包括圖像傳感器的液晶顯示裝置及其驅動方法
2023-06-05 09:40:26 2
專利名稱：包括圖像傳感器的液晶顯示裝置及其驅動方法
技術領域：
本發明的實施例涉及液晶顯示裝置，更具體地說，涉及一種液晶顯 示裝置及其驅動方法。儘管本發明的實施例適合於很寬的應用範圍，但 是這些實施例特別適合於獲得一種包括圖像傳感器的液晶顯示裝置及其 驅動方法。
背景技術：
液晶顯示(LCD)裝置利用液晶分子的光學各向異性和偏振特性來 產生圖像。液晶分子的形狀長且細，並具有光學各向異性特性，因此可 以將液晶分子沿排列方向排列。液晶分子還具有偏振特性，因此可以根 據所施加的電場的強度來改變排列方向。具體地說，可以通過改變電場 的強度來改變液晶分子的排列。因此，液晶分子的透光率受電場的控制， 並且LCD裝置由於透光率的改變而顯示圖像。通常，LCD裝置包括液晶板和驅動電路。液晶板包括彼此間隔開的 第一基板和第二基板及第一基板與第二基板之間的液晶層。第一基板(通 常稱作陣列基板)具有薄膜電晶體和像素電極，第二基板(通常稱作濾 色器基板)具有濾色器層和公共電極。驅動電路電驅動液晶板。由於LCD 裝置是非發射型裝置，因此LCD裝置包括液晶板下面的光源(例如，背 光單元)。圖1是例示根據現有技術的LCD裝置的示意圖。在圖1中，LCD 裝置包括液晶板IO、選通驅動器20、數據驅動器40、定時控制器60及 背光單元80。液晶板10包括基板上的多條選通線GL1至GLn及多條數 據線DL1至DLm。該多條選通線GL1至GLn與該多條數據線DL1至 DLm交叉以限定多個像素區。各像素區都包括用以顯示圖像的薄膜晶體 管TFT和液晶電容器Clc。選通驅動器20和數據驅動器40通過多條選
通線GL1至GLn和多條數據線DL1至DLm向液晶板10提供驅動信號 和圖像信號，定時控制器60控制選通驅動器20和數據驅動器40。背光 單元80設置在液晶板10下面，並將光提供到液晶板10上。已經對將薄膜電晶體用作開關元件以及圖像感測元件進行了探索。 當薄膜電晶體用作圖像感測元件時，其存儲與光強相對應的信息，並響應於外部控制信號而輸出所存儲的信息。例如，當薄膜電晶體用作圖像 感測元件時，其可以用作圖像處理機(例如，掃描儀和數字複印機)的 圖像閱讀器。近來，多功能電子設備已成為研發的主題，使得單個設備可以替代 使用多個傳統商品而實現相同的效果。另外，要求包括圖像感測元件的 裝置具有多種功能。因此，研發了包括圖像傳感器的LCD裝置。由於包括圖像傳感器的 LCD裝置顯示並感測圖像，因此這種包括圖像傳感器的LCD裝置在空間 利用上和生產成本上具有優勢。然而，在包括圖像傳感器的LCD裝置中， 因為所選擇的像素由於光散射而接收到與相鄰的像素相對應的感測數 據，所以與所選擇的像素相對應的感測數據可能受到幹擾。發明內容因此，本發明的實施例致力於一種液晶顯示裝置及其驅動方法，其 基本上克服了由於現有技術的局限和缺點而導致的一個或更多個問題。本發明的實施例的目的在於提供一種包括圖像傳感器的液晶顯示裝 置及其驅動方法，在該液晶顯示裝置中，防止了對感測數據的幹擾。本發明的實施例的其他特徵和優點將在隨後的說明中進行闡述，一 部分將從這些說明中變得清楚，或者可以通過實施本發明的實施例而獲 知。本發明的實施例的上述目的和其他優點將由在說明書及其權利要求 書以及附圖中具體指出的結構而實現並獲得。為了實現這些和其他優點，並且根據本發明的實施例的目的，正如 具體實施和廣泛描述的，提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包 括第一數據線和第二數據線，該第一數據線與該第二數據線基本上彼此平行；第一選通線，該第一選通線與所述第一數據線和所述第二數據線交叉；由所述第一選通線與所述第一數據線的交叉限定的顯示子像素; 由所述第一選通線與所述第二數據線的交叉限定的感測子像素；以及用 於將所述第二數據線連接到感測處理單元和接地端子中的一個的第一開 關元件，其中，所述顯示子像素根據施加給所述第一數據線的數據信號 透射從光源提供的光，所述感測子像素感測入射在所述液晶顯示裝置上 的光，並生成與感測到的光相對應的電荷。另一方面，提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括多個 第一子像素，激活該多個第一子像素以通過選擇性地透射從所述裝置的 後側照射的光來顯示圖像；以及多個第二子像素，選擇性地激活該多個 第二子像素來感測照射到所述裝置的前側上的一種顏色的光，其中，所 述多個第一子像素和所述多個第二子像素彼此交替地設置。