專利名稱：觸敏顯示裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置及其方法。尤其是，本發(fā)明涉及一種觸敏(touchsensitive)顯示裝置以及提高觸摸測定的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(LCD)包括一對具有像素電極和公共電極的面板、以及插入在面板之間的具有介電各向異性的液晶層。像素電極呈矩陣排列并與開關(guān)元件如薄膜晶體管(TFT)連接，以便一行一行地接收顯示數(shù)據(jù)電壓。公共電極覆蓋兩個面板之一的整個表面并提供公共電壓。
像素電極、公共電極的對應(yīng)部分、以及液晶層的對應(yīng)部分形成液晶電容器器，其連同與液晶電容器器連接的開關(guān)元件一起為像素的基本元件。
LCD通過給像素電極和公共電極提供電壓以產(chǎn)生電場，以及通過改變電場的強(qiáng)度來調(diào)整通過液晶層的光的透射率以顯示圖像。
觸摸屏幕面板是利用手指或觸針與其接觸以書寫，繪畫，或點擊圖標(biāo)以指示設(shè)備例如電腦執(zhí)行指示的裝置。包括安裝到其上的觸摸屏幕面板的顯示裝置例如LCD具有測定是否有以及何處發(fā)生觸摸的自身機(jī)構(gòu)。然而，具有觸摸屏幕面板的LCD由于觸摸屏幕面板的成本而具有較高的制造成本，由于需要將觸摸屏幕面板裝配到LCD上而具有較低的生產(chǎn)效率，LDC的亮度減小，LCD的厚度增大等缺陷。
包括TFT或可變電容器的傳感器被用于結(jié)合到LCD中顯示圖像的顯示區(qū)域以代替使用觸摸屏幕面板。這樣的傳感器檢測入射到面板上的光或施加到面板上的壓力的變化以通知LCD是否有以及何處有用戶的手指等在進(jìn)行觸摸。
基于傳感器的輸出信號的傳感信號可能由于外部條件例如溫度，傳感器的故障等原因而變化。另外，傳感器對于各種LCD可能存在偏差，使得傳感信號的電平不一致。因此，基于這樣的傳感信號精確地判斷是否以及何處在進(jìn)行觸摸是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實施例的顯示裝置包括顯示面板單元；形成在顯示面板單元上的傳感單元，用于接收傳感器控制信號，并且基于施加在顯示面板單元的觸摸而產(chǎn)生傳感器數(shù)據(jù)信號；輸出單元，基于傳感單元的傳感器數(shù)據(jù)信號而產(chǎn)生傳感信號；以及補(bǔ)償單元，用于調(diào)整傳感器控制信號以便將傳感信號限制在預(yù)定范圍。
顯示裝置可以進(jìn)一步包括基于傳感信號產(chǎn)生反饋信號并將反饋信號提供給補(bǔ)償單元的檢測單元。補(bǔ)償單元可以基于操作信號調(diào)整傳感器控制信號，該操作信號可以是目標(biāo)值與反饋信號的差。補(bǔ)償單元可以調(diào)整傳感器控制信號以使傳感信號基本上等于目標(biāo)值。
傳感器控制信號(Vc)由下式給出Vc=Vc′+Kp×ev(t)+Ki×∫0tev(τ)dτ+Kd×dev(τ)d(τ)]]>其中Vc′為控制信號的先前值，Kp為比例增益，Ki為積分增益，Kd為導(dǎo)數(shù)增益，ev為操作信號。當(dāng)傳感信號在預(yù)定范圍外時補(bǔ)償單元可以控制傳感信號。當(dāng)目標(biāo)值等于反饋信號時補(bǔ)償單元可以不調(diào)整傳感器控制信號。
補(bǔ)償單元可以執(zhí)行比例控制，比例-積分控制，以及比例-積分-導(dǎo)數(shù)控制中的一個。補(bǔ)償單元可以以模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)。
傳感單元可以包括可變電容器Cv和與可變電容器Cv連接的參考電容器Cp，可變電容器Cv的電容量依賴于觸摸的壓力。顯示裝置可以進(jìn)一步包括用于傳輸傳感器數(shù)據(jù)信號并且連接在可變電容器Cv和參考電容器Cp之間的傳感器數(shù)據(jù)線。顯示裝置可進(jìn)一步包括與傳感器數(shù)據(jù)線連接并向傳感器數(shù)據(jù)線提供傳感器控制信號的復(fù)位晶體管。輸出單元可以包括與傳感器數(shù)據(jù)線連接并基于傳感器數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生輸出信號的輸出晶體管。輸出單元可進(jìn)一步包括用于基于輸出晶體管的輸出信號產(chǎn)生傳感信號的放大器。多個顯示面板可以包括第一面板、面對第一面板的第二面板、以及插入在第一面板和第二面板之間的LC層?？勺冸娙萜骺梢园ㄔO(shè)置在第一面板上的第一電極和形成在第二面板上的第二電容性電極。
傳感單元可以選擇性地包括感應(yīng)伴隨觸摸的光以產(chǎn)生光電流的感光元件。感光元件可以具有與輸入線連接的輸入端、與傳感器控制信號連接的控制端、以及輸出端，并且感光單元可以通過輸出端輸出光電流。
顯示裝置可以進(jìn)一步包括用于傳輸傳感器數(shù)據(jù)信號的傳感器數(shù)據(jù)線和用于從感光元件將光電流傳送到傳感器數(shù)據(jù)線作為傳感器數(shù)據(jù)信號的開關(guān)元件。
根據(jù)本發(fā)明的實施例提高觸敏顯示裝置中的觸摸傳感操作的方法，包括向傳感器數(shù)據(jù)線提供傳感器控制信號，基于施加到顯示裝置上的觸摸從與傳感器數(shù)據(jù)線連接的傳感單元產(chǎn)生傳感器數(shù)據(jù)信號，基于傳感器數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生傳感信號，以及通過調(diào)整施加到傳感器數(shù)據(jù)線的傳感器控制信號將傳感信號限制在預(yù)定范圍內(nèi)。
調(diào)整傳感器控制信號可以包括基于傳感器控制信號的先前值和操作信號計算傳感器控制信號，操作信號為基于傳感信號的反饋信號與傳感信號的目標(biāo)值之間的差。


本發(fā)明將通過參照下述附圖對實施例作進(jìn)一步的描述而變得更加清楚圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性液晶顯示裝置(LCD)的方框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性LCD的示例性像素的等效電路圖；圖3A和圖3B為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性LCD的示例性傳感單元的等效電路圖；圖4為從示例性LCD的示例性傳感單元的立場來看的、根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的示例性LCD的方框圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的示例性LCD的示例性傳感單元的等效電路圖；圖6A為與根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的示例性LCD的示例性傳感數(shù)據(jù)線連接的多個示例性傳感單元的等效電路圖，以及圖6B為簡要描述示例性傳感單元的等效電路圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的示例性的LCD的傳感操作的時序圖；
圖8為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的、用于圖1至圖7中所示的示例性LCD的示例性反饋控制系統(tǒng)的方框圖；以及圖9為圖解說明圖8中所示的示例性LCD的示例性反饋控制的實驗結(jié)果的曲線圖。
