显示装置及其驱动方法

专利名称：显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置及其驱动方法。
背景技术：
典型的液晶显示装置(LCD)包括下面板和上面板，以及设在上面板与下面板之间、具有介电各向异性的液晶(LC)层。下面板和上面板上设有像素电极和公共电极。像素电极排列成矩阵，并且每个像素电极连接到开关元件Q例如薄膜晶体管(TFT)。每行像素电极被顺序地供给数据电压。公共电极覆盖着上面板的整个表面，并被供给公共电压。像素电极、公共电极以及两者间的LC层形成LC电容器，并且LC电容器是与开关元件Q一起组成每个像素的基本单元。
LCD装置通过调节施加到LC层上的电场的强度从而控制穿过下面板和上面板的光的透射率来显示期望的图像。为了避免由于向LC层施加一个方向的电场而引起LC层的恶化，对于每帧、每个像素行或者每个像素，将数据电压的极性相对于公共电压进行反转。
近来，已经研制出向这类LCD装置提供光电传感器的产品。例如，当人手或触摸笔接触LCD装置的屏幕时，光电传感器依据人手或触摸笔的位置对光的变化提供响应。LCD装置确定触摸信息例如是否存在着触摸，以及触摸的位置，以便传输给外部装置。外部装置响应于该触摸信息而传输图像信号。光电传感器由LCD装置内的单独触摸板形成。然而，这样的单独触摸板增加了LCD装置的厚度和重量，并使得LCD装置难以显示详细的字符或画面。
因此，已经研制出在显示图像的像素内形成光电传感器的技术。然而，这类光电传感器会引起响应于触摸的光电感测的许多错误，这是由于光电传感器的输出特性会根据周围环境而变化，例如外部光的强度，背光的亮度，温度等。从而，尽管发生了触摸，但LCD装置可能觉察不出任何触摸，或者尽管没有发生触摸，但LED装置可能觉察到了触摸。

发明内容
本发明的目的是提供一种显示装置及其驱动方法，其能够产生光电传感器的稳定输出信号，以便响应于用户的触摸准确地确定触摸信息，而与外部环境的变化无关。
提供了一种显示装置，其包括面板组件；向所述面板组件提供光的背光单元；第一光电传感器；第二光电传感器；感测信号处理器；以及信号控制器。第一光电传感器被提供环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号。第二光电传感器被阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号。感测信号处理器接收来自所述第一和第二光电传感器的所述第一和第二感测信号，以便处理。信号控制器根据来自所述感测信号处理器的处理过的第一和第二感测信号来确定感测状态，并根据该感测状态执行预定的控制操作。
提供了一种设有背光单元的显示装置的驱动方法，其中背光单元用来提供光，所述方法包括在第一光电传感器处接收环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号；在第二光电传感器处阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号；响应于所述第一和第二感测信号产生状态判断信号；以及响应于由所述状态判断信号指示的所述环境光的强度，确定感测状态。所述状态判断信号表示所述第一和第二感测信号之间的差值。
提供了一种显示装置，其包括面板组件；向所述面板组件提供光的背光单元；第一光电传感器；第二光电传感器；第三光电传感器；感测信号处理器；以及信号控制器。第一光电传感器接收环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号。第二光电传感器被阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号。第三光电传感器接收所述环境光和来自所述背光单元的光，以根据用户触摸产生第三感测信号。感测信号处理器处理来自所述第一至第三光电传感器的所述第一至第三感测信号。信号控制器根据处理过的第一和第二感测信号来调整(regulate)所述第三感测信号。
提供了一种设有背光单元的显示装置的驱动方法，其中背光单元用来提供光，所述方法包括在第一光电传感器处接收环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号；在第二光电传感器处阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号；在第三光电传感器处接收所述环境光和来自所述背光单元的光，以根据触摸产生第三感测信号；以及响应于所述第一和第二感测信号调整所述第三感测信号。


通过参照附图详细地说明本发明的示例性实施例，本发明将会变得更加清楚，在附图中图1是依照本发明示例性实施例的LCD装置的框图；图2是依照本发明示例性实施例的LCD装置的子像素的等效电路图；图3是依照本发明示例性实施例的LCD装置的示例性布局图；图4和5分别是沿着图3中的线IV-IV’和V-V’所取的截面图；图6A和6B各自是依照本发明示例性实施例的LCD装置的参考光电传感器的示意图；图7是依照本发明示例性实施例的光电传感器安装在LCD装置的LC面板组件上的位置的示意图；图8是依照本发明示例性实施例的LCD装置的信号读出器和信号控制器的框图；图9说明在图6A和6B中示出的参考光电传感器的感测信号；图10是依照本发明示例性实施例的用于确定LCD装置的感测状态的一个示例性流程图；图11是依照本发明示例性实施例的用于确定LCD装置的感测状态的另一个示例性流程图；图12说明依照本发明另一个示例性实施例的LCD装置中取决于感测模式的显示区域内的光电传感器的感测信号的波形；以及图13是用于依照本发明示例性实施例的用于控制LCD装置的显示区域内的光电传感器的感测信号的示例性流程图。
具体实施例方式
现在，将参照附图更加全面地说明本发明，在附图中示出的是本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，因此不应当被解释为局限于此处阐述的实施例。
在附图中，为了清楚起见，各层和各区的厚度都被放大。在整个附图中，相同的标号表示相同的元件。应当理解，当例如层、膜、区、基板或面板的元件被称作“位于另一元件之上”时，该元件可以直接位于另一元件之上，或者也可以存在着中介元件。与此相反，当元件被称作“直接位于另一元件之上”时，则不存在任何中介元件。
图1是依照本发明示例性实施例的液晶显示(LCD)装置的框图，而图2是依照本发明示例性实施例的LCD装置的像素的等效电路图。
参看图1和2，依照本发明示例性实施例的LCD装置包括液晶(LC)面板组件300和图像扫描器400，数据驱动器500，传感器扫描器(sensorscanner)700，以及连接到LC面板组件300的感测信号处理器800。LCD装置还包括向LC面板组件300提供光的背光单元900，供给上述元件所需的电压的驱动电压发生器950，以及控制上述元件的信号控制器600。
面板组件300包括多个信号线G1-Gn，D1-Dm，S1-Sn，P1-Pm，PSG和PSD，以及电气连接到信号线G1-Gn，D1-Dm，S1-Sn，P1-Pm，PSG和PSD并基本上排列成矩阵的多个像素。
信号线G1-Gn，D1-Dm，S1-Sn，P1-Pm，PSG和PSD包括传输图像扫描信号的图像扫描线G1-Gn和传输图像数据信号的数据线D1-Dm。图像扫描线G1-Gn基本上沿行方向延伸，并且基本上相互平行，而数据线D1-Dm基本上沿列方向延伸，并且基本上相互平行且基本上垂直于图像扫描线G1-Gn。