另一方面，提供了一種驅動液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下 步驟在顯示模式中，依次激活第一顏色顯示子像素、第二顏色顯示子 像素和第三顏色顯示子像素；以及在感測模式中，在第一子周期中，激 活第一顏色感測子像素，在第二子周期中，激活第二顏色感測子像素， 以及在第三子周期中，激活第三顏色感測子像素。另一方面，提供了一種驅動具有第一像素、第二像素和第三像素的 液晶顯示裝置的方法，該第一像素、該第二像素和該第三像素中的每一 個都具有顯示子像素和感測子像素，該方法包括以下步驟通過所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的一個的所述顯示子像素透射 第一光，並感測所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的所述一個的所述感測子像素中的第二光；以及屏蔽所述第一像素、所述第二 像素和所述第三像素中的其他兩個的所述顯示子像素中的所述第一光。應理解的是，上文的概述與下文的詳述都是示例性和解釋性的，旨 在提供對如權利要求所述的本發明的實施例的進一步解釋。
包含附圖以提供對本發明的實施例的進一步理解，併入附圖而構成
本說明書的一部分，附圖示出了本發明的實施例，並與說明書一起用於 解釋本發明的實施例的原理。在附圖中圖1是例示根據現有技術的LCD裝置的示意圖；圖2是例示根據本發明實施例的液晶顯示裝置的示意圖；圖3是例示根據本發明實施例的用於LCD裝置的陣列基板的平面示意圖；圖4是示意性例示根據本發明實施例的LCD裝置的等效電路圖； 圖5是例示根據本發明實施例的驅動LCD裝置的方法的示意圖； 圖6是例示根據本發明實施例的在感測模式中用於LCD裝置的顯示 數據信號的時序圖；以及圖7是例示根據本發明實施例的LCD裝置中的感測處理的流程圖。
具體實施方式
下面將詳細說明本發明的優選實施例，附圖中示出了這些優選實施 例的示例。圖2是例示根據本發明實施例的液晶顯示裝置的示意圖。在圖2中， 具有顯示模式和感測模式的液晶顯示(LCD)裝置包括具有顯示子像素 DP和感測子像素SP的像素P。顯示子像素DP和感測子像素SP分別用 於顯示模式和感測模式。另外，LCD裝置包括多條選通線GLl...GLn、 顯示數據線DLma及感測數據線DLmb。選通線GLl...GLn與顯示數據 線DLma和感測數據線DLmb交叉。由選通線GLl...GLn與顯示數據線 DLma的交叉限定顯示子像素，由選通線GLl...GLn與感測數據線DLmb 的交叉限定感測子像素。響應於通過選通線GLn的選通信號而導通/截止顯示子像素DP中的 第一開關元件(未示出)，並且在該第一開關元件被導通時，將通過顯示 數據線DLma的顯示數據信號傳送給顯示子像素DP。因此，顯示子像素 通過響應於顯示數據信號而改變液晶層的透光率來顯示圖像。另外，感 測子像素SP中的圖像傳感器感測從對象反射的光，並生成與該反射光相 對應的電荷。響應於通過選通線GLn的感測選通信號導通/截止感測子像
素SP中的第二開關元件(未示出)，並且在該第二開關元件被導通時，通過感測數據線DLmb將與所述電荷相對應的感測數據信號傳送給感測 處理單元。儘管在圖2中將顯示子像素DP和感測子像素SP連接到不同的選通 線以獨立地驅動顯示子像素DP和感測子像素SP，但是作為另一種選擇， 可以將顯示子像素DP和感測子像素SP連接到同一選通線。圖3是例示根據本發明實施例的用於LCD裝置的陣列基板的平面示 意圖。在圖3中，在基板上形成有選通線GLn、下一選通線GLn+"公共 線CL、電力線PLn、顯示數據線DLma及感測數據線DLmb。選通線GLn、 下一選通線GLn+1、公共線CL和電力線PLn彼此平行，而顯示數據線 DLma和感測數據線DLmb彼此平行。選通線GLn、下一選通線GLn+1、 公共線CL和電力線PLn可以由彼此相同的材料形成，而顯示數據線 DLma和感測數據線DLmb可以由彼此相同的材料形成。此外，選通線 GLn、下一選通線GL^、公共線CL和電力線PLn與顯示數據線DLma 和感測數據線DLmb交叉。