盖栅导体121a、121b、122和131的部分上进一步形成栅绝缘层140。
多个半导体条形物151a和多个半导体岛状物154b、154c和152形成在栅绝缘层140上。半导体条形物和岛状物151a、154b、154c和152优选地由氢化的非晶硅(缩写成a-Si)或多晶硅构成。
半导体条形物151a基本在纵向方向(通常垂直于栅导体121a、121b、122和131的横向方向)延伸。半导体条形物151a在扫描线121a和121b、存储电极线131和控制电压线122附近变宽，从而半导体条形物151a覆盖扫描线121a和121b、存储电极线131和控制电压线122的较大区域。每个半导体条形物151a具有多个设置在第一控制电极124a上的突起154a。
半导体岛状物154b和154c分别设置在第二和第三控制电极124b和124c上，并且每个半导体岛状物154b包括延长部分，其覆盖传感器扫描线121b的边缘。
半导体岛状物152设置在扫描线121a和121b、存储电极线131和控制电压线122上。
多个欧姆接触条形物161a和多个第一欧姆接触岛状物165a形成在半导体条形物151a上，多个第二和第三欧姆接触岛状物163b和165b形成在半导体岛状物154b上，并且多个第四和第五欧姆接触岛状物163c和165c形成在半导体岛状物154c上。此外，多个其他欧姆接触岛状物(未示出)形成在半导体岛状物152上。欧姆接触条形物和岛状物161a、163b、163c和165a～165c优选地由硅化物或其中重掺杂了n型杂质(例如磷)的n+氢化a-Si制成。需要理解的是，杂质是混入半导体材料并提供自由电子(n型杂质)或空穴(p型杂质)的物质。
每个欧姆接触条形物161a包括多个突起163a，并且突起163a和第一欧姆接触岛状物165a成对位于欧姆接触条形物151a的突起154a上。第二和第三欧姆接触岛状物163b和165b成对位于半导体岛状物154b上，并且第四和第五欧姆接触岛状物163c和165c成对位于半导体岛状物154c上。
半导体条形物和岛状物151a、154b、154c和152以及欧姆接触条形物和岛状物161a、163b、，163c和165a～165c的侧边相对于绝缘基板110的表面倾斜，其倾斜角优选地处于大约30度到大约80度的范围内。
包括多条图像数据线171a、多条传感器数据线171b、多个电极构件177c、多条输入电压线172、和多个第一输出电极175a的多个数据导体形成在欧姆接触条形物和岛状物161a、163b、163c和165a～165c以及栅绝缘层140上。
图像数据线171a传送图像数据信号，并基本在纵向方向(基本垂直于图像扫描线121a和传感器扫描线121b)延伸，以便与扫描线121a和121b、存储电极线131、以及控制电压线122交叉。每条图像数据线171a包括多个向第一控制电极124a突出的第一输入电极173a。
第一输出电极175a与图像和传感器数据线171a和171b以及输入电压线172分离，并且第一输出电极175a相对于第一控制电极124a与第一输入电极173a相对放置。每个第一输出电极175a包括宽的端部177a和窄的端部。宽的端部177a重叠在存储电极137上，并且窄的端部被弯曲的第一输入电极173a部分包围。
传感器数据线171b传送传感器数据信号，并且基本在纵向方向(平行于图像数据线171a)延伸，以便与扫描线121a和121b、存储电极线131以及控制电压线122交叉。每条传感器数据线171b包括多个向第二控制电极124b突出的第二输出电极175b。
电极构件177c与数据线171a和171b以及输入电压线172分离。每个电极构件177c重叠控制电极线122的扩展物127上，形成传感器电容器Cp，并且每个电极构件177c包括分别设置在欧姆接触163b和165c上的第二输入电极173b和第三输出电极175c。第二输入电极173b面对第二输出电极175b，并且与第二输出电极175b分离。
输入电压线172传送传感器输入电压，并且基本在纵向方向(基本与图像数据线171a和传感器数据线171b平行)延伸，以便与扫描线121a和121b、存储电极线131、以及控制电压线122交叉。每条输入电压线172围绕电极构件177c弯曲，并包括多个向第三控制电极124c突出的第三输入电极173c。第三输入电极173c相对于第三控制电极124c与第三输出电极175c相对放置，并且它们被弯曲成U形，以部分地围绕第三输出电极175c。
