CN107450766A - 镜子显示器和镜子显示器面板 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种镜子显示器和镜子显示器面板。根据实施例的镜子显示器包括镜子面板。镜子面板包括：第一基板；第一基板上的多个第一电极；第一基板上的多个传感器线，该多个传感器线连接至多个第一电极；第二基板；第二基板上的多个第二电极，该多个第二电极面向第一基板；液晶层，该液晶层***在多个第一电极与多个第二电极之间；第二基板上的多个镜子驱动线，该多个镜子驱动线连接至多个第二电极；以及附接至第二基板的反射偏振膜。

Description

镜子显示器和镜子显示器面板
本申请要求于2016年5月30日提交的韩国专利申请号10-2016-0066431的优先权益，出于如同在本文中完全阐述的所有目的，其全部内容通过引用合并到本文中。
技术领域
本公开涉及在显示器模式和镜子模式下被驱动并且能够感测触摸输入的镜子显示器。
背景技术
近年来，已经开发了用于各种目的的显示装置。镜子显示器具有耦接至显示器的镜子。镜子显示器正在扩展应用如汽车中的室内镜子和服装店中的镜子。
通过如图1所示将反射器8和显示器4、6组装在组合框架(set frame)2中的方法来实现镜子显示器的示例。显示器可以由包括显示器面板4和背光单元(BLU)6的液晶显示器(LCD)来实现。反射器8是用于反射光的镜子区域。该镜子显示器不能改变镜子区域MR和显示器区域DR，因为镜子区域MR和显示器区域DR在物理上被分离。
在常规的镜子显示器中，in-cell触摸传感器不能应用于镜子区域和显示器区域。为了在这样的镜子显示器上实现触摸传感器，单独的触摸面板必须接合至镜子显示器。
In-cell触摸传感器技术使用嵌入在显示器的像素阵列中的触摸传感器来感测触摸输入。In-cell触摸传感器技术可以在不增加显示器的厚度的情况下实现触摸屏。然而，由于像素和触摸传感器必须分时驱动，所以驱动方法受到限制。在具有in-cell触摸传感器的显示器中，为了防止由于像素与触摸传感器之间的耦合的相互影响，将一个帧周期划分为驱动像素的显示周期和驱动触摸传感器的触摸感测周期。因此，in-cell触摸驱动方法难以增大触摸感测灵敏度，因为显示周期短并且触摸感测周期短。
发明内容
本发明提供一种能够改变镜子区域和显示器区域、减小镜子区域与显示器区域之间的光学干扰并且使用in-cell触摸传感器感测触摸输入的镜子显示器。
在一个方面中，提供了一种镜子显示器，该镜子显示器包括镜子面板、镜子面板驱动器、镜子面板上的显示器面板和显示器面板驱动器。镜子面板包括：第一基板；第一基板上的多个第一电极；第一基板上的多个传感器线，该多个传感器线连接至多个第一电极；第二基板；第二基板上的多个第二电极，该多个第二电极面向第一基板；液晶层，该液晶层***在多个第一电极与多个第二电极之间；第二基板上的多个镜子驱动线，该多个镜子驱动线连接至多个第二电极；以及附接至第二基板的反射偏振膜。镜子面板驱动器通过多个传感器线对多个第一电极施加传感器驱动信号以感测镜子面板上的触摸，并且对多个第二电极施加镜子驱动信号，该镜子驱动信号选择镜子面板的镜子模式或显示器模式。显示器面板显示输入图像。显示器面板驱动器对显示器面板的像素写入输入图像的数据。
在另一方面中，提供了一种镜子显示器面板，该镜子显示器面板包括：第一基板；第一基板上的多个第一电极；第一基板上的多个传感器线，该多个传感器线连接至多个第一电极；第二基板；第二基板上的多个第二电极，该多个第二电极面向第一基板；液晶层，该液晶层***在多个第一电极与多个第二电极之间；第二基板上的多个镜子驱动线，该多个镜子驱动线连接至多个第二电极；以及附接至第二基板的反射偏振膜。
在另一方面中，提供了一种镜子显示器面板，该镜子显示器面板包括：第一基板；第一基板上的多个第一电极；第二基板；第二基板上的面向第一基板的多个第二电极，该多个第二电极包括第一组第二电极和第二组第二电极；液晶层，该液晶层***在多个第一电极与多个第二电极之间；以及第二基板上的多个镜子驱动线，该多个镜子驱动线包括第一组镜子驱动线和第二组镜子驱动线，第一组镜子驱动线连接至第一组第二电极，并且第二组镜子驱动线连接至第二组第二电极。
第一组第二电极响应于第一组第二电极经由第一组镜子驱动信号在镜子模式下接收到镜子驱动信号而反射入射在第一组第二电极上的外界光。