信号线G1-Gn，D1-Dm，S1-Sn，P1-Pm，PSG和PSD还包括传输感测扫描信号的感测扫描线S1-Sn，和传输感测信号的感测信号线P1-Pm。感测扫描线S1-Sn基本上沿行方向延伸，并且基本上相互平行，而感测信号线P1-Pm基本上沿列方向延伸，并且基本上相互平行。感测扫描线S1-Sn基本上平行于图像扫描线G1-Gn延伸，而感测信号线P1-Pm基本上平行于数据线D1-Dm延伸。
信号线G1-Gn，D1-Dm，S1-Sn，P1-Pm，PSG和PSD还包括传输控制电压VSG的控制电压线PSG和传输输入电压VSD的输入电压线PSD。控制电压线PSG基本上平行于图像扫描线G1-Gn和感测扫描线S1-Sn延伸，而输入电压线PSD基本上平行于数据线D1-Dm和感测信号线P1-Pm延伸。
每个像素包括电气连接到图像扫描线G1-Gn和数据线D1-Dm上的第一开关元件QS1，和电气连接到第一开关元件QS1上的LC电容器CLC和存储电容器CST。
第一开关元件QS1例如薄膜晶体管(TFT)具有三个端子电气连接到图像扫描线G1-Gn其中一个(例如，Gi)上的控制端；电气连接到数据线D1-Dm其中一个(例如，Dj)上的输入端；以及电气连接到LC电容器CLC和存储电容器CST上的输出端。
另外，每个像素包括光电传感器，该传感器包括电气连接到控制电压线PSG和输入电压线PSD上的感测元件QP，电气连接到感测扫描线S1-Sn和感测信号线P1-Pm上的第二开关元件QS2，以及电气连接在控制电压线PSG与第二开关元件QS2和感测元件QP间的节点之间的传感器信号电容器CP。或者，并非所有像素都包括光电传感器，例如，其中一个像素可以包括光电传感器，或者，以大约1mm至大约2mm间隔排列的每个像素可以包括光电传感器。换句话说，必要时，光电传感器的密度可以进行控制，从而，对应的感测扫描线S1-Sn和感测信号线P1-Pm的数目也可以进行控制。
感测元件QP具有三个端子分别电气连接到控制电压线PSG和输入电压线PSD上的控制端和输入端，以及电气连接到传感器信号电容器CP和第二开关元件QS2上的输出端。感测元件QP产生光电流，其响应于向由非晶硅或多晶硅构成的感测元件QP的沟道(channel)的光照射。该光电流流向传感器信号电容器CP和第二开关元件QS2，其由被施加到输入电压线PSD的输入电压VSD驱动。
传感器信号电容器CP电气连接在感测元件QP与控制电压线PSG之间，并且存储响应于来自感测元件QP的光电流的电荷，以维持预定的电压。如果不必要，可以省略传感器信号电容器CP。
第二开关元件QS2具有三个端子分别电气连接到感测扫描线S1-Sn其中一个(例如，Si)上、感测信号线P1-Pm其中一个(例如，Pj)上以及感测元件QP上的控制端、输出端和输入端。当感测扫描线S1-Sn接收到用于导通第二开关元件QS2的电压时，第二开关元件QS2将由传感器信号电容器CP存储的电压、或者来自感测元件QP的光电流作为感测信号VP1-VPM输出到感测信号线P1-Pm。
在上述示例性实施例中，第一开关元件QS1和第二开关元件QS2以及感测元件QP可以包含非晶硅或多晶硅TFT。
驱动电压发生器950产生LCD装置所需的多个电压，例如，分别用于导通/关断第一开关元件QS1和第二开关元件QS2的图像扫描导通电压Von和图像扫描关断电压Voff，以及输入电压VSD和控制电压VSG。
图像扫描器400电气连接到LC面板组件300的图像扫描线G1-Gn上，并且合成来自驱动电压发生器950的图像扫描导通电压Von和图像扫描关断电压Voff，以产生施加到图像扫描线G1-Gn上的图像扫描信号。
数据驱动器500电气连接到LC面板组件300的数据线D1-Dm上，并且向数据线D1-Dm施加数据电压。
传感器扫描器700电气连接到LC面板组件300的感测扫描线S1-Sn上，并且合成来自驱动电压发生器950的图像扫描导通电压Von和图像扫描关断电压Voff并产生施加到感测扫描线S1-Sn上的感测扫描信号。
感测信号处理器800电气连接到LC面板组件300的感测信号线P1-Pm上，并且接收从感测信号线P1-Pm输出的感测信号VP1-VPM，以执行预定的信号处理。
背光单元900靠近于LC面板组件300而放置，以向LC面板组件300提供光，并且包括多个灯。
信号控制器600控制图像扫描器400，数据驱动器500，传感器扫描器700，感测信号处理器800，背光单元900以及驱动电压发生器950。
图像扫描器400，数据驱动器500，传感器扫描器700或者感测信号处理器800可以经由驱动集成电路直接安装在LC面板组件300上，或者可以安装在柔性印刷电路薄膜上，以附连到采用载带封装(TCP)型组件中的LC面板组件300。或者，图像扫描器400、数据驱动器500、传感器扫描器700或感测信号处理器800可以集成在LC面板组件300内。
另外，图像扫描器400，数据驱动器500，传感器扫描器700，感测信号处理器800，以及信号控制器600可以被实现为单芯片。图像扫描器400，数据驱动器500，传感器扫描器700，感测信号处理器800，以及信号控制器600可以集成到单芯片中，由此减小安装空间并降低功耗。当然，必要时，每个元件或在每个元件中使用的电路都可以安设在该单芯片之外。
现在将详细说明该LCD装置的显示操作和光电感测(photo sensing)。
向信号控制器600供给输入图像信号R、G和B，以及控制LCD装置的显示的输入控制信号。输入控制信号包括例如垂直同步信号Vsync，水平同步信号Hsync，主时钟MCLK，以及数据使能(enable)信号DE。从外部的图形控制器(未示出)提供输入控制信号。在产生图像扫描控制信号CONT1和数据控制信号CONT2、并且响应于输入控制信号对适合于操作LC面板组件300的输入图像信号R，G和B进行处理之后，信号控制器600向图像扫描器400提供图像扫描控制信号CONT1，并且向数据驱动器500提供处理过的图像信号DAT和数据控制信号CONT2。
图像扫描控制信号CONT1包括用于指令图像扫描器400在电压Von时开始图像扫描的垂直同步开始信号STV，和用于在电压Von时控制图像扫描的输出的至少一个时钟信号。
数据控制信号CONT2包括用于通知数据驱动器500开始水平周期的水平同步开始信号STH，用于指令数据驱动器500向数据线D1-Dm施加适当数据电压的负载信号LOAD，用于相对于公共电压Vcom反转(reverse)数据电压极性的反转控制电压RVS，以及数据时钟电压HCLK。
数据驱动器500从信号控制器600接收用于像素行的处理过的图像信号DAT的包(packet)，并响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，将这些处理过的图像信号DAT转换成模拟数据电压。
响应于来自信号控制器600的图像扫描控制信号CONT1，图像扫描器400向图像扫描线G1-Gn施加图像扫描导通电压Von，由此导通电气连接到图像扫描线G1-Gn上的第一开关元件QS1。
数据电压与施加到每个像素上的公共电压Vcom之间的差被表达为LC电容器CLC的充电电压，即像素电压。液晶分子的取向(orientation)取决于像素电压的幅度(magnitude)，并且其取向决定穿过像素的光的极化(polarization)。
在第一开关元件QS1的导通时间内，数据驱动器500将数据电压施加到相应的数据线D1-Dm上，该导通时间被称作“一个水平周期”或“1H”，它等于水平同步信号Hsyc和数据使能信号DE的一个周期。接着，数据电压经由导通的第一开关元件OS1被顺序地施加给相应的像素。