具體實施例方式
下文將參照示出本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，而不應(yīng)該解釋為限制于所列出的實施例。在附圖中，層，膜，面板，區(qū)域等的厚度為清楚起見被放大。整個說明書中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)提及元件例如層，膜，區(qū)域，或基板在另一個的元件“之上”時，其可以是直接在另一個元件上或者可能存在居間元件。相反，當(dāng)提及一個元件直接在另一個元件之上時，沒有居間元件存在。在此所使用的，術(shù)語“和/或”包括所列項目的一個或多個的任意和所有的組合。
應(yīng)當(dāng)理解盡管術(shù)語第一、第二、第三等被用于描述不同的元件、部件、區(qū)域、層、和/或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層、和/或部分不被這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅僅用作將一個元件、部件、區(qū)域、層、或部分與其它元件、部件、區(qū)域、層、或部分區(qū)分開。因此，第一元件、部件、區(qū)域、層、或部分可以被標(biāo)為第二元件、部件、區(qū)域、層、或部分，而這并沒有脫離本發(fā)明的教導(dǎo)。
這里所用的術(shù)語僅僅是為了說明特殊實施例的目的，而不是要限制本發(fā)明。如這里所用的，單數(shù)形式“一”或“一個”也可以包括復(fù)數(shù)形式，除非在上下文中有明確指示。還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在說明中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”說明某個特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、和/或成分的存在時，不排除另外的一個或多個其它特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、成分、和/或它們的組合的存在。
空間關(guān)系術(shù)語，例如“在......之下”、“在......下面”、“低于”、“ 在......上面”、“上面的”等等，在這里可用作描述附圖中示出的一元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系的簡要說明。應(yīng)當(dāng)理解，這些空間關(guān)系術(shù)語是為了在除了附圖中示出的方位外在使用或操作中裝置的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，被描述成與其它元件或特征的關(guān)系為“在......下面”或“在......之下”的元件與其它元件或特征的關(guān)系將變?yōu)椤霸?.....上面”。因此，示范性的術(shù)語“在......下面”可包括“在......上面”和“在......下面”的方位。裝置可以是其它的取向(旋轉(zhuǎn)90度或位于其它取向)并且在此使用的空間關(guān)系描述可以依此解釋。
除非另有規(guī)定，這里所用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的意思。還應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語，例如字典中通常定義的，應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與本申請和上下文相關(guān)技術(shù)的意思一致的解釋，并不作理想或過渡形式化的解釋，除非在這里作清楚的限定。
此處參照示出本發(fā)明理想實施例的截面圖來描述本發(fā)明的實施例。照此，所示的形狀的變化，例如由于制造技術(shù)和/或公差所產(chǎn)生的，都是預(yù)料之中的。因此，本發(fā)明實施例不應(yīng)當(dāng)解釋為限于這里所說的部分的具體形狀，而應(yīng)當(dāng)包括例如制造得到的形狀偏差。例如，被描述為平面的區(qū)域，典型地可具有粗糙和/或非線性的特征。此外，所示的銳角可能是圓形的。因此，附圖中說明的區(qū)域?qū)嶋H上是示意性的，它們的形狀不是要說明裝置中區(qū)域的實際形狀，也不是要限制本發(fā)明的范圍。
下面將參照附圖1至3B描述作為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的顯示裝置的實例的液晶顯示裝置(LCD)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性LCD的方框圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性LCD的示例性像素的等效電路圖，圖3A和圖3B為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性LCD的示例性傳感單元的等效電路圖。
參見圖1，LCD包括液晶(LC)面板組件300、顯示或圖像掃描驅(qū)動器400、顯示或圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動器500、傳感器掃描驅(qū)動器700、傳感信號處理器800、補(bǔ)償單元或補(bǔ)償器950、灰度電壓發(fā)生器550、觸摸測定單元或接觸測定元件900、以及信號控制器600。
參見圖1，LC面板組件300包括多個基本呈矩陣排列的像素PX以及多個基本呈矩陣排列的傳感單元SU。參見圖2、圖3A和圖3B，LC面板組件300進(jìn)一步包括多個與像素PX連接的顯示信號線Gi和Dj(其中i和j為自然數(shù))以及多個與傳感單元SU連接的傳感器信號線Sα、Pβ、Psg，和Psd(其中α和β為自然數(shù))。
在圖2所示的等效電路圖中，LC面板組件300包括薄膜晶體管(TFT)陣列面板或下面板100、面對TFT陣列面板100的公共電極面板或上面板200、插入到面板100和200之間的液晶層3、以及多個用于在兩個面板100和200之間保持間隙的彈性襯墊(未示出)。例如，可以將第一或第二偏振膜設(shè)置在面板100和200上以根據(jù)液晶層3的排列方向調(diào)整從外部入射到面板100和200的光的傳輸方向。第一和第二偏振膜可以具有基本上彼此垂直的第一和第二偏振軸。
顯示信號線包括從顯示掃描驅(qū)動器400傳輸顯示掃描信號Vg的多條顯示掃描線Gi和從顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器500傳輸顯示數(shù)據(jù)信號Vd的多條顯示數(shù)據(jù)線Dj。
多條傳感器信號線包括從傳感器掃描驅(qū)動器700傳輸傳感器掃描信號Vs的多條傳感器掃描線Sα、傳輸傳感器數(shù)據(jù)信號Vp給傳感信號處理器800的多條傳感器數(shù)據(jù)線Pβ、從補(bǔ)償單元950傳輸傳感器控制電壓Vsg的多條控制電壓線Psg、以及傳輸傳感器輸入電壓的多條輸入電壓線Psd。