第一控制电极124a、第一输入电极173a和第一输出电极175a与半导体条形物151a的突起154a一起形成开关TFT(开关元件Qs1)，其具有形成在突起154a(位于第一输入电极173a和第一输出电极175a之间)中的沟道。
第二控制电极124b、第二输入电极173b和第二输出电极175b与半导体岛状物154b一起形成开关TFT(开关元件Qs2)，其具有形成在半导体岛状物154b(位于第二输入电极173b和第二输出电极175b之间)中的沟道。
第三控制电极124c、第三输入电极173c和第三输出电极175c与半导体岛状物154c一起形成光电传感器TFT(光电感应元件Qp)，其具有形成在半导体岛状物154c(位于第三输入电极173c和第三输出电极175c之间)中的沟道。在可替换实施例中，光电感应元件Qp可以用压力传感器TFT Qt代替。
数据导体171a、171b、172、175a和177c优选地由耐火金属(例如Cr、Mo、Ta、Ti或其合金)制成。然而，它们也可以是包括耐火金属膜(未示出)和低电阻率金属膜(未示出)的多层结构。具有良好组合性能的多层结构的示例包括但不限于具有下层Cr/Mo(合金)膜和上层Al(合金)膜的双层结构，以及具有下层Mo(合金)膜、中间层Al(合金)膜和上层Mo(合金)膜的三层结构。然而，数据导体171a、171b、172、175a和177c可由各种不同金属或导电材料制成。
数据导体171a、171b、172、175a和177c具有边缘轮廓线倾斜的锥形侧面，并且相对于绝缘基板110的倾斜角在大约30至80度的范围内。
欧姆接触条形物和岛状物161a、163b、163c和165a～165c只是插在下面的半导体条形物和岛状物151a、154b、154c和152与其上重叠的数据导体171a、171b、172、175a和177c之间，并减小其间的接触电阻。
虽然半导体条形物151a在大多数位置比图像数据线171a窄，但是如上所述，在扫描线121a和121b、存储电极线131和控制电压线122的附近，半导体条形物151a宽度变大，以使得表面轮廓平滑，由此防止图像数据线171a和输入电压线172断开。同样，设置在扫描线121a和121b、存储电极线131和控制电压线122边缘上的半导体岛状物152和半导体岛状物154b的扩展物使表面轮廓平滑，从而防止在那里的传感器数据线171b和输入电压线172断开。半导体条形物和岛状物151a、154b、154c和152包括没有被数据导体171a、171b、172、175a和177c覆盖的一些暴露部分，例如那些位于输入电极173a～173c和输出电极175a～175c之间的部分。
钝化层180形成在数据导体171a、171b、172、175a和177c、以及半导体条形物和岛状物151a、154b、154c和152的暴露部分上。钝化层180还可以形成在栅绝缘层140的其他暴露部分上。
钝化层180包括下钝化膜180p(优选地由例如氮化硅或氧化硅之类的无机绝缘体构成)、以及上钝化膜180q(优选地由有机绝缘体构成)。构成上钝化膜180q的有机绝缘体优选地为介电常数小于4.0，并且其可以具有感光性。上钝化膜180q具有多个开口，用于暴露部分下钝化膜180p，并且其表面是不均匀的，因此是不平坦的。在可替换实施例中，钝化层180可以具有优选地由无机绝缘体或有机绝缘体构成的单层结构。
钝化层180具有多个接触孔185，用于暴露第一输出电极175a的宽端部177a。接触孔185可以具有倾斜或台阶状的侧壁。
多个像素电极190形成在钝化层180上。
每个像素电极190具有与上钝化膜180q的不均匀性对应的不均匀性，并且包括布置在其上的透明电极192和反射电极194。透明电极192优选地由透明导电材料(例如ITO或IZO)制成，并且反射电极194优选地由Al、Ag、Cr或其合金制成。然而，反射电极194可以具有双层结构，其包括低电阻率的反射性上层膜(未示出，优选地由Al、Ag或其合金制成)、以及良好接触的下层膜(未示出，优选地由与ITO或IZO间接触性能良好的含Mo金属、Cr、Ta或Ti的制成)。
反射电极194具有设置在上钝化膜180q的开口内并且露出透明电极192的透射窗195。此外，反射电极194具有开口199，其设置在光电感应元件Qp上。