通过重复上述过程，在一个帧内，所有的图像扫描线G1-Gn都被顺序地提供图像扫描导通电压Von，由此将数据电压施加到所有像素上。当在完成一帧后开始下一帧时，被施加到数据驱动器500上的反转控制信号(inversioncontrol signal)RVS被控制成使数据电压的极性反转(这被称作“帧反转”)。反转控制信号RVS也可以被控制成使一帧中在数据线内流动的数据电压的极性反转，例如列反转，线反转，或者使一个包(packet)内的数据电压的极性反转，例如列反转，点反转。
响应于来自信号控制器600的感测控制信号CONT3，传感器扫描器700将图像扫描导通电压Von顺序施加到感测扫描线S1-Sn上，并且感测信号处理器800读出被施加到感测信号线P1-Pm上的感测信号VP1-VPM。在对读出的感测信号VP1-VPM放大并滤波后，感测信号处理器800将处理过的信号转换成数字信号，以便传输给信号控制器600。信号控制器600通过适当地处理该数字信号来确定接触的位置以及是否存在着接触(例如，触摸位置以及有无触摸)，然后，信号控制器600将关于接触位置的信息传输给外部装置。外部装置接着将基于该信息的图像信号传输给LCD装置。
现在，参看图3至5详细说明依照本发明示例性实施例的LCD装置的结构。
图3是依照本发明示例性实施例的LCD装置的示例性布局图，而图4和5分别是沿着图3中的线IV-IV’和V-V’所取的截面图。
依照本发明示例性实施例的LCD装置包括TFT阵列面板100，公共电极面板200，以及夹在TFT阵列面板100与公共电极面板200之间的LC层3。
现在，参看图3至5详细说明TFT阵列面板100。
图像扫描线121，存储电极线131，感测扫描线127和控制电压线129放置在绝缘基板110例如透明玻璃上。
图像扫描线121、感测扫描线127和控制电压线129基本上沿LCD装置的横向延伸并彼此分开，并且分别传输图像扫描信号、感测扫描信号和控制信号VSG，而且分别包括控制电极124、128和126。控制电压线129包括从控制电极126延伸的膨胀部分(expansion)123。
每个存储电极线131基本上沿LCD装置的横向延伸，并且包括形成存储电极133的突起部分(protrusion)。存储电极线131被供给预定电压，例如公共电压，该预定电压被施加到LCD装置的公共电极面板200上的公共电极270。
图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131以及控制电压线129例如由含Al金属如Al和Al合金，含Ag金属如Ag和Ag合金，含Cu金属如Cu和Cu合金，含Mo金属如Mo和Mo合金，Cr，Ti或Ta制成。图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131以及控制电压线129可以具有多层结构，该结构包括具有不同物理性质的两层膜。该两层膜中的一层例如由低阻抗金属，包括含Al金属、含Ag金属或含Cu金属制成，用于减小图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131以及控制电压线129内的信号延迟或电压降。该两层膜中的另一层例如由具有与其它材料如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)有良好物理、化学以及电学接触性质的材料制成，例如含Mo金属，Cr，Ta或Ti。该两层膜组合的例子包括下Cr膜和上Al-Nd合金膜，以及下Al膜和上Mo膜。
另外，图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131以及控制电压线129的侧面相对于绝缘基板110的表面倾斜，并且其倾斜角处于约30度与约80度之间的范围内。
例如由氮化硅SiNx制成的绝缘层140设置在图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131，控制电压线129，控制电极124、128和126，存储电极，以及绝缘基板110的暴露部分上。
例如由氢化的非晶硅(缩写为“a-Si”)或多晶硅制成的半导体条纹(semiconductor stripe)151和半导体岛(semiconductor island)156、158、159设置在绝缘层140的选定部分上。每个半导体条纹151基本上沿LCD装置的纵向延伸，并具具有朝向控制电极124分支出来的突起部分154和从那里延伸的膨胀部分157。半导体条纹151在图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131以及控制电压线129附近变宽，以使半导体条纹151覆盖着图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131以及控制电压线129的大部分区域。
例如由硅化物或重掺杂n型杂质例如磷(phosphorous)的n+氢化a-Si制成的欧姆接触条纹161和欧姆接触岛162、164、165、166、168设置在半导体条纹151上。每个欧姆接触条纹161具有突起部分163，并且突起部分163和欧姆接触岛165成对地设置在半导体条纹151的突起部分154上。另外，欧姆接触岛162、164和欧姆接触岛166、168分别成对地设置在半导体岛156和158上。
半导体条纹151，半导体岛156、158和159，欧姆接触条纹161，以及欧姆接触岛162、164、165、166和168的侧面相对于绝缘基板110的表面倾斜，并且其倾斜角例如处于约30度到约80度的范围内。
数据线171，输入电压线179a和感测信号线179b，输出电极174、175和输入电极176设置在欧姆接触条纹161，欧姆接触岛162、164、165、166和168，以及绝缘层140之上。
数据线171，输入电压线179a和感测信号线179b基本上沿纵向延伸，并与图像扫描线121，感测扫描线127，存储电极线131以及控制电压线129交叉，并且分别传输数据电压，传感输入电压和感测信号。
每个输出电极175包括与一个存储电极133相重叠的膨胀部分177。包括突起部分的数据线171的每个纵向部分形成面向输出电极175的端部的输入电极173。控制电极124，输入电极173，以及输出电极175连同半导体条纹151的突起部分154形成具有沟道(channel)的TFT，该沟道设置在输入电极173与输出电极175之间的突起部分154上。这样的TFT例如用作第一开关元件QS1。
每个输入电压线179a包括纵向部分和横向部分，并且包含有突起部分的横向部分的一部分形成面向输出电极174的端部的输入电极172。控制电极126，输入电极172和输出电极174连同半导体岛156形成具有沟道的TFT，该沟道设置在输入电极172与输出电极174之间的半导体岛156上。这样的TFT用作感测元件QP。
感测元件QP的输出电极174和第二感测元件QS2的输入电极176彼此电气连接。感测信号线179b包括朝着输入电极176突起的输出电极178。每对输入电极176和输出电极178相互分开，并且相对于控制电极128彼此相对地设置。控制电极128，输入电极176，和输出电极178连同半导体岛158形成具有沟道的TFT，该沟道设置在输入电极176和输出电极178之间的半导体岛158上。这样的TFT用作第二开关元件OS2。
每个输出电极174具有与每个控制电压线129的膨胀部分123相交叠的膨胀部分174a，并且感测信号电容器CP通过交叠膨胀部分123与174a而形成。
数据线171，输入电压线179a，感测信号线179b，输出电极174、175和178，以及输入电极172、173和176例如由难熔金属如Cr、Mo、Ti、Ta或其合金制成。然而，它们也可以具有包括低阻抗膜(未示出)和良好接触膜(未示出)的多层结构。该多层结构组合的例子包括下Mo膜，中间Al膜和上Mo膜，以及下Cr膜和上Al-Nd合金膜以及下Al膜和上Mo膜的上述组合。