信號線Gi、Dj、Sα、Pβ、Psg和Psd被設(shè)置于TFT陣列面板100上。顯示掃描線Gi、傳感器掃描線Sα、和控制電壓線Psg基本沿行的方向，即第一方向延伸，并彼此基本平行，而顯示數(shù)據(jù)線Dj、傳感器數(shù)據(jù)線Pβ和輸入電壓線Psd基本沿列的方向，即第二方向延伸，并彼此基本平行。第一方向可以基本與第二方向垂直。
每個像素PX包括與顯示信號線Gi和Dj連接的開關(guān)元件Q(例如TFT)以及與開關(guān)元件Q連接的液晶電容器Clc和存儲電容器Cst。在可供選擇的實施例中，可以省略存儲電容器Cst。
開關(guān)元件Q設(shè)置在TFT陣列面板100上并具有三個端，即控制端例如是與顯示掃描線Gi連接的柵電極，輸入端例如是與顯示數(shù)據(jù)線Dj連接的源電極，輸出端例如是與LC電容器Clc和存儲電容器Cst連接的漏電極。
液晶電容器Clc包括作為兩個端的設(shè)置在TFT陣列面板100上的像素電極191和設(shè)置在公共電極面板200上的公共電極270。設(shè)置在兩電極191和270之間的LC層3作為LC電容器Clc的電介質(zhì)。像素電極191與開關(guān)元件Q連接，例如與開關(guān)元件Q的輸出端連接，公共電極270被提供有公共電壓Vcom并覆蓋公共電極面板200的整個表面，或基本上整個表面。在可選擇的實施例中，公共電極270可改為設(shè)置在TFT陣列面板100上，并且電極191和270中的至少一個可以具有帶狀或條形的形狀。
存儲電容器Cst是LC電容器Clc的輔助電容器。存儲電容器Cst包括像素電極191和設(shè)置在TFT陣列面板100上并經(jīng)過絕緣體與像素電極191層疊的單獨的信號線(未示出)，其被提供有預(yù)定的電壓例如公共電壓Vcom。可供選擇的是，存儲電容器Cst包括像素電極191和前面稱為柵線的鄰近柵線Gi-1，其經(jīng)過絕緣體與像素電極191層疊。
對于彩色顯示，每個像素PX唯一地表示一組顏色中的一種顏色，例如主色(即，空間分離)或每個像素PX依次順序地表示色彩(即，時間分離)，從而顏色的空間或時間的總和被識別為所需要的顏色。一組顏色的例子包括紅、綠和藍(lán)。圖2示出了空間分離的例子，其中每個像素PX包括在面對像素電極191的公共電極面板200的區(qū)域中表示一組顏色中的一種顏色的濾色器230。可供選擇的是，濾色器230可以設(shè)置在TFT陣列面板100上的像素電極191之上或之下。
一組三個像素PX表示三個主色或一組顏色中的三種顏色，例如紅、綠和藍(lán)，其被彼此鄰近地設(shè)置以表示作為圖像的基本單元的點。點的行和列的數(shù)目表示LCD的分辨率。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，一個點可以包括四個或以上像素PX，在這種情況下，一些像素PX可以表示白光。
每個傳感單元SU可以具有圖3A和圖3B中所示的結(jié)構(gòu)中的一個。
圖3A所示的傳感單元SU1包括傳感元件Qp1和開關(guān)元件Qs。
傳感元件Qp1具有三個端，即，與控制電壓線Psg連接的控制端、與輸入電壓線Psd連接的輸入端、以及與開關(guān)元件Qs連接的輸出端。傳感元件Qp1包括在接收光后產(chǎn)生光電流的光電材料。傳感元件Qp1的一個例子是具有能夠產(chǎn)生光電流的非晶硅(a-Si)或多晶硅溝道的TFT。從控制電壓線Psg施加足夠低或足夠高的傳感器控制電壓Vsg給傳感元件Qp1的控制端以在沒有入射光時保持傳感元件Qp1處于截止?fàn)顟B(tài)。經(jīng)過輸入電壓線Psd施加足夠高的傳感器輸入電壓給傳感元件Qp的輸入端以維持光電流流向開關(guān)元件Qs。
基于控制電壓線Psg傳輸?shù)膫鞲衅骺刂齐妷篤sg來測定傳感元件Qp1的光電流和操作范圍。因此，可以通過調(diào)整傳感器控制電壓Vsg來控制傳感元件Qp1產(chǎn)生光電流。另外，傳感元件Qp1的光電流可以通過調(diào)整由輸入電壓線Psd傳輸?shù)膫鞲衅鬏斎腚妷哼M(jìn)行控制。
開關(guān)元件Qs也具有三個端，即，與傳感器掃描線Sα連接的控制端、與傳感器數(shù)據(jù)線Pβ連接的輸出端、以及與傳感元件Qp1連接的輸入端。開關(guān)元件Qs響應(yīng)來自傳感器掃描線Sα的傳感器掃描信號Vs給傳感器數(shù)據(jù)線Pβ輸出傳感器輸出信號。傳感器輸出信號可以是來自傳感元件Qp1的光電流。
圖3B所示的傳感單元SU2包括與傳感器信號線Sα、Pβ、和Psd連接的傳感元件Qp2，但不包括開關(guān)元件。
傳感元件Qp2也具有三個端，即，與傳感器掃描線Sα連接的控制端、與輸入電壓線Psd連接的輸入端、與傳感器數(shù)據(jù)線Pβ連接的輸出端。傳感元件Qp2包括在接收光后產(chǎn)生光電流的光電材料，并響應(yīng)來自傳感器掃描線Sα的傳感器掃描信號Vs將傳感器輸出信號輸出到傳感器數(shù)據(jù)線Pβ。當(dāng)傳感器掃描信號Vs等于或高于預(yù)定電壓時傳感元件Qp2可以輸出傳感器輸出信號?；陬A(yù)定電壓來測定傳感元件Qp2的傳感器輸出信號和操作范圍。因此，可以通過調(diào)整預(yù)定電壓控制傳感元件Qp2產(chǎn)生的傳感器輸出信號。另外，可以通過調(diào)整來自輸入電壓線Psd的傳感器輸出電壓控制傳感元件Qp2的傳感器輸出信號。當(dāng)利用傳感單元SU2時，可以省略圖3A所示的控制電壓線Psg。
這里，開關(guān)元件Q和Qs、以及傳感元件Qp1和Qp2可以是包括a-Si或多晶硅的TFT。
傳感單元SU設(shè)置在兩個相鄰像素PX之間，并且傳感單元SU的密度可以大約為點的密度的四分之一，其中點包括一組不同顏色的像素PX，其是表示顏色并且測定LCD的分辨率的基本單元。當(dāng)傳感單元SU的密度為點的密度的四分之一時，例如，在一行中傳感單元SU的數(shù)目為一行中點的數(shù)目的一半，在一列中傳感單元SU的數(shù)目為一列中點的數(shù)目的一半。圖1示出了像素PX和傳感單元SU一起形成矩陣。像素PX和傳感單元SU形成獨立的列，當(dāng)存在三種不同顏色的像素時，例如紅色像素，綠色像素，和藍(lán)色像素，每三列像素PX出現(xiàn)一列傳感單元SU。在每列傳感單元SU中，存在沒有傳感單元SU的位置，其被標(biāo)為“X”。這樣，存在沒有傳感單元SU的像素行和像素列。
具有上述傳感單元SU和點的密度的LCD可以應(yīng)用于精密用途，如字符識別?？梢愿淖儌鞲袉卧姆直媛省＠?，傳感單元SU的密度可以大于或小于上述的點的密度的四分之一。
同時，每個傳感單元SU可以設(shè)置在由一對兩條相鄰顯示掃描線Gi和一條兩個相鄰顯示數(shù)據(jù)線Dj與像素PX包圍的單位區(qū)域中，或可以設(shè)置在包括兩個像素PX的兩個單位區(qū)域之上。
兩條相鄰的傳感器掃描線Sα可以彼此連接，從而兩個傳感單元SU的傳感器輸出信號與在列中相鄰并與相同的傳感器數(shù)據(jù)線Pβ連接的傳感器掃描線Sα連接，從而在傳感器數(shù)據(jù)線Pβ中重疊以作為傳感器數(shù)據(jù)信號Vp輸出。通過重疊傳感器輸出信號形成的傳感器數(shù)據(jù)信號Vp可以減小傳感單元SU的性能的變化并具有雙倍的信-噪比以包含更精確的觸摸信息。在這種情況下，傳感單元SU陣列的實際分辨率可以等于傳感單元SU的數(shù)目的一半。
又參見圖1，灰度電壓發(fā)生器550相對于像素PX的透射率產(chǎn)生兩組灰度電壓。第一組中的灰度電壓具有相對于公共電壓Vcom的正極性，而第二組中的灰度電壓具有相對于公共電壓Vcom的負(fù)極性。