像素电极190通过接触孔185(例如经由宽端部177a)物理连接并且电连接到第一输出电极175a，从而像素电极190接收来自第一输出电极175a的数据电压。施加了图像数据电压的像素电极190与施加了公共电压Vcom的公共电极面板200的公共电极270一起产生电场，其决定介于两个电极190和270之间的液晶层3的液晶分子的取向。像素电极190和公共电极270形成LC电容器Clc，该电容器在开关元件Qs1关断后，存储所施加电压。
LC面板组件300(包括TFT阵列基板100、公共电极基板200、LC层3等)的像素可以划分为透射区域TA和反射区域RA，它们分别由透明电极192和反射电极194定义。具体地说，透射区域TA包括设置在透射窗195之上和之下的部分，而反射区域RA包括设置在反射电极194之上和之下的部分。在透射区域TA中，光从LC面板组件300后表面入射，即，光从TFT阵列基板100穿过，通过LC层3，并射出前表面，即射出公共电极基板200，由此显示图像。在反射区域RA中，从前表面入射的光进入LC层3，被反射电极194反射，再次穿过LC层3，并射出前表面，由此显示图像。此时，反射电极194上的不均匀性提高了光反射效率。
像素电极190和连接于该处的第一输出电极175a的宽端部177a与包括存储电极137的存储电极线131重叠，形成存储电容器Cst，其提高液晶电容器Clc的电压存储能力。
像素电极190与扫描线121a和121b、数据线171a和171b、控制电压线122、输入电压线172、以及TFT(包括开关元件Qs1和Qs2以及光电感应元件Qp)重叠，以提高孔径比。
以下对公共电极面板200进行描述。
光阻构件220(被称为黑色矩阵，用于阻止光泄漏)形成在绝缘基板210上，绝缘基板210例如为透明玻璃或塑料，但是不限于此。光阻构件220定义面对像素电极190的多个开口区域。
在绝缘基板210上还形成多个滤色器230，并且它们基本设置在光阻构件220所包围的开口区域中。滤色器230基本上可以沿像素电极190在纵向方向延伸，以形成条形。每个滤色器230可以表示三种颜色或原色之一，例如红、绿、蓝。
保护膜250形成在滤色器230和光阻构件220上。保护膜250优选地由绝缘体(例如有机绝缘体)构成，其保护滤色器230，以防止其暴露出来，并且该保护膜提供平坦表面。
公共电极270形成在保护膜250上。公共电极270优选地由透明导电材料(例如ITO和IZO)构成，并且可以基本覆盖公共电极基板200的整个表面。
在面板100和200的内表面可以涂布用于对准LC层3的对准层(未示出)，并且如前所述，在面板100和200的外表面上提供一个或多个偏振片(未示出)。
LC层3可以为垂直排列(homeotropic alignment)或均匀排列(homogeneous alignment)。透射区域TA中LC层3的厚度大于反射区域RA中LC层3的厚度，具体地说，大约为反射区域RA中LC层3的厚度的2倍，因为在透射区域TA中没有上钝化膜180q。
LC面板组件300还可以包括多个弹性衬垫(未示出)，用于在TFT阵列基板100和公共电极面板200之间形成间隙。
LC面板组件300还可以包括密封剂(未示出)，用于结合TFT阵列基板100和公共电极面板200。密封剂设置在公共电极面板200的周边。
同时，根据本发明的LCD的示例性实施例还包括至少一个参考光电感应电路以及上述光电感应电路(此后称为“触摸感应电路”)，用于感应前面光、背景光、或从发光单元(未示出)的灯发射的后面光，其中将参照图6A、6B、7以及图1～5对感应电路进行描述。
图6A和6B是根据本发明的参考光电感应电路的示例性实施例的示意图，并且图7是包括图6A和6B所示的示例性参考光电感应电路的示例性LC面板组件的示意图。
参照图7，LC面板组件300包括显示图像的显示区域DA、以及围绕显示区域DA的周边区域PA。大多数像素PX设置在显示区域DA中。
图6A中示出的第一参考感应电路PSA包括光电感应元件Qp、开关元件(例如图2中所示的Qs2)、以及感应电容器(例如图2所示的Cp)。第一参考感应电路PSA可以是图2所示的上述光电感应电路SC之一，其连接到图1所示的传感器扫描线S1～SM之一。第一参考感应电路PSA设置在显示区域DA中，并且与周边区域PA邻近。然而，第一参考感应电路PSA也可以设置在周边区域PA中。第一参考感应电路PSA的位置是预定的，从而使得由触摸带来的阴影不会干扰第一参考感应电路PSA。