类似于图像扫描线121和感测扫描线127，存储电极线131和控制电压线129，数据线171，输入电压线179a，感测信号线179b，输出电极174、175和178以及输入电极172、173和176具有锥形侧面，并且其倾斜角处于约30度到约80度的范围内。
欧姆接触条纹161和欧姆接触岛162、164、165、166、168夹于在下的半导体条纹151和半导体岛156、158、159与在上的数据线171，输入电压线179a，感测信号线179b，输出电极174、175、178，以及输入电极172、173、176之间，以降低其间的接触阻抗。半导体条纹151包括未被数据线171和输出电极175覆盖的暴露部分，例如位于输出电极173和输出电极175之间的部分。尽管半导体条纹151在大部分位置处比数据线171窄，然而半导体条纹151的宽度在上述的图像扫描线121和感测扫描线127、存储电极线131和控制电压线129附近变得较大，从而提供光滑的表面轮廓(profile)，由此避免数据线171的断连。
钝化(passivation)层180设置在数据线171，输入电压线179a，感测信号线179b，输出电极174、175和178，输入电极172、173和176，以及半导体条纹151的暴露部分上。有机绝缘层187设置在该钝化层上。钝化层180例如由无机绝缘体如氮化硅或氧化硅制成，并且有机绝缘层187例如由具有良好平坦性质的光敏有机材料制成。在这种情形下，有机绝缘层187的表面具有交替突起和凹陷的图案，这种图案也包括在反射电极194上，以最大化反射效率。
钝化层180和有机绝缘层187具有暴露输出电极175的膨胀部分177的接触孔185。这些接触孔185可以具有多边形或圆形的形状。接触孔185的侧面具有例如范围为约30度到约85度的倾斜角，或者具有阶梯形(step form)。
像素电极190设置在有机绝缘层187上。像素电极190包括透明电极192和反射电极194。透明电极192例如由透明导体如ITO或IZO制成，而反射电极194例如由不透明的反射导体如Ag或Ag合金、或者Al或Al合金制成。像素电极190还可以包括接触辅助物(未示出)，其例如由Mo或Mo合金、Cr、Ti或Ta制成。该接触辅助物确保了透明电极192与反射电极194的接触性质，并且避免了透明电极192氧化反射电极194。
每个像素都具有透射区195和反射区RA。透射区195是省略了反射层194的区域，而反射区RA是存在着反射层194的区域。透射区195和反射区RA的显示单元(cell)间隙是不同的，这是由于在透射区195内有机绝缘层187被移除。
由于有机绝缘层187和像素电极190的移除而使半导体岛156暴露于环境光的通孔199设置在半导体岛156上。
像素电极190通过接触孔185在物理上电气连接到输出电极175的膨胀部分177上，以便像素电极190接收来自输出电极175的数据电压。被供给数据电压的像素电极190协同公共电极270产生电场，其决定液晶层3内液晶分子的取向。
如上所述，像素电极190和公共电极270形成LC电容器CLC，其存储关断TFT之后施加的电压。另外，与LC电容器CLC电气并联的存储电容器CST被提供用来增强电压存储容量。存储电容器CST通过将输出电极175的膨胀部分177与存储电极线131相交叠来实现。或者，存储电容器CST可以通过将像素电极190与相邻的图像扫描信号线121相交叠来实现，然后省略存储电极线131。在示例性实施例中，像素电极190与扫描线121和相邻的数据线171相交叠，以提高孔径比。
接下来参看图3至5说明公共电极面板200。
公共电极面板200包括绝缘基板210，阻光构件(light blockingmember)220，滤色器230，外涂层(overcoat)250，以及公共电极270。阻光构件220被称作用于防止光泄漏的黑矩阵，其设置在绝缘基板210上，该绝缘基板210可以是例如透明玻璃。阻光构件220可以包括面向像素电极190的开口，并且可以具有与像素电极190基本上相同的平面形状。或者，阻光构件220可以包括对应于数据线171的直线部分和对应于TFT的其它部分。
滤色器230设置在绝缘基板210上，并且基本上设置在被阻光构件220围住的区域内。滤色器230可以基本上沿像素电极190的纵向延伸。滤色器230可以表示诸如红、绿和蓝色的基色中的一个。
用于防止滤色器230被暴露并提供平坦表面的外涂层250设置在滤色器230和阻光构件220上。例如由透明导电材料如ITO和IZO制成的公共电极270设置在外涂层250上。
用于偏振光的一对偏振器(未示出)附在LC面板组件300的TFT阵列和公共电极面板100和200的外表面上。
依照本发明示例性实施例的LCD装置包括光电传感器，其感测环境光和/或来自背光单元的光，以控制像素内光电传感器的感测信号(sensingsignal)。现在，参看图6A至8详细说明第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB。
图6A和6B是依照本发明示例性实施例的第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB的示意图。图7是依照本发明示例性实施例的第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB位于LCD装置的LC面板组件300上的安装位置的示意图。图8是依照本发明示例性实施例的LCD装置的信号读出器和信号控制器的框图。
第一参考光电传感器PSA是设置在显示区域DA内的光电传感器，其电气连接到感测扫描线(sensing scanning line)上并包括上面参看图2所述的感测元件(sensing element)QP，开关元件QS2和传感器信号电容器(sensor signalcapacitor)CP，如图6A所示。第一参考光电传感器PSA沿LC面板组件300内显示图像的显示区域DA的边缘来设置。第一参考光电传感器PSA还基本上平行于LC面板组件300的纵向长度来设置。然而，必要时，该参考光电传感器PSA可以设置在显示区域DA的外部，而且可以与显示区域DA内的光电传感器(以下称作“PSDA”)分开提供。将第一参考光电传感器设置在LC面板组件300的显示区域DA的边缘处减小了由触摸引起的阴影的影响等。
第二参考光电传感器PSB包括感测元件QP，开关元件QS2和传感器信号电容器CP，如图6B所示。第二参考光电传感器PSB设置在显示区域DA的外部，如图7所示，并连接到单独的感测扫描线上。第二参考光电传感器PSB紧邻于显示区域的边缘设置，其中第一参考光电传感器PSA设置在该边缘处。第二参考光电传感器PSB被设置成基本上平行于第一参考光电传感器PSA。
当从前面观看显示区域时，该第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB可以紧邻于LC面板组件300的上边缘或下边缘来设置，并且在任一情形下，第一参考光电传感器PSA连接到所选择的感测扫描线上，并且第二参考光电传感器PSB紧邻于第一参考光电传感器PSA被设置在显示区域DA的外部。
第一参考光电传感器PSA经由感测元件QP的开口接收环境光，并且经由背侧或感测元件QP附近的通孔接收来自背光单元900的光(以下被称作“LBU”)。另外，第一参考光电传感器PSA接收由形成第一参考光电传感器PSA的层所引导(guide)的LBU，或者由该第一参考光电传感器PSA内部或外部的层以及该层周围的材料层所引导的LBU。第一参考光电传感器PSA响应于环境光和LBU的照射而产生感测信号。