由選通線GLn、顯示數據線DLma和感測數 據線DLmb的交叉限定像素P。像素P包括顯示子像素DP和感測子像素 SP。顯示子像素DP包括第一開關元件Tl (薄膜電晶體(TFT))、第一 存儲電容器Cstl及液晶電容器(未示出)。第一開關元件T1的柵極連接 到第一選通線GLn，第一開關元件T1的源極連接到顯示數據線DLma。 顯示子像素DP中的像素電極PE連接到第一開關元件Tl的漏極。像素 電極PE與公共線CL交迭以形成第一存儲電容器Cstl。感測子像素SP包括感測元件TP (TFT)、第二存儲電容器Cst2及第 二開關元件T2 (TFT)。感測元件TP的源極連接到電力線PL，感測元件 TP的柵極連接到公共線CL。感測元件TP的漏極與公共線CL交迭以形 成第二存儲電容器Cst2，並連接到第二開關元件T2的源極。第二開關元 件T2的柵極連接到下一選通線GLn+1，第二開關元件T2的漏極連接到感 測數據線DLmb。在顯示模式中，顯示子像素DP根據通過顯示數據線DLma施加給
像素電極PE的顯示數據信號來顯示圖像，而在感測模式中，感測子像素SP感測圖像，並且感測處理單元(未示出)通過感測數據線DLmb讀取與感測到的圖像相對應的感測數據信號。儘管在圖3中將電力線PL示出為與選通線GLn平行，但是在另一 實施例中，電力線PL可以與顯示數據線DLma和感測數據線DLmb平行， 並由與顯示數據線DLma和感測數據線DLmb相同的材料形成。另外， 儘管在圖3中第二開關元件T2連接到下一選通線GLn+1，但是第二開關 元件T2可以連接到相應的選通線GLn或前一選通線(未示出)。此外， 儘管未示出，但是LCD裝置包括陣列基板、濾色器基板及該陣列基板與 該濾色器基板之間的液晶層。另外，該濾色器基板包括濾色器層和公共 電極。圖4是示意性例示根據本發明實施例的LCD裝置的等效電路圖。在 圖4中，LCD裝置包括具有顯示子像素DP和感測子像素SP的像素。顯 示子像素DP由第n條選通線GLn、第m條顯示數據線DLma和電力線 PL的交叉限定，感測子像素SP由第(n+1)條選通線GLn+l、第m條 感測數據線DLmb和電力線PL的交叉限定。顯示圖像的顯示子像素DP包括第一開關元件Tl、液晶電容器Clc 和第一存儲電容器Cstl。第一開關元件T1可以包括薄膜電晶體(TFT)。 第一開關元件Tl的柵極連接到第n條選通線GLn，第一開關元件Tl的 源極連接到第m條顯示數據線DLma。第一開關元件Tl的漏極連接到液 晶電容器CLc的第一電極和第一存儲電容器Cstl的第一電極。液晶電容 器CLc的第二電極和第一存儲電容器Cstl的第二電極可以通過公共線CL 接地。對圖像進行感測的感測子像素SP包括圖像傳感器TP、第二存儲電 容器Cst2及第二開關元件T2。圖像傳感器TP和第二開關元件T2可以 分別包括薄膜電晶體(TFT)。另外，圖像傳感器TP可以包括光敏晶體 管。圖像傳感器TP的柵極通過公共線CL接地，圖像傳感器TP的源極 連接到電力線PL。圖像傳感器TP的漏極連接到第二存儲電容器Cst2的 第一電極和第二開關元件T2的漏極。第二存儲電容器Cst2的第二電極 通過公共線CL接地。第二開關元件T2的柵極連接到第(n+l)條選通 線GLn+l ，第二開關元件T2的源極連接到第m條感測數據線DLmb。在圖4中，為了獨立地驅動顯示模式和感測模式，顯示子像素DP 和感測子像素SP分別連接到第n條選通線GLn和第(n+l)條選通線 GLn+l。然而，在另一實施例中，顯示子像素DP和感測子像素SP可以 連接到同一選通線或分別連接到第n條選通線GLn和第(n-l)條選通線 GLn-l (未示出)。可以在顯示模式中和感測模式中驅動根據本發明實施例的LCD裝 置。在顯示模式中，依次向第n條選通線GLn和第(n+l)條選通線GLn+l 提供選通信號。例如，當向第n條選通線GLn提供高電平電壓的選通信 號時，第一開關元件T1被導通。通過第一開關元件T1向液晶電容器Qx 和第一存儲電容器Cstl傳送提供給第m條顯示數據線DLma的顯示數據 信號。因此，液晶電容器改變液晶電容器Clc的液晶屋的透光率，由此 顯示與顯示數據信號相對應的圖像。儘管圖4中未示出，但是背光單元 向液晶電容器Clc提供光。當向第n條選通線GLn提供低電平電壓的選 通信號時，第一開關元件T1被截止，利用第一存儲電容器Cstl中的電 荷保持液晶電容器Clc的電壓。