响应于所述第二组第二电极经由所述第二组镜子驱动信号在显示器模式下接收到所述镜子驱动信号，所述第二组第二电极透过从所述镜子显示器面板上的显示器面板接收的光，同时所述第一组第二电极反射外界光。
附图说明
被包括以提供对本发明的进一步理解并且被合并在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在图中：
图1示出了镜子显示器的示例；
图2是示出根据本发明的实施例的镜子显示器的框图；
图3是示出图2所示的显示器面板和镜子面板的截面结构的截面视图；
图4是示意性地示出镜子面板的电极和线的平面视图；
图5是示出常白模式的电压与透射比的曲线图；
图6A是示出镜子面板的第一电极和传感器线的平面视图；
图6B是示出镜子面板的第二电极和镜子驱动线的平面视图；
图7和图8示出了根据本发明的实施例的镜子显示器的操作；
图9是示出根据本发明的实施例的镜子显示器中的透射光和反射光的光学路径的截面视图；
图10是示出触摸输入之前的感测电路的等效电路的电路图；
图11是示出触摸输入之后的感测电路的等效电路的电路图；
图12A至图12E是逐步示出感测电路的操作的电路图；
图13是比较触摸之前和触摸之后在感测电路中累积的电压的波形图；
图14是示出随着in-cell触摸传感器中的感测数量增加感测灵敏度提高的波形图；
图15是示出对镜子面板的电极施加的信号的波形图。
具体实施方式
现在将参考附图中所示的本发明的示例性实施例。将尽可能在通篇中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。值得关注的是，将省略已知技术的详细描述。
本发明的镜子显示器的显示器面板可以基于平板显示装置如液晶显示器(LCD)和有机发光显示器(OLED)来实现。在下面的实施例中，将主要描述液晶显示器，但是本发明不限于此。例如，在下面的实施例中描述的显示器面板被例示为液晶显示装置的显示器面板，但是可以用另一平板显示装置如OLED显示装置的显示器面板来替换。
可以将本发明的in-cell触摸传感器实现为可以嵌入在像素阵列中的电容式触摸传感器，例如互电容传感器或自电容传感器。在下文中，将参照自电容传感器来描述触摸传感器，但是本发明不限于此。
参照图2至图4，本发明的镜子显示器包括显示器面板PNL1、显示器面板驱动器12和14、镜子面板PNL2、镜子面板驱动器20等。
显示器面板PNL1包括在其中再现输入图像的像素阵列。像素阵列包括布置在由数据线D1至Dm和栅极线G1至Gn限定的矩阵中的m×n像素。显示器面板PNL1包括通过密封材料(未示出)附着的下基板SUBS1和上基板SUBS2，在下基板SUBS1与上基板SUBS2之间***有液晶层LCl。
TFT阵列可以布置在显示器面板PNL1的下基板SUBS1上。TFT阵列包括形成在数据线D1至Dm和栅极线G1至Gn的交点处的薄膜晶体管(TFT)、用于对数据电压进行充电的像素电极、用于施加公共电压Vcom的公共电极、连接至像素电极以用于维持数据电压的存储电容器Cst等。
彩色滤光阵列可以布置在显示器面板PNL1的上基板SUBS2上。彩色滤光阵列包括黑矩阵(BM)和彩色滤光片。
在TFT(COT)结构上的彩色滤光片的显示器面板PNL1中，黑矩阵和彩色滤光片可以布置在TFT阵列上。在垂直电场驱动方法的实例如扭曲向列(TN)模式和垂直取向(VA)模式中，公共电极可以形成在上基板上。在水平电场驱动方法的实例如平面转换(IPS)模式和边缘场开关(FFS)模式中，公共电极可以与像素电极一起形成在下基板SUBS1上。
第一偏振膜POL1附着至下基板SUBS1，并且第二偏振膜POL2附着至上基板SUBS2。形成取向膜以用于在下基板SUBS1和上基板SUBS2的每一者中与液晶分子接触的表面上设置液晶分子的预倾角。
本发明的显示装置可以以如透射式液晶显示装置、半透射式液晶显示装置、反射式液晶显示装置等任何形式来实现。在透射式液晶显示装置和半透射式液晶显示装置中，需要背光单元(BLU)。可以将背光单元(BLU)实现为直接型背光单元或边缘型背光单元。
显示器面板驱动器12和14将输入图像的数据写入至显示器面板PNL1的像素。显示器面板驱动器12和14包括数据驱动器12和栅极驱动器14。
数据驱动器12从定时控制器16接收输入图像的数据。数据驱动器12在定时控制器16的控制下将输入图像的数据转换成正/负伽马补偿电压，并且输出正/负数据电压。从数据驱动器12输出的数据电压施加至数据线D1至Dm。