第二参考光电传感器PSB表示对第一参考光电传感器PSA的布置进行替代的光电传感器的布置。第二参考光电传感器PSB阻挡感测元件QP受环境光的影响，这是由于阻光构件220和/或反射电极194使感测元件QP与环境光相隔离。然而，第二参考光电传感器PSB经由背侧或感测元件QP附近的通孔，或者如上所述经由被引导的LBU接收LBU。另外，第二参考光电传感器PSB接收相对于第一参考光电传感器PSA更多的被反射电极194反射的LBU。第二参考光电传感器PSB响应于LBU的照射而产生感测信号。
依照本发明示例性实施例的LCD装置可以包括多个第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB，并且，类似于PSDA，该第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB连接到感测信号线P1-Pm上，以响应于感测扫描信号将感测信号VP1-VPM输出到感测信号线P1-Pm。
现在，参看图8和9说明处理来自第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB的感测信号的LCD装置。
图8是依照本发明示例性实施例的LCD装置的信号读出器和信号控制器的框图，而图9示出分别在图6A和6B中示出的第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB的感测信号。
如图8所示，该LCD装置包括感测信号处理器800，信号控制器600，背光单元900和驱动电压发生器950。
感测信号处理器800包括感测信号调整器(regulator)810和模数转换器820。感测信号调整器810经由感测信号线P1-Pm接收来自第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB的各个感测信号VP1-VPM，以便放大和/或滤波。模数转换器820将调整过的感测信号VP1’-VPM’转换成数字信号。
信号控制器600包括串联的信号输入单元610，操作单元620以及控制信号输出单元630，其可以用数字逻辑电路来实现。
信号输入单元610处理来自模数转换器820的经过数字转换的感测信号DVP1-DVPM。换句话说，信号输入单元610求取经过数字转换的第一参考光电传感器PSA的感测信号DVP1-DVPM的平均值，以产生第一平均感测信号VSA，并求取经过数字转换的第二参考光电传感器PSB的感测信号DVP1-DVPM的平均值，以产生第二平均感测信号VSB。另外，信号输入单元610可以执行数字滤波。如上所述，对于多个第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB使用第一平均感测信号VSA和第二平均感测信号VSB防止了相对于为单个第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB而产生的感测信号的感测信号的不均匀性。
操作单元620响应于来自信号输入单元610的第一平均感测信号VSA和第二平均感测信号VSB，产生第一至第三状态判断信号V1、V2和V3。如图9所示，第一状态判断信号V1由从最大信号Vmax中减去第一平均感测信号VSA来定义，第二状态判断信号V2由第一平均感测信号VSA与第二平均感测信号VSB之间的差值来定义，并且第三状态判断信号V3由从第二平均感测信号VSB中减去最小值Vmin来定义。最大信号Vmax和最小信号Vmin由感测信号调整器810和模数转换器820确定，并且例如，最大信号Vmax和最小信号Vmin的值被允许输入到操作单元620中。
第一状态判断信号V1取决于环境光的强度和灯的亮度，并且第一状态判断信号V1的值随着环境光的强度变大而变小。第二状态判断信号V2取决于环境光的强度和灯的亮度，并且第二状态判断信号V2的值随着环境光的强度变大而变大。第三状态判断信号V3随着灯的亮度变大而变大。
操作单元620基于第一至第三状态判断信号V1、V2和V3，响应于LCD装置的环境光的强度而确定感测状态。换句话说，通过比较第一至第三状态判断信号V1、V2和V3与预定设定值，操作单元620可以确定LCD装置位于室外还是室内，或者虽然在室内，它是亮还是暗。必要时，感测状态可以被确定为两个或更多可能状态中的一个，并且这样的状态判断例子将参看图10和11来描述。
图10是依照本发明示例性实施例的用于判断LCD装置的感测状态的一个示例性流程图，而图11是依照本发明示例性实施例的用于判断LCD装置的感测状态的另一个示例性流程图。
在图10的流程图中，操作单元620从以0和1表示的两个可能状态中确定感测状态SM。
首先，操作单元620将感测状态SM初始化为“1”(S10)，随后，比较第一状态判断信号V1与第一预定值Vth1，并且比较第二状态判断信号V2与第二预定值Vth2(S20)。作为比较结果，响应于第一状态判断信号V1小于第一预定值Vth1且第二状态判断信号V2大于第二预定值Vth2，操作单元620将感测状态SM变成“0”(S30)，否则将感测状态SM保持为“1”。
当感测状态SM为“0”时，操作单元620比较第二状态判断信号V2与第三预定值Vth3，并且比较第三状态判断信号V3与第四预定值Vth4(S40)。作为比较结果，响应于第二状态判断信号V2小于第三预定值Vth3且第三状态判断信号V3小于第四预定值Vth4，将感测状态SM变成“1”(S10)，否则将感测状态SM保持为“0”。
在上述情形下，当感测状态SM为“1”时，环境光的强度小，或者环境光与LBU之间的差小，这例如对应于室内亮度。当感测状态SM为“0”时，环境光的强度大，或者环境光与LBU之间的差大，这例如对应于室外亮度。
操作单元620将感测状态SM的判断结果发送到控制信号输出单元630。控制信号输出单元630响应于感测状态SM而控制背光单元900、驱动电压发生器950以及感测信号调整器810。
例如，控制信号输出单元630将背光控制信号BLC传输到背光单元900，以便控制背光单元900的灯的亮度。这样，例如，对于感测状态SM“0”，关断背光单元900，而对于感测状态SM“1”，导通背光单元900。
另外，控制信号输出单元630将增益控制信号AG传输到感测信号调整器810，以便控制感测信号调整器810的增益。从而，调整来自第一和第二参考光电传感器PSA和PSB的感测信号VP1-VPM的幅值，以便将其传输到模数转换器820。
控制信号输出单元630将电压控制信号SG传输到驱动电压发生器950，由此改变控制电压VSG的电平。控制电压VSG的电平的变化改变了来自第一和第二参考光电传感器PSA和PSB以及PSDA的感测信号VP1-VPM的幅值。
这样，由于响应于感测状态SM来控制背光单元900、驱动电压发生器950和感测信号调整器810，通过接收具有合适幅值的感测信号VP1-VPM，可以准确地确定响应于触摸的接触信息。
或者，在图11的流程图中，操作单元620从诸如“0”、“1”和“2”的三个可能性中确定感测状态SM。