顯示掃描驅(qū)動器400與LC面板組件300的顯示掃描線Gi連接，并合成開柵(gate-on)電壓和閉柵(gate-off)電壓，例如分別為第一高電壓和第一低電壓，以產(chǎn)生施加到顯示掃描線Gi的顯示掃描信號Vg。
顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器500與LC面板組件300的顯示數(shù)據(jù)線Dj連接，并施加從由灰度電壓發(fā)生器550提供的灰度電壓選擇的顯示數(shù)據(jù)信號Vd，給顯示數(shù)據(jù)線Dj。然而，如果灰度電壓發(fā)生器550僅僅提供有限數(shù)量的灰度電壓(其被稱為“參考灰度電壓”)而不是所有灰度電壓，則顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器500將劃分參考灰度電壓以產(chǎn)生顯示數(shù)據(jù)信號Vd。
傳感器掃描驅(qū)動器700與LC面板組件300的傳感器掃描線Sα連接，并響應(yīng)由開柵電壓和閉柵電壓組成的傳感器掃描控制信號CONT3，將傳感器掃描信號Vs提供給傳感器掃描線Sα?？蛇x擇的是，每個傳感器掃描信號Vs可以由引起傳感單元Qp2輸出傳感器輸出信號的高電壓和阻止傳感單元Qp2輸出傳感器輸出信號的低電壓構(gòu)成。高電壓和低電壓的電平取決于傳感單元Qp2的操作范圍。
傳感信號處理器800與LC面板組件300的傳感器數(shù)據(jù)線Pβ連接。傳感信號處理器800接收來自傳感器數(shù)據(jù)線Pβ的傳感器數(shù)據(jù)信號Vp，處理例如放大和過濾傳感器數(shù)據(jù)信號Vp，模-數(shù)轉(zhuǎn)換傳感器數(shù)據(jù)信號Vp以產(chǎn)生數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號DSN。在某時段從一條傳感器數(shù)據(jù)線Pβ流過的一個傳感器數(shù)據(jù)信號Vp包括從一個傳感元件Qp1或Qp2輸出的一個傳感器輸出信號或從兩個或多個傳感元件Qp1或Qp2輸出的兩個或多個傳感器輸出信號。
觸摸測定單元900接收數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號DSN，適當(dāng)?shù)靥幚頂?shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號DSN以測定是否和何處發(fā)生觸摸，并且發(fā)送有關(guān)發(fā)生和觸摸位置的信息INF給外部設(shè)備。
補(bǔ)償單元或補(bǔ)償器950接收來自傳感信號處理器800的數(shù)字傳感器信號DSN，并調(diào)整用于傳感單元SU1的傳感器控制電壓Vsg和用于傳感單元SU2的傳感器掃描信號Vs的高電壓，直至數(shù)字傳感器信號DSN被限定在預(yù)定范圍內(nèi)，這將在下面進(jìn)一步描述。可供選擇的是，補(bǔ)償單元950可以調(diào)整用于傳感單元SU的傳感器輸入電壓。另外，補(bǔ)償單元950可以基于被轉(zhuǎn)換成數(shù)字傳感器信號DSN之前的模擬傳感器數(shù)據(jù)信號來執(zhí)行此操作。
信號控制器600控制顯示掃描驅(qū)動器400、顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器500、傳感器掃描驅(qū)動器700、傳感信號處理器800等。
處理單元400、500、550、600、700、800、900、和950中的每一個可以包括直接設(shè)置在LC面板組件300上的至少一個集成電路(IC)芯片。然而，IC芯片可以設(shè)置在粘附在LC面板組件300上的載帶封裝(TCP)型的柔性印刷電路(FPC)膜上，或設(shè)置在單獨的印刷電路板(PCB未示出)上?？晒┻x擇的是，處理單元400、500、550、600、700、800、900、和950中的至少一個可以與信號線Gi、Dj、Sα和Pβ、TFTQ、Qs、Qp1、和Qp2等一起集成到LC面板組件300上?？晒┻x擇的是，所有處理單元400、500、550、600、700、800、900、和950可被集成到單個IC芯片，但處理單元400、500、550、600、700、800、900和950中的至少一個或者包含在處理單元400、500、550、600、700、800、900和950中的至少一個電路元件可被設(shè)置在單個IC芯片外。
現(xiàn)在，進(jìn)一步描述上述LCD的顯示操作和傳感操作。
信號控制器600從外部圖形控制器(未示出)被提供有輸入圖像信號R、G和B以及用于控制它們顯示的輸入控制信號。輸入圖像信號R、G和B包括每個像素PX的亮度信息，它們具有預(yù)定量的灰度，例如1024(＝210)、256(＝28)、或64(＝26)灰度。輸入控制信號包括，例如，垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、主時鐘信號MCLK、數(shù)據(jù)使能信號DE等。
基于輸入信號R、G和B以及輸入控制信號，信號控制器600處理圖像信號R、G和B以適應(yīng)LC顯示面板300和顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器500的運行，并產(chǎn)生顯示掃描控制信號CONT1、顯示數(shù)據(jù)控制信號CONT2、傳感器掃描控制信號CONT3，以及傳感器數(shù)據(jù)控制信號CONT4。信號控制器600然后向顯示掃描驅(qū)動器400發(fā)送顯示掃描控制信號CONT1，向顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器500發(fā)送顯示數(shù)據(jù)控制信號CONT2和處理后的圖像信號DAT，向傳感掃描驅(qū)動器700發(fā)送傳感器掃描控制信號CONT3，以及向傳感信號處理器800發(fā)送傳感器控制信號CONT4。
顯示掃描控制信號CONT1包括用于指示顯示掃描開始操作的顯示掃描開始信號STV、以及至少一個用于控制開柵電壓Von的輸出時間的時鐘信號。顯示掃描控制信號CONT1可以進(jìn)一步包括用于定義開柵電壓Von的持續(xù)時間的輸出使能信號OE。
顯示數(shù)據(jù)控制信號CONT2包括用于通知用于一行像素的圖像信號DAT開始傳輸?shù)乃酵介_始信號STH、用于指示將顯示數(shù)據(jù)信號Vd應(yīng)用于顯示數(shù)據(jù)線D1-Dm的加載信號LOAD、以及數(shù)據(jù)時鐘信號HCLK。顯示數(shù)據(jù)控制信號CONT2可以進(jìn)一步包括反轉(zhuǎn)顯示數(shù)據(jù)信號Vd相對于公共電壓Vcom的電壓的極性(下文中簡化為“顯示數(shù)據(jù)信號的極性”)的反轉(zhuǎn)信號RVS。
響應(yīng)來自信號控制器600的顯示數(shù)據(jù)控制信號CONT2，顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器500接收用于像素PX行的數(shù)字圖像信號DAT的信息包，將數(shù)字圖像信號DAT轉(zhuǎn)換為從來自灰度電壓發(fā)生器550的灰度電壓中選擇的模擬顯示數(shù)據(jù)信號Vd，并將模擬顯示數(shù)據(jù)信號Vd施加到顯示數(shù)據(jù)線Dj。