在感測模式中，依次向第n條選通線GLn和第(n+l )條選通線GLn+l 提供選通信號。例如，當向第n條選通線GLn提供高電平電壓的選通信 號時，第一開關元件T1被導通，並將與最亮的圖像相對應的顯示數據信 號施加給顯示子像素DP。該最亮的圖像對應於顯示子像素DP的最大透 光率。因此，來自背光單元的光通過顯示子像素DP，入射在可能在LCD 裝置前面的物體上，並從該物體反射回該LCD裝置。反射光進入感測子像素SP的圖像傳感器TP，並在圖像傳感器TP 中生成與該反射光的強度相對應的光電流。在第二存儲電容器Cst2中將 圖像傳感器TP的光電流存儲為與該反射光的強度相對應的電荷。當向第 (-n+l)條選通線GLn+l提供高電平電壓的柵電壓時，第二開關元件T2 被導通，感測處理單元SPU通過第m條感測數據線DLmb讀取第二存儲 電容器Cst2中的電荷作為感測數據信號。感測處理單元SPU可以包括讀
出集成電路(ROIC)，並且感測數據信號可以存儲在附加存儲器中。當根據本發明實施例的LCD裝置顯示並感測彩色圖像時，可以將像 素P分類成紅色像素R、綠色像素G和藍色像素B。在感測模式中，LCD 裝置依次感測並讀取圖像的紅色、綠色和藍色。因此，當在所選擇的顏 色的像素中感測並讀取所選擇的顏色時，將與最暗的圖像相對應的顯示 數據信號施加給其他顏色的像素的顯示子像素DP，從而阻擋來自背光單 元的光。該最暗的圖像對應於顯示子像素DP的最小透光率。結果，其他 顏色不被感測和讀取，而所選擇的顏色被感測和讀取，從而提高了 LCD 裝置的感測精度。然而，與所選擇的顏色相對應的反射光由於光散射而可能進入其他 顏色的像素，並且其他顏色的像素的感測子像素中的第二存儲電容器中 可能存儲異常電荷。為了清除該異常電荷，根據本發明實施例的LCD裝 置還可以包括第三開關元件T3，例如，連接到第m條感測數據線DLmb 的三路開關。第m條感測數據線DLmb可以通過第三開關元件T3連接 到感測處理單元SPU,或者可以通過該第三開關元件T3接地。當第二存 儲電容器Cst2中存儲有感測數據信號的正常電荷時，第m條感測數據線 DLmb連接到感測處理單元SPU，並讀取該正常電荷。當第二存儲電容 器Cst2中存儲有異常電荷時，第m條感測數據線DLmb接地，該異常電 荷被清除。因此，第三開關元件T3和與最亮的圖像相對應的顯示數據信 號同步地將第m條感測數據線DLmb連接到感測處理單元SPU。圖5是例示根據本發明實施例的驅動LCD裝置的方法的示意圖，圖 6是例示根據本發明實施例的在感測模式中用於LCD裝置的顯示數據信 號的時序圖。在圖5中，在顯示模式和感測模式中工作的LCD裝置包括 液晶板100和背光單元180。在LCD裝置的前面設置有用來感測的物體 200。液晶板100包括分別顯示並感測紅色、綠色和藍色的紅色像素R、 綠色像素G和藍色像素B。背光單元180向液晶板100提供光。在感測模式中，來'自背光單元180的光通過(圖4的)顯示子像素 DP，入射在物體200上並從物體200反射。反射光進入(圖4的)感測 子像素SP以被存儲為感測數據信號，並且(圖4的)感測處理單元SPU
讀取該感測數據信號以識別該物體。依次向液晶板100的多條選通線提 供選通信號。在一個水平時間周期中，向所選擇的選通線提供高電平電 壓的選通信號，並向與所選擇的選通線相對應的(圖4的)顯示子像素DP施加顯示數據信號。這裡，不同時向紅色像素R、綠色像素G和藍色 像素B施加顯示數據信號。因此，可以將顯示數據信號分類成分別針對 紅色像素R、綠色像素G和藍色像素B的第一顯示數據信號E1、第二顯 示數據信號E2和第三顯示數據信號E3。如圖6所示，例如，感測模式的第一顯示數據信號E1、第二顯示數 據信號E2和第三顯示數據信號E3中的每一個都具有與最亮的圖像相對 應的第一電壓VI和與最暗的圖像相對應的第二電壓。在一個水平時間周 期Hl的約三分之一中保持第一電壓VI，並在該一個水平時間周期H2 的約三分之二中保持第二電壓V2。另外，每個水平時間周期H1都重複 第一電壓VI。在第一顯示數據信號El具有第一電壓VI時，第二顯示數 據信號E2和第三顯示數據信號E3具有第二電壓V2。相似的是，在第二 顯示數據信號E2具有第一電壓VI時，第三顯示數據信號E3和第一顯 示數據信號El具有第二電壓V2，在第三顯示數據信號E3具有第一電壓 VI時，第一顯示數據信號El和第二顯示數據信號E2具有第二電壓V2。 