图6B中示出的第二参考感应电路PSB也包括光电感应元件Qp、开关元件(例如另一个TFT，未示出)、以及感应电容器(未示出)，并且第二参考感应电路PSB设置在周边区域PA中。第二参考感应电路PSB设置在LC面板组件300的上部边缘附近，并且与第一参考感应电路PSA相邻。第二参考感应电路PSB可以连接到分离的传感器扫描线(未示出)，例如独立于图1所示的传感器扫描线S1～SN设置的第二参考扫描线。
参考感应单元PSA和PSB的位置可以改变，并且不限于所示实施例。仅用作示例，参考感应单元PSA和PSB可替换地可以设置在LC面板组件300的下部边缘的附近。
参照图6A，第一参考感应电路PSA，具体地说，是第一参考感应电路PSA的光电感应元件Qp的沟道直接接收背景光和前面光，因为在第一参考感应电路PSA的光电感应元件Qp上没有上部不透明构件OM1。在背景光经不透明构件OM1、OM2和OM3引导后，经第一参考感应电路PSA自身引导后，或经其他元件引导后，第一参考感应电路PSA也可以间接地接收背景光。在这里，被引导的光可以指在经历至少一次反射后到达第一参考感应电路PSA的光。
参照图3～5，上部不透明构件OM1可以包括光阻构件220、反射电极194、数据导体171a、171b、172、175a和177c等，它们设置在半导体151a、152、154b和154c上。设置在光电感应元件Qp正下方的不透明构件OM2可以是光电感应元件Qp的控制电极124c。不透明构件OM3(可以设置在与不透明构件OM2相同的层中)可以包括设置在半导体151a、152、154b和154c之下的栅导体121a、121b、122和131等。
此外，第一参考感应电路PSA也基本以间接方式(例如通过反射等)接收后面光。后面光(指的是灯光)从诸如背光组件(未示出)之类的发光单元中的灯(未示出)出射，用于照射LC面板组件300的像素PX。
相反，参照图6B，第二参考感应电路PSB仅接收来自LCD的发光单元的灯的光，因为上部不透明构件OM1没有开口使背景光进入。也就是说，第二参考感应电路PSB的光电感应元件Qp的沟道基本以间接方式(例如通过反射等)接收后面光、灯光。灯光可以在不透明构件OM2和OM3之间通过，然后被反射离开不透明构件OM1的后表面，从而引导到光电感应元件Qp。
第一/第二参考感应电路PSA/PSB依据接收的光产生第一/第二参考传感器输出信号。与触摸感应电路SC相似，参考感应电路PSA和PSB也连接到图1所示的传感器数据线P1～PM，，从而参考感应电路PSA和PSB向传感器数据线P1～PM输出参考传感器输出信号，以便由传感信号处理器800接收，这一点将在下面进一步描述。
设置在触摸位置处的触摸感应电路SC仅接收灯光，因为触摸后产生阴影阻隔背景光。因此，设置在触摸位置的触摸感应电路SC与图6B所示第二参考感应电路PSB基本处于同样状态。因此，希望触摸位置的传感器输出信号(其被提供给被触摸的触摸感应电路SC所连接到的传感器数据线P1～PM)具有与第二参考感应电路PSB输出的第二参考传感器输出信号同样的电压电平。
相反，其他位置处的触摸感应电路SC在没有被触摸时接收背景光和灯光，从而其他位置处没有被触摸的触摸感应电路SC与第一参考感应电路PSA基本处于同样状态。因此，希望未触摸位置的传感器输出信号(其被提供给未被触摸的触摸感应电路SC所连接到的传感器数据线P1～PM)具有与第一参考感应电路PSA输出的第一参考传感器输出信号同样的电压电平。
LCD可以包括多个第一/第二参考感应单元或电路PSA/PSB。这时，将参考感应单元PSA/PSB的传感器输出信号平均，以产生一个用于处理传感器输出信号的参考信号，该传感器输出信号来自用于提取触摸信息的触摸感应电路SC。
现在，将参照图8、9和10对LCD的传感信号处理器进一步描述，其中传感信号处理器基于来自参考感应单元PSA和PSB的参考信号对来自触摸感应电路SC的传感器输出信号进行处理。
图8是根据本发明的LCD的传感信号处理器的示例性实施例的方框图，图9A和9B是示出根据本发明的LCD的触摸感应电路的示例性实施例的传感信号的曲线图，并且图10是示出图8中示例性比较单元的输入输出关系的曲线图。