顯示掃描驅(qū)動器400響應(yīng)來自信號控制器600的顯示掃描控制信號CONT1將開柵電壓Von提供為顯示掃描線Gi，從而接通連接在其上的開關(guān)元件Q。然后通過激活的開關(guān)元件Q將施加給顯示數(shù)據(jù)線Dj的顯示數(shù)據(jù)信號Vd提供給像素PX?？梢酝ㄟ^顯示掃描驅(qū)動器400將閉柵電壓Voff施加到顯示掃描線Gi以截止連接在其上的開關(guān)元件Q。
將顯示數(shù)據(jù)信號Vd的電壓與施加到像素PX的公共電壓Vcom之間的差表示為像素PX的LC電容器Clc的兩端的電壓，其被稱為像素電壓。LC電容器Clc中的LC分子依賴于像素電壓的大小取向排列，分子的取向排列決定了通過LC層3的光的偏振。偏振器將光的偏振轉(zhuǎn)換為光的透射率以顯示圖像。
通過以水平周期(也稱為“1H”，其等于行同步信號Hsync和數(shù)據(jù)使能信號DE的一個周期)為單位重復(fù)所述操作，所有顯示掃描線Gi被順序地提供開柵電壓Von，從而通過顯示數(shù)據(jù)線Dj將顯示數(shù)據(jù)信號Vd提供給所有像素PX以顯示一幀圖像。
當(dāng)一幀完成下一幀開始時，對施加到數(shù)據(jù)驅(qū)動器500的反轉(zhuǎn)控制信號RVS進(jìn)行控制以使多個顯示數(shù)據(jù)信號Vd反向(其被稱作“幀反轉(zhuǎn)”)。
也可以控制反轉(zhuǎn)控制信號RVS以使在數(shù)據(jù)線中流動的顯示數(shù)據(jù)信號Vd的極性在一幀期間被周期性地反轉(zhuǎn)(例如，行反轉(zhuǎn)和點反轉(zhuǎn))，或一個信息包內(nèi)的多個顯示數(shù)據(jù)信號被反轉(zhuǎn)(例如，列反轉(zhuǎn)和點反轉(zhuǎn))。
同時，傳感器掃描驅(qū)動器700響應(yīng)來自信號控制器600的傳感器掃描控制信號CONT3給傳感器掃描線Sα提供開柵電壓以接通與其連接的開關(guān)元件Qs。參照圖3A所示的傳感單元SU1，將來自傳感元件Qp1的傳感器輸出信號Vp通過激活的開關(guān)元件Qs加載到傳感器數(shù)據(jù)線Pβ以變?yōu)閭鞲袛?shù)據(jù)電壓Vp?？晒┻x擇的是，參照圖3B所示的傳感單元SU2，傳感器掃描驅(qū)動器700將上述高電壓施加給傳感器掃描線Sα，因此與傳感器掃描線Sα連接的傳感元件Qp2可以將它們的傳感器輸出信號輸出到傳感器數(shù)據(jù)線Pβ。加載在傳感器數(shù)據(jù)線Pβ上的傳感器輸出信號變?yōu)閭鞲衅鲾?shù)據(jù)信號Vp。
傳感信號處理器800響應(yīng)傳感數(shù)據(jù)控制信號CONT4讀取在傳感器數(shù)據(jù)線Pβ中傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)信號Vp。傳感信號處理器800通過處理，例如放大和過濾所讀取的模擬傳感器數(shù)據(jù)信號Vp，并將經(jīng)過處理的模擬傳感器數(shù)據(jù)信號Vp轉(zhuǎn)換為數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號DSN。傳感信號處理器800對傳感器數(shù)據(jù)信號Vp的讀取沒有必要每幀都進(jìn)行，如果必要，其可以在多個幀進(jìn)行。
根據(jù)傳感單元SU的列分辨率在一個或多個水平周期單元重復(fù)該步驟，使所有傳感器掃描線Sα順序地提供開柵電壓/高電壓，從而處理來自所有傳感單元SU的傳感器輸出信號產(chǎn)生數(shù)字傳感信號DSN以輸出到觸摸測定單元900。
觸摸測定單元900接收并處理一個幀的來自傳感信號處理器800的數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號DSN以測定在何處發(fā)生了觸摸，然后在觸摸的位置上輸出信息INF給外部設(shè)備(未示出)。外部設(shè)備根據(jù)信息INF將圖像信號R、G和B傳輸給LCD?？晒┻x擇的是，外部設(shè)備可以接收數(shù)字傳感信號DSN以測定是否以及在何處發(fā)生了觸摸。在這種情況下，可省略觸摸測定單元900。
傳感操作可以獨立于顯示操作進(jìn)行。即，傳感操作不需要在每一幀都進(jìn)行，其可以每兩幀或更多幀進(jìn)行。
現(xiàn)在，將參照圖4至7描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的示例性LCD。
參見圖4，LCD包括液晶面板組件301、傳感信號處理器801以及與LC面板組件301連接的補(bǔ)償單元951、與傳感信號處理器801連接的觸摸測定單元901、以及用于控制上述元件的信號控制器601。LCD進(jìn)一步包括顯示掃描驅(qū)動器、顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動器、以及灰度電壓發(fā)生器，盡管上述元件沒有示出。上述元件可與前述實施例中描述的基本相同，因此將詳細(xì)的描述省略。
參照圖4，LC面板組件301包括多個傳感器信號線SY1-SYN和SX1-SXM、多個傳感單元SC、多個復(fù)位晶體管Qr、多個輸出晶體管Qa、以及多個輸出數(shù)據(jù)線OY1-OYN和OX1-OXM。LC面板組件301可進(jìn)一步包括多個顯示信號線以及與其連接的多個像素，盡管上述元件沒有示出。由于圖4所示的上述元件與前述實施例中的描述基本相同，因此將詳細(xì)的描述省略。參見圖5，LC面板組件301包括TFT陣列面板101、公共電極面板201、液晶層3、以及多個襯墊(未示出)。
參見圖4，傳感器信號線包括用于傳輸傳感器數(shù)據(jù)信號的多個行傳感器數(shù)據(jù)線SY1-SYN和多個列傳感器數(shù)據(jù)線SX1-SXM。參見圖5，傳感器信號線進(jìn)一步包括多個傳輸參考電壓Vref的參考電壓線RL?？晒┻x擇的是，可以將參考數(shù)據(jù)線RL省略，在這種情況下參考電壓Vref可以通過顯示信號線傳輸。
傳感器信號線SY1-SYN，SX1-SXM，和RL設(shè)置在TFT陣列面板100上。行傳感器信號線SY1-SYN基本沿行的方向，即第一方向延伸，且彼此平行，而列傳感器信號線SX1-SXM基本沿列的方向，即第二方向延伸，且彼此平行。第二方向基本與第一方向垂直。如圖4所示與傳感器信號線SY1-SYN和SX1-SXM連接的傳感單元SC基本呈矩陣排列。參見圖5，每個傳感單元SC包括可變電容器Cv和參考電容器Cp?？勺冸娙萜鰿v與行傳感器數(shù)據(jù)線或列傳感器數(shù)據(jù)線(下文中稱為傳感器數(shù)據(jù)線SL)連接，以及參考電容器Cp與傳感器數(shù)據(jù)線SL和參考電壓線RL連接。
參考電容器Cp包括參考電壓線RL以及通過絕緣體與參考電壓線RL層疊的傳感器數(shù)據(jù)線SL。
可變電容器Cv包括作為兩個端的傳感器數(shù)據(jù)線SL和設(shè)置在公共電極面板201公共電極271，以及設(shè)置在兩個端SL和271之間作為可變電容器Cv的電介質(zhì)的LC層3?？勺冸娙萜鰿v的電容量根據(jù)施加在液晶面板組件301上的外部驅(qū)動力例如用戶的觸摸等變化。外部驅(qū)動力的一個例子可以是壓力。當(dāng)壓力施加TFT陣列面板101和公共電極面板201的一個上以改變可變電容器Cv的端之間的距離，可變電容器Cv的電容量改變?？勺冸娙萜鰿v的電容量的依次改變使參考電容器Cp和可變電容器Cv之間結(jié)點的電壓Vn發(fā)生改變。結(jié)點電壓Vn通過傳感器數(shù)據(jù)線SL作為傳感器數(shù)據(jù)信號Vp傳輸，并基于傳感器數(shù)據(jù)信號Vp決定是否存在觸摸。由于參考電容器Cp具有穩(wěn)定的電容量以及施加到參考電容器Cp的參考電壓是穩(wěn)定的，使得結(jié)點電壓Vn在一定范圍內(nèi)變化。因此，傳感器數(shù)據(jù)信號Vp具有在限定范圍內(nèi)的電平，從而易于測定是否和何處發(fā)生了觸摸。