首先，操作单元620将感测状态SM初始化为“2”(S50)。然后，操作单元620比较第二状态判断信号V2与第一预定值Vthi1，以便响应于第二状态判断信号V2小于第一预定值Vthi1，将感测状态SM保持为“2”。响应于第二状态判断信号V2大于第一预定值Vthi1，操作单元620比较第二状态判断信号V2与第二预定值Vthi2(S60)。作为操作(S60)的比较结果，响应于第二状态判断信号V2小于第二预定值Vthi2，操作单元620将感测状态SM保持为“2”。响应于第二状态判断信号V2大于第二预定值Vthi2，操作单元620比较第一状态判断信号V1与第三预定值Vthi3(S65)。作为操作(S65)的比较结果，响应于第一状态判断信号V1小于第三预定值Vthi3，操作单元620将感测状态SM变成“0”(S70)。响应于第一状态判断信号V1大于第三预定值Vthi3，操作单元620将感测状态SM变成“1”(S80)。
当感测状态为“0”时，比较第二状态判断信号V2与值Vths1(S75)。响应于第二状态判断信号V2小于值Vths1，将感测状态SM变成“2”，并且响应于第二状态判断信号V2大于值Vths1，将感测状态SM保持为“0”。
当感测状态为“1”时，比较第二状态判断信号V2与值Vthw1(S85)，响应于第二状态判断信号V2小于值Vthw1，将感测状态SM变成“2”，并且响应于第二状态判断信号V2大于值Vthw1，比较第一状态判断信号V1与值Vthw2(S90)。作为操作S90的比较结果，响应于第一状态判断信号V1小于值Vthw2，将感测状态SM变成“0”，并且响应于第一状态判断信号V1大于值Vthw2，将感测状态SM保持为“1”。
在上述这样的例子中，“0”的感测状态SM可以例如对应于室外亮度，“1”的感测状态SM可以例如对应于明亮房间内的亮度，而“2”的感测状态SM可以例如对应于黑暗房间内的亮度。
在两个感测状态SM和三个感测状态SM的例子中，控制信号输出单元630都响应于感测状态SM而控制背光单元900，驱动电压发生器950以及感测信号调整器810。例如，当环境光充足时，降低控制电压VSG，或者降低感测信号调整器810的增益。然而，在三个感测状态的例子中，可以执行用于控制背光单元900的灯的亮度的调光(dimming)控制，并且可以更详细地控制驱动电压发生器950的控制电压VSG和感测信号调整器810的增益。
或者，操作单元620可以被配置为针对4个或更多可能的状态确定感测状态SM，并且可以响应于状态判断信号V1、V2和V3来判断感测状态SM。
依照本发明示例性实施例的LCD装置还可以包括光电传感器(未示出)，其具有与PSDA相同结构、并且被阻断所有环境光和LBU。这样的传感器仅响应于温度来输出感测信号，并且通过考虑温度的影响，PSDA可以确定包括这样的温度敏感感测信号在内的感测状态SM从而可以执行更加稳定的光电感测。
现在，参看图12和13并结合图8说明一种LCD装置，该LCD装置可以使用第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB从PSDA获取对应于环境光变化的最佳感测信号。
图12示出依照本发明另一个示例性实施例的LCD装置中取决于感测模式的PSDA的感测信号的波形，而图13是依照本发明另一个示例性实施例的用于控制LCD装置中的PSDA的感测信号的示例性流程图。
依照该示例性实施例的LCD装置包括感测信号处理器800，信号控制器600，背光单元900以及驱动电压发生器950，如图8所示。
感测信号处理器800包括感测信号调整器810和模数转换器820，并且信号控制器600包括信号输入单元610，操作单元620和控制信号输出单元630。感测信号处理器800和信号输入单元610的操作与上面参看图8所述的基本上相同，因而将省略详细的说明。
现在将说明响应于触摸的PSDA的感测信号的波形。
在图12中，横轴表示关于LC面板组件300的感测信号线P1-Pm的X坐标，而纵轴表示对应于X坐标内的感测信号VP1-VPM的电压电平。感测信号VP1-VPM是连接到例如其中一个感测扫描线Si上的PSDA的输出信号，而且假设触摸发生在其中一个感测扫描线Si和其中一个感测信号线PT的交叉处。另外，为了便于说明起见，在触摸位置X(PT)处的PSDA的感测信号VPT被称作“触摸电压”，而在非触摸位置处的PSDA的感测信号VB1和VB2被称作“背景电压”。
图12中的波形(1)是被称作阴影模式(shadow mode)的感测模式下的感测信号波形，在该阴影模式下，触摸电压VPT低于背景电压VB1，而图12中的波形(2)是被称作背光模式的感测模式下的感测信号波形，在该背光模式下，触摸电压VPT高于背景电压VB2。阴影模式表示环境光的强度高(亮)，并且在这种情形下，环境光的量大于由于触摸的反射LBU的量，从而触摸电压VPT低于背景电压VB1。背光模式表示环境光的强度较低(较暗)，并且在这种情形下，环境光小于反射LBU，从而触摸电压VPT高于背景电压VB2。背景电压VB1和VB2主要取决于环境光的强度来确定，而触摸电压VPT主要取决于背光单元900的亮度来确定。
信号控制器600接收对应于图12中的波形(1)或波形(2)的感测信号VP1-VPM，并比较其幅值以判定是否发生了触摸以及触摸位置。换句话说，当电压电平超过预定范围的背景电压电平时，信号控制器600将该电压电平的存在确定为触摸，并随后提取触摸位置。
然而，如果LCD装置位于阴影模式和背光模式之间，换句话说，当背景电压VB1-VB2与触摸电压VPT之间的差(用ΔVS1和ΔVS2表示)很小时，很难辨别确定是否发生了触摸以及触摸位置。因此，需要将感测信号保持为预定幅值。
现在，参照图13详细说明依照本发明另一个示例性实施例的LCD装置的操作单元620和控制信号输出单元630，其中感测信号被控制成使ΔVS1和ΔVS2保持为预定幅值。
触摸位置X(PT)处的PSDA由于触摸而被阻断环境光，从而基本上处于与被阻断环境光的第二参考光电传感器PSB相同的状态。因此，触摸电压VPT和第二参考光电传感器PSB的感测信号具有基本上相同的电压电平。另外，无触摸位置处的PSDA被提供环境光和LBU，从而基本上处于与第一参考光电传感器PSA相同的状态。因此，背景电压和第一参考光电传感器PSA的感测信号具有基本上相同的电压电平。结果，背景电压与触摸位置和无触摸位置处的触摸电压之间的差分别基本上相同于第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB之间的差ΔVS。在本实施例中，使用第一参考光电传感器PSA和第二参考光电传感器PSB，控制PSDA的控制电压的幅值，以及控制感测信号调整器810的增益和背光单元900的灯的亮度，以便使差ΔVS可以位于预定范围内。
在本实施例中，为了便于说明起见，相同的标号分别用于背光控制信号BLC和计算背光控制信号BLC的背光控制变量，增益控制信号AG和增益控制变量，以及电压控制信号SG和电压控制变量，并且控制信号输出单元630将计算出的控制变量BLC、AG和SG分别传输给背光单元900，感测信号调整器810和驱动电压发生器950，作为控制信号。
首先，该操作开始(S100)，并且操作单元620和控制信号输出单元630初始化背光单元900和感测信号调整器810(S105)。控制信号输出单元630以背光控制变量BLC代替背光最小值BLCL，以便传输给背光单元900，并以增益控制变量AG代替增益中间值AGMID，以便传输给感测信号调整器810。然后，响应于背光最小值BLCL，背光单元900用标准的恒定电流例如15mA操作。
随后，操作单元620将感测信号VSA与设置值VBL和VBH进行比较(S110)。
在操作S110进行比较以后，响应于感测信号VSA小于值VBL而大于值VBH，再次将感测信号VSA与值VBL进行比较(S120)。
结果，响应于感测信号VSA小于值VBL，向电压控制变量SG添加电压变化值ΔSG，以产生修正的电压控制变量SG’(S125)，并且响应于感测信号VSA大于值VBL，将感测信号VSA与值VBH进行比较(S130)。