因此，第一顯示數據信號E1、第二顯示數據信號E2和第三顯示數據信 號E3中的一個具有第一電壓V1，而第一顯示數據信號E1、第二顯示數 據信號E2和第三顯示數據信號E3中的其他兩個具有第二電壓V2。此外， 在一個水平時間周期H1中，第一顯示數據信號E1、第二顯示數據信號 E2和第三顯示數據信號E3依次具有第一電壓VI 。再次參照圖5，當向(圖4的)顯示子像素DP施加顯示數據信號的 第一電壓V1時，顯示子像素DP透射來自背光單元180的光。另外，當 向顯示子像素DP施加顯示數據信號的第二電壓V2時，顯示子像素DP 屏蔽來自背光單元180的光。由於第一顯示數據信號E1、第二顯示數據 信號E2和第三顯示數據信號E3依次具有(圖6的)第一電壓V1，因此 紅色像素R的顯示子像素DP、綠色像素G的顯示子像素DP和藍色像素 B的顯示子像素DP依次透射來自背光單元180的光，並且依次將紅色的 光、綠色的光和藍色的光照射到物體200上。例如，在(圖6的) 一個水平時間周期1H的第一個三分之一中，紅 色像素R的顯示子像素DP可以透射光，而綠色像素G的顯示子像素DP 和藍色像素B的顯示子像素DP可以屏蔽光。相似的是，在一個水平時 間周期1H的第二個三分之一中，綠色像素G的顯示子像素DP可以透射 光，而藍色像素B的顯示子像素DP和紅色像素R的顯示子像素DP可 以屏蔽光。另外，在一個水平時間周期1H的第三個三分之一中，藍色像 素B的顯示子像素DP可以透射光，而紅色像素R的顯示子像素DP和 綠色像素G的顯示子像素DP可以屏蔽光。因此，紅色的光、綠色的光 和藍色的光依次從物體反射，並且反射的紅色的光、綠色的光和藍色的 光Lk依次被紅色像素R的(圖4的)感測子像素SP、綠色像素G的(圖 4的)感測子像素SP和藍色像素B的(圖4的)感測子像素SP感測。例如，在一個水平時間周期1H的第一個三分之一中，將紅色的光照 射在物體上。儘管大部分紅色的光以相對於該物體的表面正交的角度反 射，但是一些紅色的光在該物體處以相對於該物體的表面傾斜的角度散 射。因此，反射的紅色的光LR進入紅色像素R的感測子像素SP，而散 射的紅色的光Ls進入相鄰的綠色像素G的感測子像素SP和藍色像素B 的感測子像素SP。在紅色像素R的感測子像素SP中，反射的紅光Lr被 圖像傳感器TP感測，並在第二存儲電容器Cst2中存儲為正常感測數據 信號。當第二開關單元T2被導通時，通過第m條感測數據線DLmb將 該正常感測數據信號傳送給(圖4的)感測處理單元SPU。在相鄰的綠 色像素G的感測子像素SP和藍色像素B的感測子像素SP中，散射的紅 光Ls被圖像傳感器TP感測，並在第二存儲電容器Cst2中存儲為偽感測 數據信號。該偽感測數據信號使與這個水平時間周期1H的隨後的第二個 三分之一和第三個三分之一中的反射的綠色的光和反射的藍色的光相對 應的正常感測數據信號失真。為了解決以上偽感測數據信號的問題，可以清除該偽感測數據信號。 如圖4所示，將第三開關元件T3連接到第m條感測數據線DLmb以選 擇諸如讀出集成電路ROIC的感測處理單元SPU和接地端子中的一個。
因此，在一個水平時間周期1H的第一個三分之一中，紅色像素R的第三開關元件T3連接第m條感測數據線DLmb和感測處理單元SPU，而 綠色像素G的第三開關元件T3和藍色像素B的第三開關元件T3使第m 條感測數據線DLmb接地。結果，在一個水平時間周期1H的第一個三分 之一中，與反射的紅色的光LR相對應的正常感測數據信號被傳送給感測 處理單元SPU，而與散射的紅色的光Ls相對應的偽感測數據信號被傳送 給接地端子，即，偽感測數據信號被清除，以對綠色像素G中的第二存 儲電容器Cst2和藍色像素B中的第二存儲電容器Cst2進行放電。相似的是，在一個水平時間周期1H的第二個三分之一中，綠色像素 G的第m條感測數據線DLmb連接到感測處理單元SPU，而藍色像素B 的第m條感測數據線DLmb和紅色像素R的第m條感測數據線DLmb 接地。因此，與反射的綠色的光LR相對應的正常感測數據信號被傳送給 感測處理單元SPU，而與散射的綠色的光Ls相對應的偽感測數據信號被 清除。在一個水平時間周期1H的第三個三分之一中執行相似的處理。在根據本發明實施例的LCD裝置中，由於依次且獨立地感測反射的 紅色的光、反射的綠色的光和反射的藍色的光，因此防止了顏色之間的 千擾，從而提高了感測特性。