每個傳感單元SU可以設(shè)置在兩個相鄰像素之間。每對行傳感器數(shù)據(jù)線SYk(k＝1，2，...，N)和列傳感器數(shù)據(jù)線SXI(I＝1，2，...，M)定義與其連接的一對傳感單元SC，其被放置得鄰近一對傳感器數(shù)據(jù)線SYk和SXI的交叉點。這樣一對傳感單元SC的密度大約是像素的點的密度的四分之一。如前述實施例中描述的傳感單元SC的密度和像素的密度可以相同。
參見圖4，每對復(fù)位晶體管Qr和輸出晶體管Qa連接到每條傳感器數(shù)據(jù)線SY1-SYN和SX1-SXM的相對端。
參見圖6A，LC面板組件301包括多條傳感器數(shù)據(jù)線SL、與每條傳感器數(shù)據(jù)線SL連接的多個傳感單元SC、復(fù)位晶體管Qr、輸出晶體管Qa、與輸出晶體管Qa連接的輸出數(shù)據(jù)線OL。每個傳感單元SC包括可變電容器Cv和參考電容器Cp?？勺冸娙萜鰿v與來自公共電極271的公共電壓Vcom連接，參考電容器Cp與來自參考電壓線RL的參考電壓Vref連接。用于每條傳感器數(shù)據(jù)線SL的復(fù)位晶體管Qr具有三個端，即，與復(fù)位信號Vsw連接的控制端、與傳感器控制電壓Vst連接的輸入端、以及與傳感器數(shù)據(jù)線SL連接的輸出端。復(fù)位晶體管Qr被設(shè)置于沒有設(shè)置像素的鄰近LC面板組件301的邊緣區(qū)域(例如非顯示區(qū)域)，并且響應(yīng)復(fù)位信號Vsw給傳感器數(shù)據(jù)線SL提供傳感器控制電壓Vst。
輸出晶體管Qa也具有三個端，即，相對復(fù)位晶體管Qr與傳感器數(shù)據(jù)線SL連接的控制端、與輸入電壓Vsd連接的輸入端、以及與輸出數(shù)據(jù)線OL(表示為OY1-OYN和OX1-OXM)連接的輸出端。輸出晶體管Qa也鄰近LC面板組件301的邊緣設(shè)置，并基于在傳感器數(shù)據(jù)線SL中傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)信號產(chǎn)生指示信號。指示信號的一個例子為輸出電流?？晒┻x擇的是，輸出晶體管Qa可以產(chǎn)生電壓作為指示信號。如圖4所示，復(fù)位晶體管Qr可以設(shè)置在LC面板組件301的第一和第三邊，輸出晶體管Qa可以設(shè)置在LC面板組件301的第二和第四邊，其中第二和第四邊分別與第一和第三邊相對。
又參見圖4，輸出數(shù)據(jù)線包括多條行輸出數(shù)據(jù)線OY1-OYN和多條列輸出數(shù)據(jù)線OX1-OXM。行輸出數(shù)據(jù)線OY1-OYN通過輸出晶體管Qa與行傳感器數(shù)據(jù)線SY1-SYN連接，以及列輸出數(shù)據(jù)線OX1-OXM通過輸出晶體管Qa與列傳感器數(shù)據(jù)線SX1-SXM連接。輸出數(shù)據(jù)線OY1-OYN和OX1-OXM與傳感信號處理器801連接，并從輸出晶體管Qa將指示信號傳輸?shù)絺鞲行盘柼幚砥?01。輸出數(shù)據(jù)線OY1-OYN和OX1-OXM基本沿列的方向延伸并且彼此基本垂直。
傳感信號處理801與LC面板組件301的輸出數(shù)據(jù)線OY1-OYN和OX1-OXM連接，并接收通過輸出數(shù)據(jù)線OY1-OYN和OX1-OXM傳輸?shù)闹甘拘盘?。傳感信號處理?01處理，例如放大指示信號以產(chǎn)生模擬傳感器信號Vo，然后模-數(shù)轉(zhuǎn)換模擬傳感器信號Vo，以生成數(shù)字傳感器信號DSN。參見圖6A和6B，傳感信號處理器801包括多個放大器AP。每個放大器AP為用于在預(yù)定時間積分輸出晶體管Qa的輸出電流以產(chǎn)生模擬傳感器信號Vo的電流積分器。
觸摸測定單元901接收來自傳感信號處理器801的數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號DSN，適當(dāng)?shù)靥幚硭邮盏臄?shù)字傳感器數(shù)據(jù)信號DSN以測定在LC面板組件301上是否和何處發(fā)生觸摸，并發(fā)送有關(guān)觸摸的信息INF給外部設(shè)備。
在根據(jù)本發(fā)明的LCD中，基于行傳感器數(shù)據(jù)線SY1-SYN中傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)信號測定觸摸的縱向位置，并且基于列傳感器數(shù)據(jù)線SX1-SXM中傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)信號測定觸摸的模向位置。
補(bǔ)償單元951接收來自傳感信號處理器801的數(shù)字傳感器信號DSN，并調(diào)整通過復(fù)位晶體管Qr的輸入端施加到傳感器數(shù)據(jù)線SL的傳感器控制電壓Vst，直至數(shù)字傳感器信號DSN被限定在預(yù)定范圍內(nèi)。可供選擇的是，補(bǔ)償單元951可以調(diào)整施加到輸出晶體管Qa的輸入端的輸入電壓以控制數(shù)字傳感器信號DSN。雖然已經(jīng)描述了補(bǔ)償單元951接收來自傳感信號處理器801的數(shù)字傳感器信號DSN，但補(bǔ)償單元951可以替換地從傳感信號處理器801接收被轉(zhuǎn)換成數(shù)字傳感器信號DSN前的模擬傳感器信號，然后基于模擬傳感器信號執(zhí)行上述操作。
信號控制器601控制傳感信號處理器801、補(bǔ)償單元951等的操作。
參見圖6A，包括多個可變電容器Cv和多個參考電容器Cp的多個傳感單元SU與一個傳感器數(shù)據(jù)線SL連接?？勺冸娙萜鰿v可以由如圖6B所示的一個可變電容器Cv′表示，其包括作為一端的傳感器數(shù)據(jù)線SL。同樣地，參考電容器Cp可以由圖6B所示的一個參考電容器Cp′表示。
參見圖7，LCD的傳感操作可以在相鄰幀之間的邊沿周期內(nèi)進(jìn)行，尤其是，傳感操作優(yōu)選在水平同步信號Vsync的低電平電壓周期前的前沿周期進(jìn)行。
公共電壓Vcom每1H在高電平和低電平之間波動。
施加給每個復(fù)位晶體管Qr的控制端的復(fù)位信號Vsw具有接通復(fù)位晶體管Qr的開柵電壓和截止復(fù)位晶體管Qr的閉柵電壓。當(dāng)公共電壓處于高電平時復(fù)位信號Vsw變?yōu)殚_柵電壓。當(dāng)開柵電壓經(jīng)過復(fù)位晶體管Qr的控制端施加給復(fù)位晶體管Qr時，復(fù)位晶體管Qr被接通，并且傳感器控制電壓Vst被施加到將被初始化的傳感器數(shù)據(jù)線SL。