在操作S130进行比较以后，响应于感测信号VSA大于值VBH，从电压控制变量SG中减去电压变化值ΔSG，以产生修正的电压控制变量SG’(S135)，并且响应于感测信号VSA小于值VBL，重复操作20。
在操作S110至S135期间，控制PSDA以及第一与第二参考光电传感器PSA与PSB的控制电压VSG，使得第一参考光电传感器PSA的感测信号VSA可处于值VBL与值VBH之间。这样，背景电压和触摸电压都处于预定范围之内，从而PSDA的感测信号无失真地被输入到信号控制器600。
或者，控制PSDA以及第一与第二参考光电传感器PSA与PSB的输入电压而非控制电压VSG，使得第一参考光电传感器PSA的感测信号VSA可处于值VBL与值VBH之间。
在操作S110进行比较以后，响应于感测信号VSA处于值VBL与值VBH之间，将第一和第二参考光电传感器PSA和PSB的感测信号之差ΔVS与设置值ΔVSL和ΔVSH进行比较(S140)。
结果，响应于差ΔVS处于设置值ΔVSL和ΔVSH之间，重复操作S110，并且响应于差ΔVS小于ΔVSL或者大于ΔVSH，将增益控制变量AG与增益最大值AGMAX进行比较，并且将差ΔVS与值ΔVSL进行比较(S150)。
在操作S150进行比较以后，响应于增益控制变量AG不同于增益最大值AGMAX或者差ΔVS大于ΔVSL，则将差ΔVS与值ΔVSL进行比较(S160)。
结果，响应于差ΔVS小于值ΔVSL，则向增益控制变量AG添加增益变化值ΔAG，以产生修正的增益控制变量AG’(S165)，并且响应于差ΔVS大于值ΔVSL，将差ΔVS与值ΔVSH进行比较(S170)。
在操作S170进行比较以后，响应于差ΔVS大于值ΔVSH，从增益控制变量AG中减去增益变化值ΔAG，以产生修正的增益控制变量AG’(S175)，并且响应于差ΔVS小于值ΔVSH，重复操作S110。
在操作S140至S175中，控制感测信号调整器810的增益，使得第一与第二参考光电传感器PSA与PSB之差ΔVS可处于值ΔVSL与值ΔVSH之间。例如，对于较小的差ΔVS，增加感测信号调整器810的增益，而对于较大的差ΔVS，减小感测信号调整器810的增益。这样，位于预定范围内的差ΔVS清楚地辨认背景电压和触摸电压，从而判断是否发生了触摸。
在操作S150进行比较以后，响应于增益控制变量AG为增益最大值AGMAX且差ΔVS小于值ΔVSL，向背光控制变量BLC添加背光变化值ΔBLC(S180)，并且将背光控制变量BLC与背光最大值BLCH进行比较(S185)。
在操作S185进行比较以后，响应于背光控制变量BLC小于背光最大值BLCH，重复操作S110，并且响应于背光控制变量BLC大于背光最大值BLCH，用增益控制变量AG替代增益最小值AGMIN(S190)，然后，用背光控制变量BLC替代背光最小值BLCL(S195)，并且重复操作S110。
在操作S150至S165中，响应于不管如何调整感测信号调整器810的增益，差ΔVS都不大于值ΔVSL，则提高背光单元900的亮度以扩大差ΔVS。换句话说，当由于环境光的微弱强度而无论如何调整感测信号调整器810的增益都辨别不开背景电压与触摸电压时，提高背光单元900的亮度以扩大第二参考光电传感器PSB的感测信号VSB和PSDA的触摸电压。然后，LCD装置的感测模式从阴影模式变到背光模式，从而背景电压和触摸电压被区别开。
在操作S180至S185中，响应于无论背光控制变量BLC是否大于背光最大值BLCH，差ΔVS都小于值ΔVSL，则环境光的强度被确定为被提高，从而感测信号调整器810的增益被最小化，并且背光单元900的亮度被允许在操作S190至S195中具有最小值。相应地，在感测模式中，背光模式被改变成阴影模式，从而背景电压和触摸电压被区别开。
如上所述，使用第一和第二参考光电传感器PSA和PSB的感测信号VSA和VSB以及感测信号VSA和VSB的差ΔVS控制PSDA的控制电压、感测信号调整器810的增益以及背光单元900的亮度，使得背景电压和PSDA的触摸电压可被区别开。相应地，信号控制器600接收PSDA的感测信号来确定是否发生了触摸以及触摸位置。
在本实施例中，信号输入单元610，操作单元620以及控制信号输出单元630用数字逻辑电路实现，例如使用包含在单芯片内或包含在包括感测信号处理器的芯片内的微处理器或ASIC专用集成电路进行的编程。
尽管上面已经说明了设有背光单元的LCD装置，但是本发明并不限于此，而是可以用在其它设有背光单元的非发射显示装置中。
依照本发明，该LCD包括依赖于环境光的第一参考光电检测器和仅依赖于LBU的第二参考光电传感器，以便根据第二参考光电传感器的感测信号判断环境光的强度，由此准确地执行PDSA的光电感测并控制背光单元的亮度。
另外，有可能获取PSDA的感测信号，使用参考光电传感器的感测信号，通过控制PSDA的该感测信号，能够判断依赖于触摸的触摸信息，而无论外部环境如何变化。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不限于此处公开的实施例，相反，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有变化、改变以及等同布置。
本申请要求于2004年6月10日提交的韩国专利申请第2004-0042574号和于2004年8月13日提交的韩国专利申请第2004-0064038号的优先权，这些申请的全部内容被引入在此以作参考。
权利要求
1.一种显示装置，包括面板组件；背光单元，向所述面板组件提供光；第一光电传感器，被提供环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号；第二光电传感器，被阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号；感测信号处理器，接收来自所述第一和第二光电传感器的所述第一和第二感测信号进行处理；以及信号控制器，响应于所述环境光的强度来确定感测状态，并根据所述感测状态执行预定的控制操作，其中所述环境光的强度根据来自所述感测信号处理器的处理过的第一感测信号和处理过的第二感测信号来确定。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述信号控制器根据处理过的第一和第二感测信号产生至少一个状态判断信号，并响应于所述至少一个状态判断信号来确定所述感测状态，而且所述至少一个状态判断信号包括对应于所述处理过的第一与第二感测信号之间的差值的第一判断信号。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中所述信号控制器控制所述感测信号处理器的增益，以调整所述第一感测信号的幅值。
4.如权利要求2所述的显示装置，其中所述信号控制器响应于所述感测信号控制所述背光单元的亮度。
5.如权利要求2所述的显示装置，其中所述第一光电传感器包括感测元件，并且所述信号控制器控制所述感测元件的控制电压，以调整所述第一光电传感器的敏感度。
6.如权利要求2所述的显示装置，其中所述感测信号处理器放大所述第一和第二感测信号，并将放大的第一和第二感测信号转换为数字信号。