另外，由於與散射的光相對應的偽感測數 據信號被清除，因此防止了由偽感測數據信號導致的失真，從而進一步 提高了感測特性。圖7是例示根據本發明實施例的LCD裝置中的感測處理的流程圖。 如圖7所示，在第一步驟ST1中，使能第n條選通線。例如，向第n條 選通線提供高電平電壓的選通信號，導通(圖4的)第一開關元件T1。在第二步驟ST2中，由(圖5的)紅色像素R、綠色像素G和藍色 像素B中的一個感測物體。例如，向紅色像素R的(圖4的)顯示子像 素DP施加與最亮的圖像相對應的(圖6的)第一電壓V1，而向綠色像 素G的顯示子像素DP和藍色像素B的顯示子像素DP施加與最暗的圖 像相對應的(圖6的)第二電壓V2。因此，來自(圖5的)背光單元180 的光通過紅色像素R的顯示子像素DP，而被綠色像素G的顯示子像素 DP和藍色像素B的顯示子像素DP阻擋。從物體反射的光被紅色像素R 的(圖4的)感測子像素SP感測，並存儲為正常感測數據信號。在第三步驟ST3中，紅色像素R、綠色像素G和藍色像素B中的其 他兩個的感測數據信號被清除。當通過紅色像素R的顯示子像素DP的 光在物體處被散射時，散射的光在綠色像素G的感測子像素SP和藍色像 素B的感測子像素SP中被存儲為偽感測數據信號。當使能第n條選通線 時，(圖4的)第二開關元件T2被導通。結果，綠色像素G的偽感測數 據信號和藍色像素B的偽感測數據信號被清除，而紅色像素R的正常感 測數據信號被傳送給感測處理單元SPU。如果散射的光是可忽略的，則 可以省去第三步驟ST3。在第四步驟ST4中，判斷是否對與第n條選通線相對應的全部紅色 像素R、綠色像素G和藍色像素B都進行了感測。如果未對與第n條選 通線相對應的全部紅色像素R、綠色像素G和藍色像素B都進行感測 ("否")，則重複第二步驟ST2至第四步驟ST4。如果對與第n條選通線 相對應的全部紅色像素R、綠色像素G和藍色像素B都進行了感測 ("是")，則針對第n條選通線的感測處理結束，並將執行針對第(n+l) 條選通線的感測處理。因此，在根據本發明實施例的LCD裝置及其驅動方法中，由於紅色 像素、綠色像素和藍色像素依次感測圖像，因此防止了不同顏色的光之 間的幹擾。而且，由於在讀取正常感測數據信號之前清除了由散射光導 致的偽感測數據信號，因此防止了由偽感測數據信號導致的失真。因此， 提高了感測特性。顯然，對於本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情 況下，可以對本發明實施例的液晶顯示裝置及其驅動方法進行各種修改 和變型。因此，本發明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求及其等同物 的範圍內的這些修改和變型。本發明要求於2006年12月29日在韓國提交的韓國專利申請No. 10-2006-0138466的優先權，在此通過引用併入其全部內容。
權利要求
1. 一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括第一數據線和第二數據線，該第一數據線與該第二數據線基本上彼此平行；第一選通線，該第一選通線與所述第一數據線和所述第二數據線交叉；由所述第一選通線與所述第一數據線的交叉限定的顯示子像素；由所述第一選通線與所述第二數據線的交叉限定的感測子像素；以及第一開關元件，用於將所述第二數據線連接到感測處理單元和接地端子中的一個，其中，所述顯示子像素根據施加給所述第一數據線的數據信號透射從光源提供的光，並且所述感測子像素感測入射在所述液晶顯示裝置上的光，並生成與感測到的光相對應的電荷。
2、 根據權利要求l所述的液晶顯示裝置，其中，所述顯示子像素包 括連接到所述第一選通線和所述第一數據線的第二開關元件。
3、 根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述感測子像素包 括用於感測所述入射光的第三開關元件以及用於選擇性地向所述第二數 據線施加所述電荷的第四開關元件。
4、 根據權利要求3所述的液晶顯示裝置，其中，所述第三開關元件 連接到公共線和電力線，所述第四開關元件連接到所述第二數據線以及 所述第一選通線和下一選通線二者中的一個。