當(dāng)復(fù)位信號Vsw在1H后變?yōu)殚]柵電壓時，公共電壓Vcom變?yōu)榈碗娖健Ｈ缓?，傳感器?shù)據(jù)線SL變?yōu)楦右约皞鞲衅鲾?shù)據(jù)信號基于可變電容器Cv′的電容量的變化和公共電壓Vcom的變化而變化。輸出晶體管Qa響應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)信號而輸出指示信號，并且傳感信號處理器801中的放大器AP對該指示信號積分以產(chǎn)生模擬傳感信號Vo。在預(yù)定時間過去后，傳感信號處理器801讀取模擬傳感器信號Vo并對模擬傳感器信號Vo數(shù)字化。這里，優(yōu)選在復(fù)位信號Vsw變?yōu)殚]柵電壓后的1H內(nèi)進(jìn)行模擬傳感器信號Vo的讀取。換句話說，優(yōu)選在公共電壓Vcom再變?yōu)楦唠娖角白x取模擬傳感器信號Vo。
由于傳感器數(shù)據(jù)信號可以基于傳感器控制電壓Vst變化，因此傳感器數(shù)據(jù)信號可以具有限定范圍的電壓電平，從而能夠容易地測定是否以及在何處發(fā)生了觸摸。
雖然已經(jīng)描述了當(dāng)公共電壓Vcom處于高電平時復(fù)位信號Vsw變?yōu)殚_柵電壓，但在可供選擇的實施例中當(dāng)公共電壓Vcom處于低電平時復(fù)位信號Vsw可以變?yōu)殚_柵電壓。在這種情況下，在公共電壓Vcom變?yōu)楦唠娖揭院笄夜搽妷篤com再變?yōu)榈碗娖揭郧埃瑐鞲行盘柼幚砥?01讀取模擬傳感器信號Vo。復(fù)位信號Vsw可以與施加到LC面板組件301中的最后的顯示掃描線的顯示掃描信號同步。
圖1至3B所示的LCD的許多特征也可以應(yīng)用到圖4至7所示的LCD。
現(xiàn)在，將參照圖8和9描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于示例性LCD的示例性反饋控制系統(tǒng)。
圖8為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于圖1至圖7所示的示例性LCD的示例性反饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖9為圖解說明圖8值所示的示例性LCD的示例性反饋控制的實驗結(jié)果的曲線圖。
如圖8所示，從反饋控制的立場來看，LCD包括調(diào)整單元40、系統(tǒng)50以及檢測單元60。調(diào)整單元40包括補(bǔ)償單元950或951。系統(tǒng)50包括傳感信號處理器800或801的放大器AP以及包括傳感單元SU或SC的LC面板組件300或301。檢測單元60包括除放大器AP以外的傳感信號處理器800或801。
檢測單元60從系統(tǒng)50接收傳感信號Vo。然后檢測單元60可以將所接收的傳感信號Vo數(shù)字化以產(chǎn)生反饋信號ov，并將反饋信號ov輸出給調(diào)整單元40。調(diào)整單元40接收操作信號ev，該操作信號ev為目標(biāo)值dv和反饋信號ov之間的差，并執(zhí)行比例控制(“P控制”)，比例-積分控制(“PI控制”)，或比例-積分-導(dǎo)數(shù)控制(“PID控制”)以基于操作信號ev產(chǎn)生控制信號Vc。系統(tǒng)50接收控制信號Vc并輸出傳感信號Vo。重復(fù)上述反饋控制操作直至操作信號ev變?yōu)椤?”。
目標(biāo)值dv等于系統(tǒng)50要輸出的傳感信號Vo的值?？刂菩盘朧c使系統(tǒng)50輸出傳感信號Vo，且控制信號Vc等于LCD的傳感器控制電壓Vsg或Vst?？晒┻x擇的是，控制信號Vc可以等于上述施加到輸出晶體管Qa的輸入端的傳感器輸入電壓Vsd。來自檢測單元60的反饋信號ov可以等于數(shù)字傳感器信號DSN，而反饋信號ov可選擇等于模擬傳感器信號Vo。
調(diào)整單元40根據(jù)等式1計算控制變量u并根據(jù)等式2運算而產(chǎn)生控制信號Vc。
(等式1)u(t)=Kp×ev(t)+Ki×∫0tev(τ)dτ+Kd×dev(τ)d(τ)]]>(等式2)Vc＝Vc`+u(t)其中，Kp為比例增益，Ki為積分增益，Kd為導(dǎo)數(shù)增益，Vc′為控制信號Vc的先前值。
比例增益Kp、積分增益Ki、導(dǎo)數(shù)增益Kd可以通過監(jiān)測用于控制信號Vc的系統(tǒng)50的輸出信號Vo適當(dāng)?shù)販y定。
當(dāng)導(dǎo)數(shù)增益kd被設(shè)定為“0”時，等式1的運算可以是PI控制器。當(dāng)比例增益Kp和導(dǎo)數(shù)增益Kd都被設(shè)定為“0”時，等式1的運算可以是P控制器。
當(dāng)操作信號ev在預(yù)定范圍內(nèi)時，調(diào)整單元40不執(zhí)行等式1和等式2的操作。也就是說，調(diào)整單元40測定傳感信號Vo處于可靠范圍內(nèi)，并且調(diào)整單元40不執(zhí)行控制操作。然而，當(dāng)操作信號ev超過預(yù)定范圍時，調(diào)整單元40開始控制操作并持續(xù)控制操作直至操作信號ev變?yōu)椤?”即，直至與系統(tǒng)50的輸出信號Vo對應(yīng)的反饋信號ov變?yōu)榈扔谀繕?biāo)值dv。
盡管等式1和等式2出現(xiàn)在連續(xù)的時間域內(nèi)，但它們在離散的時間域內(nèi)可以具有等效值。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一個實驗結(jié)果，其示出了傳感信號Vo跟隨著預(yù)定值，即LCD的工作點。這里，目標(biāo)值dv，即傳感信號Vo的工作點大約為0.7V，容差大約為±0.02V。即，將傳感信號Vo的預(yù)定范圍設(shè)定為大約0.5V至0.9V(0.7V±0.2V)。比例增益Kp大約為2.2，積分增益Ki大約為0.5，導(dǎo)數(shù)增益Kd大約為0。
參見圖9，傳感信號Vo的初始值直至第六幀大約為0.152V，從第六幀執(zhí)行PI控制。從第六幀起五幀以后，在第十一幀傳感信號Vo變?yōu)榇蠹s0.718V以達(dá)到目標(biāo)值dv。同時，對于五幀，控制信號Vc被調(diào)整單元40從大約3.63V變?yōu)榇蠹s4.06V。
觸摸發(fā)生下的傳感信號Vo被限制在沒有發(fā)生觸摸時傳感信號Vo的值大約±0.05V內(nèi)。因此，一旦傳感信號Vo達(dá)到工作點，傳感信號Vo被限定在預(yù)定的范圍，即使此處再發(fā)生觸摸跟隨工作點的控制操作也不會再執(zhí)行。結(jié)果，依據(jù)傳感信號Vo測定觸摸的發(fā)生。
即使存在傳感單元SU或SC的故障、傳感狀態(tài)的改變、或LC面板組件300或301的偏差，也能通過反饋控制使傳感信號Vo處于預(yù)定范圍，從而能夠準(zhǔn)確地執(zhí)行觸摸傳感操作。
調(diào)整單元40可被實現(xiàn)為數(shù)字電路或模擬電路。調(diào)整單元40可以被包含于傳感信號處理器800和801中或觸摸測定單元900和901中，特別是調(diào)整單元40可被實現(xiàn)為由觸摸測定單元900和901的處理器(未示出)執(zhí)行的持續(xù)。調(diào)整單元40可被實現(xiàn)為硬有線(hardwired)的應(yīng)用特殊集成電路(ASIC)芯片。
調(diào)整單元40可以使用不同于PID控制的控制方法。
在上述實施例中，光-傳感元件或可變電容器以及參考電容器被描述為傳感單元，然而也可以使用其它傳感單元。
雖然已經(jīng)將LCD作為顯示裝置進(jìn)行了描述，但上述實施例也能應(yīng)用于其它的平板顯示裝置例如等離子體顯示裝置，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器，場致發(fā)光顯示器等。