参照图8，传感信号处理器800包括传感信号调节器810、模数转换器820和传感信号提取器830。
传感信号调节器810接收多组来自传感器数据线P1～PM的传感器数据信号Vp1～VpM。每组传感器数据信号Vp1～VpM可以源自一组被触摸和/或未被触摸的触摸感应电路SC、一组第一参考感应电路PSA/或一组第二参考感应电路PSB。传感信号调节器810放大和/或滤波每组传感器数据信号Vp1～VpM，并且以并行到串行的方式将被放大和/或滤波的传感器数据信号Vp1～VpM转换成串行化传感器数据信号的序列SSa、SSb或SSt，其中SSa表示针对第一参考感应电路PSA这一组的串行化传感器数据信号的信号序列，SSb表示针对第二参考感应电路PSB这一组的串行化传感器数据信号的信号序列，SSt表示针对触摸感应电路SC这一组的串行化传感器数据信号的信号序列。
模数转换器(ADC)820将串行化传感器数据信号的信号序列SSa/SSb/SSt中的每个传感器数据信号转化成数字化的传感器数据信号。如图8所示，DSSa表示第一参考感应电路PSA这一组的数字化传感器数据信号的信号序列，DSSb表示第二参考感应电路PSB这一组的数字化传感器数据信号的信号序列，并且DVin表示触摸感应电路SC这一组的数字化传感器数据信号的信号序列。ADC 820具有预定数目的输出端，并且该预定数目等于数字化传感器数据信号DSSa、DSSb和DVin的信号序列的位数。
传感信号提取器830包括计算器832、数模转换器834、比较单元836和输出单元838。
计算器832从模数转换器820接收第一/第二参考感应电路PSA/PSB的数字化传感器数据信号DSSa/DSSb的信号序列，并且对数字化传感器数据信号DSSa/DSSb的信号序列进行处理，以产生第一/第二数字参考信号DVu/DVl。计算器832可以包括用于存储数字化传感器数据信号DSSa/DSSb的信号序列的锁存器(未示出)以及用于产生第一/第二数字参考信号DVu/DVl的运算逻辑(未示出)。计算器832所进行的处理可以包括对数字化传感器数据信号DSSa/DSSb的信号序列求平均值，并且还可以包括将一预定值加入平均的数字化传感器数据信号。
数模转换器(DAC)834将来自计算器832的第一/第二数字参考信号DVl/DVu转换成第一/第二模拟参考信号Vl/Vu。
比较单元836包括窗口比较器，如此处所定义的，其包括第一和第二比较器CA和CB。第一比较器CA具有被供给来自DAC 834的第二模拟参考信号Vu的非倒相输入端(+)，以及与传感信号调节器810的输出端耦合的倒相输入端(-)。第二比较器CB具有与传感信号调节器810的输出端耦合的非倒相输入端(+)，以及被供给来自DAC 834的第一模拟参考信号Vl的倒相输入端(-)。第一和第二比较器CA和CB具有通过电阻器R连接到高电压Vhigh的公共输出。
第一和第二比较器CA和CB中的每一个在非倒相输入高于倒相输入时，都具有高电平输出，并且在非倒相输入低于倒相输入时，都具有低电平输出。
因此，参照图10，当传感信号调节器810的输出具有一个介于第一模拟参考信号Vl和第二模拟参考信号Vu之间的值时，第一和第二比较器CA和CB均具有高的输出，因此比较单元836的输出电压Vout为高。当传感信号调节器810的输出高于第二模拟参考信号Vu时，第一比较器CA为低的输出。同样，当传感信号调节器810的输出低于第一模拟参考信号Vl时，第二比较器CB为低的输出。后两种情况使得比较单元836的输出电压Vout为低电平。换句话说，当传感信号调节器810的输出低于第一模拟参考信号Vl或高于第二模拟参考信号Vu时，比较单元836的输出电压Vout为低，但是，当传感信号调节器810的输出介于第一模拟参考信号Vl和第二模拟参考信号Vu之间时，比较单元836的输出电压Vout为高。
输出单元838包括多个AND门，并且AND门的数目可以等于ADC820的输出位数。图8示出ADC 820的输出位数等于8，因此输出单元838包括8个AND门AG0～AG7。AND门AG0～AG7中的每一个都具有与ADC 820的输出端耦合的第一输入端以及与比较单元836的输出耦合的第二输入端。