栅极驱动器14在定时控制器16的控制下对栅极线G1至Gn依次施加栅极脉冲。使从栅极驱动器14输出的栅极脉冲与要对像素充电的数据电压同步。栅极驱动器14可以与像素阵列一起直接形成在显示器面板PNL1的下基板SUBS1上。
定时控制器16将从主机***18接收的输入图像的数据传送至数据驱动器12。定时控制器16从主机***18接收与输入图像的数据同步的定时信号。定时信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE、时钟MCLK等。定时控制器16使用与输入图像的数据一起接收的定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK来生成用于控制数据驱动器12和栅极驱动器14的操作定时的控制信号DCS和GCS。此外，定时控制器16使用从主机***18接收的定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK来生成用于控制镜子面板驱动器20的操作定时的控制信号SCS。定时控制器16使显示器面板驱动器12和14与镜子面板驱动器20的操作定时同步。
可以将主机***18实现为以下中的任一者：电视***、机顶盒、导航***、DVD播放器、蓝光播放器、个人计算机PC、家庭影院***和电话***。主机***18可以将输入图像的数据和与输入图像的数据同步的定时信号传送至定时控制器16。主机***18包括具有嵌入式定标器的片上***(SoC)，并且可以将输入图像的数字视频数据转换成适合在显示器面板PNL1上显示的格式。主机***18执行与从镜子面板驱动器20接收的触摸输入的坐标信息XY相关联的应用程序。
第三偏振膜POL3布置在显示器面板PNL1与镜子面板PNL2之间。第三偏振膜POL3是反射偏振膜。第三偏振膜POL3具有透射轴和反射轴。当与第三偏振膜POL3的透射轴平行的线偏振光入射在第三偏振膜POL3上时，光透射过第三偏振膜POL3。另一方面，当与第三偏振膜POL3的反射轴平行的线偏振光入射在第三偏振膜POL3上时，光被反射。因此，第三偏振膜POL3实现了镜子显示器中的镜子驱动。将参照图9详细描述使用第三偏振膜POL3的镜子模式和显示器模式的操作。
取决于施加于液晶层LC2的电场，镜子面板PNL2通过调节透过液晶层LC2的光的相位延迟来在镜子模式和显示器模式下操作。镜子面板PNL2在镜子模式下反射从外界入射的光，并且操作为镜子。另一方面，镜子面板PNL2在其处于显示器模式时透过从显示器面板PNL1入射的光，并且向用户示出在显示面板PNL1中再现的输入图像。用于对镜子面板PNL2中的液晶层LC2施加电场的电极E1和E2被划分为预定大小的块。可以将块设置为镜子面板PNL2的一个像素或更多个像素的大小。
经划分的电极E1和E2使得能够在镜子面板PNL2中以块为基础驱动镜子模式和显示器模式，并且实现块大小的in-cell触摸传感器。在镜子面板PNL2中，如果块的大小小并且以高密度来布置块，则指纹感测以及触摸输入是可行的。
镜子面板PNL2可以使用所划分的电极E1和E2自由地改变镜子区域MR和显示器区域DR的大小。由于在镜子面板PNL2中镜子区域MR和显示器区域DR被以块为基础分离，所以当在屏幕中同时驱动镜子和显示器时，可以最小化镜子区域MR与显示器区域DR之间的透射光与反射光之间的光学干扰。由于镜子面板PNL2可以使用所划分的电极E1和E2来独立地以块为基础驱动镜子模式和显示器模式，所以镜子面板PNL2可以在镜子模式下或在显示器模式下驱动整个屏幕，此外，在镜子面板PNL2的屏幕内同时驱动镜子模式和显示器模式。
镜子面板PNL2包括通过密封材料接合在一起的下基板SUBS3和上基板SUBS4，在下基板SUBS3与上基板SUBS4之间***有液晶层LC2。
以预定大小的块为基础划分的第二电极E2和连接至第二电极E2的镜子驱动线ML布置在镜子面板PNL2的下基板SUBS3上。第二电极E2以一对一的关系连接至镜子驱动线ML。
以预定大小的块为基础划分的第一电极E1和连接至第一电极E1的传感器线SL布置在镜子面板PNL2的上基板SUBS4上。第一电极E1以一对一的关系连接至传感器线SL。