5、 一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括多個第一子像素，激活該多個第一子像素以通過選擇性地透射從所 述液晶顯示裝置的後側照射的光來顯示圖像；以及多個第二子像素，選擇性地激活該多個第二子像素來感測照射到所 述液晶顯示裝置的前側上的一種顏色的光； 其中，所述多個第一子像素和所述多個第二子像素彼此交替地設置。
6、 根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其中，所述多個第一子像素包括第一顏色顯示子像素、第二顏色顯示子像素和第三顏色顯示子像 素，該第一顏色顯示子像素、該第二顏色顯示子像素和該第三顏色顯示 子像素依次被驅動。
7、 根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其中，所述多個第二子像 素包括第一顏色感測子像素、第二顏色感測子像素和第三顏色感測子像 素，該第一顏色感測子像素、該第二顏色感測子像素和該第三顏色感測 子像素依次生成強度信號。
8、 根據權利要求7所述的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置還包括 感測處理單元，選擇性地連接該感測處理單元以接收來自所述第一顏色感測子像素、所述第二顏色感測子像素和所述第三顏色感測子像素 中的一個的所述強度信號。
9、 根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置還包括多條選通線、多條第一數據線、多條第二數據線、多條電力線和多 條公共線，所述多條選通線與所述多條第一數據線交叉以限定所述多個 第一子像素，所述多條選通線與所述多條第二數據線交叉以限定所述多 個第二子像素。
10、 一種驅動液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟在顯示模式中，依次激活第一顏色顯示子像素、第二顏色顯示子像素和第三顏色顯示子像素；以及在感測模式中，在第一子周期中，激活第一顏色感測子像素； 在第二子周期中，激活第二顏色感測子像素；以及 在第三子周期中，激活第三顏色感測子像素。
11、 根據權利要求10所述的方法，其中，所述顏色顯示子像素包括紅色顯示子像素、綠色顯示子像素和藍色 顯示子像素，所述顏色感測子像素包括紅色感測子像素、綠色感測子像素和藍色 感測子像素，並且在所述感測模式中，激活所述顏色感測子像素的步驟包括以下步驟:向第n條選通線提供高電平電壓的選通信號以導通連接到所述第n條選通線的至少三個第一開關元件和至少三個第二開關元件；依次通過紅色顯示數據線、綠色顯示數據線和藍色顯示數據線中的一個向所述紅色顯示子像素、所述綠色顯示子像素和所述藍色顯示子像 素中的一個提供第一顯示數據信號；以及分別通過紅色感測數據線、綠色感測數據線和藍色感測數據線讀取 所述紅色感測子像素、所述綠色感測子像素和所述藍色感測子像素中的 感測數據信號。
12、 根據權利要求ll所述的方法，該方法還包括以下步驟在所述感測模式中，通過所述紅色顯示數據線、所述綠色顯示數據 線和所述藍色顯示數據線中的兩個向所述紅色顯示子像素、所述綠色顯 示子像素和所述藍色顯示子像素中的兩個提供第二顯示數據信號，所述 第二顯示數據信號的電壓比所述第一顯示數據信號低，並且在一時間周 期中，所述紅色顯示子像素、所述綠色顯示子像素和所述藍色顯示子像 素中的每一個都接收所述第一顯示數據信號和所述第二顯示數據信號中 的一個。
13、 根據權利要求12所述的方法，其中，所述第一顯示數據信號和 所述第二顯示數據信號分別與所述紅色顯示子像素、所述綠色顯示子像 素和所述藍色顯示子像素中的每一個的最大透光率和最小透光率相對 應。
14、 根據權利要求ll所述的方法，其中，讀取所述感測數據信號的步驟包括以下步驟通過所述紅色感測數據線、所述綠色感測數據線和 所述藍色感測數據線中的一個將所述紅色感測子像素、所述綠色感測子 像素和所述藍色感測子像素之一中的所述感測數據信號傳送給感測處理 單元。
15、 根據權利要求10所述的方法，其中，所述顏色顯示子像素包括紅色顯示子像素、綠色顯示子像素和藍色 顯示子像素，所述顏色感測子像素包括紅色感測子像素、綠色感測子像素和藍色 感測子像素，並且在所述感測模式中，激活所述顏色感測子像素的步驟包括以下步驟:向第n條選通線提供高電平電壓的選通信號以導通連接到所述第n 條選通線的至少三個第一開關元件；向第(n+l)條選通線提供高電平電壓的所述選通信號以導通連接到 所述第(n+l)條選通線的至少三個第二開關元件；分別通過紅色顯示數據線、綠色顯示數據線和藍色顯示數據線依次 向所述紅色顯示子像素、所述綠色顯示子像素和所述藍色顯示子像素提 供第一顯示數據信號；以及分別通過紅色感測數據線、綠色感測數據線和藍色感測數據線讀取 所述紅色感測子像素、所述綠色感測子像素和所述藍色感測子像素中的 感測數據信號。