输出单元838的输出根据比较单元836的输出电压Vout改变。当输出电压Vout为高时，输出单元838的输出等于ADC 820的输出。当输出电压Vout为低时，输出单元838的输出等于零(即“00000000”)。换句话说，当传感信号调节器810的输出没有介于第一/第二模拟参考信号Vl/Vu之间时，那么输出单元838的输出等于零，但是当传感信号调节器810的输出介于第一和第二模拟参考信号Vl和Vu之间时，那么输出单元838的输出等于ADC 820的输出。
输出单元838的输出构成传感信号处理器800的输出，即，报告触摸的触摸信息信号DSN，将参照图9A和9B对其进一步说明。
图9A和9B所示的曲线将传感器数据信号表示为各条传感器数据线P1～PM的位置的函数，图中位置用X(P)表示，被触摸位置被示为X(Pt)。传感器数据信号从连接到传感器扫描线S1～SN之一的触摸感应电路SC产生，并且触摸被施加在该传感器扫描线和传感器数据线Pt的交叉点。
图9A示出处于阴暗模式的曲线，其中第一参考感应电路PSA的第一参考传感器输出电压Va(或信号序列DSSa中的数字化传感器数据信号平均值的模拟值，其通过计算器832获得)高于第二参考感应电路PSB的第二参考传感器输出电压Vb(或信号序列DSSb中的数字化传感器数据信号平均值的模拟值)。图9B示出处于照明模式的曲线，其中第一参考感应电路PSA的第一参考传感器输出电压Va低于第二参考感应电路PSB的第二参考传感器输出电压Vb。
参照图6A和6B，当背景光相对较亮，具体地说，由光电感应元件Qp直接接收的背景光亮于由不透明构件OM1反射到光电感应元件Qp的灯光时，阴暗模式工作。相反，当背景光相对较暗，具体地说，背景光暗于由不透明构件OM1反射的灯光时，照明模式工作。
在阴暗模式中，第二模拟参考信号Vu确定为与减去预定值Δ1的第一参考传感器输出电压Va相等。同样，第一模拟参考信号Vl确定为与减去预定值Δ2的第二参考传感器输出电压Vb相等。
在照明模式中，第二模拟参考信号Vu确定为与加上预定值Δ3的第二参考传感器输出电压Vb相等。同样，第一模拟参考信号V1确定为与加上预定值Δ4的第一参考传感器输出电压Va相等。
如图9A和9B所示，被触摸位置X(Pt)附近的触摸感应单元SC的传感器数据信号的值介于第二模拟参考信号Vu和第一模拟参考信号Vl之间。那么，传感信号处理器800的输出单元838输出的触摸信息信号仅包含被触摸位置X(Pt)附近的触摸感应单元SC的数字化传感器数据信号。触摸感应单元SC的任何一个信号，当如图9A所示该信号大于第二模拟参考信号Vu，或者如图9B所示该信号小于第一模拟参考信号Vl时，将被传感信号处理器800的输出单元838输出为零，或某些其他任意的表示非触摸的值。因此，接收触摸信息信号的外部设备可以轻易地确定触摸是否存在以及在何处存在。
现在，参照图11A和11B，对图8～10所示的传感信号处理器的示例性输出信号以空间视图进行描述。
图11A示出了传统的传感信号处理器的示例性输出信号，这些信号排列在面板组件中；图11B示出了图8～10中所示的示例性传感信号处理器的示例性输出信号，这些信号排列在本发明的面板组件中。
参照图11A，传统的传感信号处理器的输出信号包括所有触摸感应单元SC的数字化传感器数据信号。具体地说，远离被触摸位置X(Pt)的位置处的输出信号的值与第一参考传感器输出信号Va近似。因此，无论这些信号是否非常接近被触摸位置，接收输出信号的外部设备必须对所有输出信号应用算法，以确定触摸是否存在以及存在于何处。
然而，本发明的传感信号处理器的输出信号包括位于被触摸位置X(Pt)附近的触摸感应单元SC的数字化传感器数据信号，并且其他触摸感应单元SC的输出信号为零(在十六进制系统中为“00”)。因此，外部设备仅需要对少数输出信号使用算法，因此可以减少外部设备的处理时间以快速确定触摸信息。
外部设备可以设置在LCD中。
上述实施例也可以用于其他显示设备，例如有机发光二极管显示器、场发射显示器等。
虽然以上对本发明的优选实施例进行了详细说明，但是需要理解的是，对此处所教导的基本发明思想的诸多变化和/或改进对该领域技术人员是显而易见的，其将落入所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。而且，所使用的第一，第二等术语，不表示任何顺序或重要性，只是为了将一个元件和另一个元件区分开。而且，所使用的术语“一”等，不表示对数量的限定，只是表示所提及的零件至少出现其中之一。