盡管在上文中對本發(fā)明的最佳實施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，基于本發(fā)明理念對本領(lǐng)域技術(shù)人員存在教導(dǎo)的變化和/或修改仍然落入附加的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明范圍和精神中。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括顯示面板單元；形成在所述顯示面板單元上的傳感單元，用于接收傳感器控制信號，并基于施加到顯示面板單元上的觸摸而產(chǎn)生傳感器數(shù)據(jù)信號；輸出單元，基于來自傳感單元的傳感器數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生傳感信號；以及補(bǔ)償單元，用于調(diào)整傳感器控制信號，從而將傳感信號限制在預(yù)定范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括檢測單元，其基于傳感信號產(chǎn)生反饋信號并將反饋信號提供給補(bǔ)償單元。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中補(bǔ)償單元基于操作信號而調(diào)整傳感器控制信號，所述操作信號為目標(biāo)值與反饋信號之間的差。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中補(bǔ)償單元調(diào)整傳感器控制信號以使傳感信號基本上等于目標(biāo)值。
5.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中所述傳感器控制信號Vc由下式測定Vc=Vc'+Kp×ev(t)+Ki×∫0tev(τ)dτ+Kd×dev(τ)d(τ)]]>其中Vc′為控制信號的先前值，Kp為比例增益，Ki為積分增益，Kd為導(dǎo)數(shù)增益，ev為操作信號。
6.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中當(dāng)目標(biāo)值與反饋信號相等時補(bǔ)償單元不調(diào)整傳感器控制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中當(dāng)傳感信號在預(yù)定范圍外時補(bǔ)償單元控制傳感信號。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中補(bǔ)償單元執(zhí)行比例控制，比例-積分控制，以及比例-積分-導(dǎo)數(shù)控制中的一個。
9.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中補(bǔ)償單元以模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述傳感單元包括可變電容器Cv和與可變電容器Cv連接的參考電容器Cp，并且可變電容器Cv的電容量依賴于觸摸的壓力。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括用于傳輸傳感器數(shù)據(jù)信號并且連接在可變電容器Cv和參考電容器Cp之間的傳感器數(shù)據(jù)線。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括與傳感器數(shù)據(jù)線連接并向傳感器數(shù)據(jù)線提供傳感器控制信號的復(fù)位晶體管。
13.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中輸出單元包括與傳感器數(shù)據(jù)線連接并基于傳感器數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生輸出信號的輸出晶體管。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中輸出單元進(jìn)一步包括基于輸出晶體管的輸出信號產(chǎn)生傳感信號的放大器。
15.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中顯示面板單元包括第一面板、面對第一面板的第二面板、以及插入在第一面板和第二面板之間的液晶層。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其中可變電容器包括設(shè)置在第一面板上的第一電極和形成在第二面板上的第二電容性電極。
17.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中傳感單元包括感測伴隨觸摸的光以產(chǎn)生光電流的感光元件。
18.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，其中感光元件具有與輸入線連接的輸入端、與傳感器控制信號連接的控制端、以及輸出端，并且感光單元通過輸出端輸出光電流。
19.如權(quán)利要求17所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括用于傳輸傳感器數(shù)據(jù)信號的傳感器數(shù)據(jù)線；以及用于將來自感光元件的光電流傳送到傳感器數(shù)據(jù)線作為傳感器數(shù)據(jù)信號的開關(guān)元件。
20.一種提高觸敏顯示裝置中的觸摸傳感操作的方法，該方法包括向傳感器數(shù)據(jù)線提供傳感器控制信號；基于施加到顯示裝置上的觸摸從與傳感器數(shù)據(jù)線連接的傳感單元產(chǎn)生傳感器數(shù)據(jù)信號；基于傳感器數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生傳感信號；以及通過調(diào)整施加到傳感器數(shù)據(jù)線的傳感器控制信號將傳感信號限制在預(yù)定范圍內(nèi)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中調(diào)整傳感器控制信號包括基于傳感器控制信號的先前值和操作信號計算傳感器控制信號，所述操作信號為基于傳感信號的反饋信號與傳感信號的目標(biāo)值之間的差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸敏顯示裝置，該顯示裝置包括顯示面板單元；形成在顯示面板單元上的傳感單元，用于接收傳感器控制信號，并且基于施加在顯示面板單元上的觸摸而產(chǎn)生傳感器數(shù)據(jù)信號；輸出單元，基于來自傳感單元的傳感器數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生傳感信號；以及補(bǔ)償單元，用于調(diào)整傳感器控制信號以便將傳感信號限制在預(yù)定范圍內(nèi)。
文檔編號G06K11/06GK1971352SQ20061017185
公開日2007年5月30日 申請日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者樸鐘雄, 李柱亨, 魚基漢, 崔榮俊, 趙晚升 申請人:三星電子株式會社