16、 根據權利要求15所述的方法，該方法還包括以下步驟-在所述感測模式中，通過所述紅色顯示數據線、所述綠色顯示數據線和所述藍色顯示數據線中的兩個向所述紅色顯示子像素、所述綠色顯 示子像素和所述藍色顯示子像素中的兩個提供第二顯示數據信號，所述 第二顯示數據信號的電壓比所述第一顯示數據信號低，並且在一時間周 期中，所述紅色顯示子像素、所述綠色顯示子像素和所述藍色顯示子像 素中的每一個都接收所述第一顯示數據信號和所述第二顯示數據信號中 的一個。
17、 根據權利要求16所述的方法，其中，所述第一顯示數據信號和 所述第二顯示數據信號分別與所述紅色顯示子像素、所述綠色顯示子像 素和所述藍色顯示子像素中的每一個的最大透光率和最小透光率相對 應。
18、 根據權利要求15所述的方法，其中，讀取所述感測數據信號的 步驟包括以下步驟通過所述紅色感測數據線、所述綠色感測數據線和 所述藍色感測數據線中的一個將所述紅色感測子像素、所述綠色感測子像素和所述藍色感測子像素之一中的所述感測數據信號傳送給感測處理 單元。
19、 根據權利要求10所述的方法，該方法還包括以下步驟 在所述第一子周期中，重置所述第二顏色感測子像素和所述第三顏色感測子像素；在所述第二子周期中，重置所述第一顏色感測子像素和所述第三顏 色感測子像素；以及在所述第三子周期中，重置所述第一顏色感測子像素和所述第二顏 色感測子像素。
20、 根據權利要求10所述的方法，其中，重置所述感測子像素的步 驟包括以下步驟將在所述感測子像素處生成的電荷接地。
21、 一種驅動具有第一像素、第二像素和第三像素的液晶顯示裝置 的方法，該第一像素、該第二像素和該第三像素中的每一個都具有顯示子像素和感測子像素，該方法包括以下步驟通過所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的一個的所述 顯示子像素透射第一光，並感測所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的所述一個的所述感測子像素中的第二光；以及屏蔽所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的其他兩個的 所述顯示子像素中的所述第一光。
22、 根據權利要求21所述的方法，其中，重複對所述第一光的透射 和屏蔽，以依次通過所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的 每一個的所述顯示子像素透射所述第一光。
23、 根據權利要求21所述的方法，該方法還包括以下步驟 在感測所述第二光時，感測所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的所述其他兩個的所述感測子像素中的第三光，並清除與所述 第一像素、所述第二像素和所述第三像素中的所述其他兩個中的所述第 三光相對應的感測數據信號。
全文摘要
本發明提供一種包括圖像傳感器的液晶顯示裝置及其驅動方法。該液晶顯示裝置包括第一數據線和第二數據線，該第一數據線與該第二數據線基本上彼此平行；第一選通線，該第一選通線與所述第一數據線和所述第二數據線交叉；由所述第一選通線與所述第一數據線的交叉限定的顯示子像素；由所述第一選通線與所述第二數據線的交叉限定的感測子像素；以及用於將所述第二數據線連接到感測處理單元和接地端子中的一個的第一開關元件，其中，所述顯示子像素根據施加給所述第一數據線的數據信號透射從光源提供的光，並且所述感測子像素感測入射在所述液晶顯示裝置上的光，並生成與感測到的光相對應的電荷。
文檔編號G02F1/1343GK101211079SQ200710105430
公開日2008年7月2日 申請日期2007年5月30日 優先權日2006年12月29日
發明者安忠煥, 趙鎔完 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社