本申请根据35U.S.C§119要求享有于2004年11月22日提交的韩国专利申请No.10-2004-0095791的优先权及从中产生的所有利益，该申请的内容在此整个引为参考。
权利要求
1.一种显示设备，包括第一光电传感器，其接收背景光，并基于所接收到的光的第一数量产生第一传感信号；触摸光电传感器，其暴露于背景光，并基于所接收到的光的第二数量产生第二传感信号；以及接收所述第一传感信号和所述第二传感信号的传感信号处理器，其基于所述第一传感信号选择性输出所述第二传感信号。
2.根据权利要求1的显示设备，其中当所接收到的光的所述第二数量与所接收到的光的所述第一数量相差的值大于第一预定值时，所述传感信号处理器输出所述第二传感信号。
3.根据权利要求2的显示设备，其中当所述第二传感信号与所述第一传感信号相差的值大于第二预定值时，所述传感信号处理器输出所述第二传感信号。
4.根据权利要求3的显示设备，其中当所述第二传感信号与所述第一传感信号相等，或与所述第一传感信号相差的值小于所述第二预定值时，所述传感信号处理器输出具有第三预定值的输出信号。
5.一种显示设备，包括第一光电传感器，其接收背景光和配置光，并基于所接收到的光的数量产生第一传感信号；第二光电传感器，其与背景光阻隔，接收所述配置光，并基于所接收到的光的数量产生第二传感信号；触摸光电传感器，其接收背景光和所述配置光，并基于所接收到的光的数量产生第三传感信号；以及接收所述第一传感信号、第二传感信号和第三传感信号的传感信号处理器，其基于所述第一和第二传感信号选择性输出所述第三传感信号。
6.根据权利要求5的显示设备，其中所述传感信号处理器基于所述第一传感信号和所述第二传感信号之一产生第一参考信号，并基于所述第一传感信号和所述第二传感信号中的另一个产生第二参考信号，所述第二参考信号小于所述第一参考信号，并且当所述第三传感信号具有一个介于所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的值时，所述传感信号处理器输出所述第三传感信号。
7.根据权利要求6的显示设备，其中当所述第三传感信号的值在所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的范围之外时，所述传感信号处理器输出具有预定值的输出信号。
8.根据权利要求7的显示设备，其中当所述第三传感信号的值在所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的范围之外时，所述传感信号处理器的输出信号为零。
9.根据权利要求6的显示设备，其中所述第一和第二参考信号是通过对所述第一和第二传感信号加上或减去预定值来确定的。
10.根据权利要求9的显示设备，其中这样确定所述第一和第二参考信号，即，使得所述第二传感信号介于所述第一和第二参考信号之间。
11.根据权利要求6的显示设备，其中所述传感信号处理器包括产生所述第一和第二参考信号的计算器；以及产生具有第一电平和第二电平的输出信号的比较单元，其中，当所述第三传感信号介于所述第一参考信号和所述第二参考信号之间时，所述比较单元的输出信号具有所述第一电平，并且当所述第三传感信号在所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的范围之外时，所述比较单元的输出信号具有所述第二电平。
12.根据权利要求11的显示设备，其中所述比较单元包括具有被提供所述第一参考信号的非倒相输入端和被提供所述第三传感信号的倒相输入端的第一比较器；以及具有被提供所述第三传感信号的非倒相输入端和被提供所述第二参考信号的倒相输入端的第二比较器。
13.根据权利要求12的显示设备，其中所述第一和第二比较器具有公共输出。
14.根据权利要求13的显示设备，其中所述传感信号处理器还包括模数转换器，其将所述第一传感信号、所述第二传感信号和所述第三传感信号分别转换成第一数字传感信号、第二数字传感信号和第三数字传感信号；以及数模转换器，其连接在所述计算器和所述比较单元之间，并对来自所述计算器的所述第一和第二参考信号进行模拟转换。
15.根据权利要求14的显示设备，其中所述传感信号处理器还包括传感信号调节器，其对要施加到所述模数转换器的所述第一至第三传感信号进行并行到串行的转换。