7.如权利要求2所述的显示装置，其中所述至少一个状态判断信号还包括第二判断信号，对应于所述感测信号处理器的输入容许最大信号与所述处理过的第一感测信号之间的差值；和第三判断信号，对应于所述输入容许最小信号与所述处理过的第二感测信号之间的差值。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中所述感测状态包括第一状态和第二状态中的一个，以及在作为初始状态的所述第一状态中，响应于所述第一判断信号大于第一设置值以及所述第二判断信号小于第二设置值，所述信号控制器从所述第一状态改变成所述第二状态，并且响应于所述第一判断信号小于所述第一设置值以及所述第二判断信号大于所述第二设置值中的一个，所述信号控制器保持所述第一状态，和在所述第二状态中，响应于所述第一判断信号小于第三设置值以及所述第三判断信号小于第四设置值，所述信号控制器从所述第二状态改变成所述第一状态，并且响应于所述第一判断信号大于所述第三设置值以及所述第三判断信号大于所述第四设置值中的一个，所述信号控制器保持所述第二状态。
9.如权利要求7所述的显示装置，其中所述感测状态包括第一状态、第二状态和第三状态中的一个，以及在作为初始状态的所述第一状态中，响应于所述第一判断信号大于第一设置值以及所述第二判断信号大于第二设置值，所述信号控制器从所述第一状态改变成所述第二状态，而且，响应于所述第一判断信号大于所述第一设置值以及所述第二判断信号小于所述第二设置值，所述信号控制器从所述第一状态改变成所述第三状态，并且响应于所述第一判断信号小于所述第一设置值，所述信号控制保持所述第一状态，和在所述第二状态中，响应于所述第一判断信号小于第三设置值，所述信号控制器从所述第二状态改变成所述第一状态，并且响应于所述第一判断信号大于所述第三设置值以及所述第二判断信号大于第四设置值，所述信号控制器保持所述第二状态，并且响应于所述第一判断信号大于所述第三设置值以及所述第二判断信号小于所述第四设置值，所述信号控制器从所述第二状态改变成所述第三状态，以及在第三状态中，响应于所述第一判断信号小于第五设置值，所述信号控制器从所述第三状态改变成所述第一状态，并且响应于所述第一判断信号大于所述第五设置值，所述信号控制器保持所述第三状态。
10.如权利要求1所述的显示装置，其中所述第一和第二光电传感器包括含有非晶硅或多晶硅的感测元件。
11.如权利要求1所述的显示装置，其中所述第一光电传感器设置在所述面板组件的显示区域内，并且所述第二光电传感器设置在所述显示区域的外部。
12.如权利要求1所述的显示装置，还包括温度传感器，其被阻断所述环境光和来自所述背光单元的光，并产生第三感测信号，而且还响应于所述第三感测信号执行所述预定的控制操作。
13.一种设有背光单元的显示装置的驱动方法，其中背光单元提供光，所述方法包括在第一光电传感器处接收环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号；在第二光电传感器处阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号；响应于所述第一和第二感测信号，产生状态判断信号；以及响应于由所述状态判断信号指示的所述环境光的强度，确定感测状态；其中所述状态判断信号表示所述第一和第二感测信号之间的差值。
14.如权利要求13所述的方法，还包括在预定范围内调整所述第一感测信号的幅值。
15.如权利要求13所述的方法，还包括响应于所述感测状态调整所述背光单元的亮度。
16.一种显示装置，包括面板组件；背光单元，向所述面板组件提供光；第一光电传感器，接收环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号；第二光电传感器，被阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号；第三光电传感器，接收书所述环境光和来自所述背光单元的光，以产生根据触摸的第三感测信号；感测信号处理器，处理来自所述第一至第三光电传感器的所述第一至第三感测信号；以及信号控制器，根据处理过的第一和第二感测信号调整所述第三感测信号。
17.如权利要求16所述的显示装置，其中所述信号控制器调整所述第三感测信号，使得所述处理过的第一和第二感测信号之间的差值位于第一设置值与第二设置值之间。
18.如权利要求17所述的显示装置，其中所述信号控制器调整输入到所述第三光电传感器的控制电压，以便调整所述第三感测信号。
19.如权利要求17所述的显示装置，其中所述信号控制器调整所述感测信号处理器的增益，以便调整所述第三感测信号。
20.如权利要求17所述的显示装置，其中所述信号控制器调整所述背光单元的亮度，以便调整所述第三感测信号。
21.如权利要求17所述的显示装置，其中所述信号控制器调整输入到所述第三光电传感器的控制电压，使得所述处理过的第一感测信号的值位于第三设置值与第四设置值之间。
22.如权利要求21所述的显示装置，其中，响应于所述处理过的第一感测信号小于所述第三设置值，向所述控制电压添加电压变化值，并且响应于所述处理过的感测信号大于所述第四设置值，从所述控制电压中减去所述电压变化值。
23.如权利要求17所述的显示装置，其中，响应于所述差值小于所述第一设置值，向所述感测信号处理器的增益增加增益变化值，并且响应于所述差值大于所述第二设置值，从所述感测信号处理器的增益中减去所述增益变化值。
24.如权利要求23所述的显示装置，其中，响应于所述感测信号处理器的增益为增益最大值并且所述差值小于所述第一设置值，所述背光单元的亮度被提高预定变化值。
25.如权利要求24所述的显示装置，其中，响应于所述背光单元的亮度为最大变化值，所述感测信号处理器的增益被改变成增益中间值，并且所述背光单元的亮度被改变成最小变化值。
26.如权利要求16所述的显示装置，其中所述第一和第二光电传感器分别包括第一和第二传感元件，所述处理过的第一和第二感测信号分别是所述第一和第二传感元件的输出信号的平均值。
27.如权利要求16所述的显示装置，其中所述第一和第三光电传感器设置在所述面板组件的显示区域内，而所述第二光电传感器设置在所述显示区域的外部。
28.如权利要求16所述的显示装置，还包括阻光构件，阻断环境光到达第二光电传感器。
29.如权利要求28所述的显示装置，其中所述阻光构件是防止所述面板组件的光泄漏的黑矩阵。
30.如权利要求28所述的显示装置，其中所述阻光构件是反射所述环境光的反射构件。
31.如权利要求16所述的显示装置，其中所述感测信号处理器和所述信号控制器包括在单芯片中。
32.一种设有背光单元的显示装置的驱动方法，其中背光单元提供光，所述方法包括在第一光电传感器处接收环境光和来自所述背光单元的光，以产生第一感测信号；在第二光电传感器处阻断所述环境光并接收来自所述背光单元的光，以产生第二感测信号；在第三光电传感器处接收所述环境光和来自所述背光单元的光，以产生根据触摸的第三感测信号；以及响应于所述第一和第二感测信号调整所述第三感测信号。
33.如权利要求32所述的驱动方法，其中调整所述第三感测信号还包括调整所述第三感测信号，使得所述第一和第二感测信号之间的差值处于第一设置值与第二设置值之间。
全文摘要
一种显示装置包括面板组件；背光单元，向面板组件提供光；第一光电传感器；第二光电传感器；感测信号处理器；以及信号控制器。第一光电传感器被提供环境光和来自背光单元的光，以产生第一感测信号。第二光电传感器被阻断环境光并接收来自背光单元的光，以产生第二感测信号。感测信号处理器接收来自第一和第二光电传感器的第一和第二感测信号，以便处理。信号控制器根据来自感测信号处理器的处理过的第一和第二感测信号来确定感测状态，并根据该感测状态执行预定的控制操作。
文档编号G09G3/20GK1722215SQ200510091398
公开日2006年1月18日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年6月10日
发明者朴钟雄, 李柱亨, 金炯杰, 鱼基汉 申请人:三星电子株式会社