16.根据权利要求14的显示设备，其中所述传感信号处理器还包括输出单元，其响应所述比较单元的输出信号选择性输出所述第三传感信号。
17.根据权利要求16的显示设备，其中所述输出单元包括多个AND门，并且每个AND门具有与所述模数转换器的输出端耦合的第一输入端以及被提供有所述比较单元的输出信号的第二输入端。
18.根据权利要求17的显示设备，其中当所述比较单元的输出信号为所述第一电平时，所述输出单元输出所述第三传感信号，并且当所述比较单元的输出信号为所述第二电平时，所述输出单元输出预定值。
19.根据权利要求18的显示设备，其中当所述比较单元的输出信号为所述第二电平时，所述输出单元输出零值。
20.根据权利要求5的显示设备，还包括设置在显示区域中用于显示图像的多个像素，其中所述第一光电传感器和所述触摸光电传感器设置在所述显示区域中，并且所述第二光电传感器设置在所述显示区域外部。
21.根据权利要求5的显示设备，其中第一、第二和触摸光电传感器包括非晶硅或多晶硅薄膜晶体管。
22.一种处理显示设备的传感信号的方法，包括基于背景光和配置光产生第一传感信号；基于所述配置光产生第二传感信号；基于根据触摸所接收到的光产生第三传感信号；并且基于所述第一和第二传感信号选择性输出所述第三传感信号。
23.根据权利要求22的方法，其中选择性输出所述第三传感信号的步骤包括基于所述第一和第二传感信号产生第一参考信号和低于所述第一参考信号的第二参考信号；将所述第三传感信号与所述第一和第二参考信号比较；并且当所述第三传感信号落在所述第一参考信号和所述第二参考信号之间的范围之外时，输出具有预定值的信号。
24.根据权利要求23的方法，其中选择性输出所述第三传感信号的步骤还包括当所述第三传感信号介于所述第一参考信号和所述第二参考信号之间时，输出所述第三传感信号。
25.根据权利要求24的方法，还包括如此确定所述第一和第二参考信号，即，使所述第二传感信号介于所述第一参考信号和所述第二参考信号之间。
26.一种传感信号处理器，包括传感信号接收部分，其至少接收第一传感信号、第二传感信号和第三传感信号；传感信号提取器，其将所述第一传感信号和所述第二传感信号转换成第一和第二参考信号；以及输出单元，当所述第三传感信号介于所述第一和第二参考信号之间时，其输出所述第三传感信号，并且当所述第三传感信号落在所述第一和第二参考信号之间的范围之外时，输出常数值。
27.根据权利要求26的传感信号处理器，还包括在所述传感信号提取器内的比较单元，所述比较单元将所述传感信号接收部分的输出与所述第一和第二参考信号进行比较，其中当所述第三传感信号介于所述第一和第二参考信号之间时，所述比较单元输出第一电平，并且当所述第三传感信号落在所述第一和第二参考信号之间的范围之外时，输出第二电平。
28.根据权利要求27的传感信号处理器，其中当所述比较单元的输出信号为所述第一电平时，所述输出单元输出所述第三传感信号，并且当所述比较单元的输出信号为所述第二电平时，所述输出单元输出常数值。
29.根据权利要求28的传感信号处理器，其中所述常数值为零。
30.一种显示设备，包括触摸传感电路，用于感应触摸并输出传感信号，以及传感信号处理器，其接收所述传感信号，并将所述传感信号与第一和第二参考信号进行比较，其中当所述传感信号介于所述第一和第二参考信号之间时，所述传感信号处理器输出所述传感信号，并且当所述传感信号落在所述第一和第二参考信号间的范围之外时，输出预定常数值。
31.根据权利要求30的显示设备，还包括第一参考传感电路以及第二参考传感电路。
32.根据权利要求31的显示设备，其中所述第一参考传感电路位于所述显示设备的显示区域内，并且所述第二参考传感电路位于所示显示设备的显示区域外部。
全文摘要
一种显示设备包括第一光电传感器，其接收背景光，并基于所接收到的光的第一数量产生第一传感信号；触摸光电传感器，其暴露于背景光，并基于所接收到的光的第二数量产生第二传感信号；以及接收第一传感信号和第二传感信号的传感信号处理器，其基于第一传感信号选择性输出第二传感信号。
文档编号G09G3/20GK1801307SQ2005101373
公开日2006年7月12日 申请日期2005年11月22日 优先权日2004年11月22日
发明者朴钟雄, 金炯杰, 鱼基汉, 李柱亨 申请人:三星电子株式会社