如图4中所示，第一电极E1和第二电极E2以一对一的关系彼此面对面，在第一电极E1与第二电极E2之间***有液晶层LC2。液晶层LC2使用由第一电极E1与第二电极E2之间的电位差产生的电场驱动的液晶分子来延迟光的相位。由于第一电极E1和第二电极E2被以块为基础划分，所以第一电极E1和第二电极E2可以将镜子面板PNL2的屏幕划分成块，并且在每个块中独立地调节液晶层LC2的电压。在镜子模式下驱动的块包括施加有镜子模式的镜子驱动信号的第二电极E2。在显示器模式下驱动的块包括施加有显示器模式的镜子驱动信号的第二电极E2。其中对第二电极E2施加镜子模式的镜子驱动信号的块反射从外界光入射的光。另一方面，其中对第二电极E2施加显示器模式的镜子驱动信号的块透过来自显示器面板的光。因此，镜子面板PNL2可以以块为基础在镜子模式和显示器模式下分别驱动液晶层LC2。
第三偏振膜POL3附着至下基板SUBS3，并且第四偏振膜POL4附着至上基板SUBS4。形成取向膜以用于在下基板SUBS3和上基板SUBS4的每一者中与液晶分子接触的表面上设置液晶分子的预倾角。
在常白模式下驱动镜子面板PNL2。在常白模式下，当如图5所示液晶层LC2的电压V最小时，液晶分子维持在初始状态并且将入射光的相位延迟90°，使得透过偏振膜POL4的光的透射比T变得最大。另一方面，在常白模式下，当液晶层LC2的电压V增大时，液晶分子被驱动并且透过液晶层LC2的光的相位延迟值变得较小，使得透过偏振膜POL4的光的透射比T变得较小。
如上所述，镜子面板PNL2的第三偏振膜POL3是反射偏振膜。入射在第三偏振膜POL3上的光的光轴取决于液晶层LC2是否被驱动。因此，如图9中所示，通过增大从第三偏振膜POL3反射的外界光的量来在镜子模式下驱动液晶层LC2的具有低透射比T的块。另一方面，因为透射过第三偏振膜POL3的光增加，所以在显示器模式下驱动液晶层LC2的具有高透射比T的块。
在以常白模式操作的镜子面板PNL2中，在电极E1与E2之间具有大电压差的块在镜子模式下操作以反射光。另一方面，在电极E1与E2之间不具有电压差的块在显示器模式下操作以透过来自显示器面板PNL1的光并且显示输入图像。
在常白模式下驱动的液晶模式的典型示例是TN模式。但是本发明不限于此。应注意，镜子面板PNL2的液晶驱动模式不限于常白模式。可以以常黑模式来实现镜子面板PNL2。常黑模式的典型示例是IPS模式。
在镜子面板PNL2中不具有TFT的情况下，由施加于电极E1和E2的电位差来驱动液晶分子。因此，在不具有彩色滤光阵列和TFT阵列的情况下，镜子面板PNL2是由无源矩阵(PX)驱动的液晶面板。
镜子面板驱动器20连接至镜子驱动线ML和传感器线SL以在镜子模式和显示器模式下以块为基础来驱动镜子面板PNL2。镜子面板驱动器20通过镜子驱动线ML对第二电极E2施加镜子驱动信号。镜子驱动信号选择镜子驱动模式或显示器驱动模式，并且将施加于液晶层LC2的电压的极性反转。当对液晶层LC2长时间施加DC(直流)电压时，液晶层LC2会劣化并且可以看见残影余像(after-image)。因此，在每隔预定的帧周期如一个帧周期反转施加于液晶层LC2的镜子驱动信号的极性。
镜子面板驱动器20通过传感器线SL对第一电极E1依次施加传感器驱动信号(图15中的TDS)，并且对未施加传感器驱动信号TDS的第一电极E1施加与传感器驱动信号TDS具有相同相位的AC(交流)信号(在下文中，被称为无负载驱动(LFD)信号)。LFD信号可以由以下AC信号来生成：该AC信号是通过对作为液晶层LC2的参考电压的公共电压Vcom添加随着与传感器驱动信号TDS的电压相同的电压摆动的AC信号而获得的。
镜子面板PNL2的第一电极E1被驱动为依次施加有传感器驱动信号TDS的in-cell触摸传感器。镜子面板驱动器20的感测电路对传感器线SL依次施加传感器驱动信号TDS，并且基于施加有传感器驱动信号TDS的第一电极E1中的每个电极的电容变化来感测触摸输入。
镜子面板驱动器20的感测电路对要感测的in-cell触摸传感器的第一电极E1施加传感器驱动信号TDS，并且对其他第一电极E1施加LFD信号以最小化in-cell触摸传感器的寄生电容。感测电路对所有第一电极E1依次施加传感器驱动信号TDS以感测触摸输入。感测电路连接至感测线SL，并且感测触摸输入之前和之后的电容变化，感测线SL连接至施加有传感器驱动信号TDS的in-cell触摸传感器。感测电路将in-cell触摸传感器的电容变化的量与预设的阈值进行比较，并且将具有大于阈值的电容变化量的触摸传感器判定为触摸输入位置。感测电路计算触摸输入位置的坐标以生成坐标信息(XY)并且将其传送至主机***18。
镜子面板驱动器20包括用于切换感测电路与传感器线SL之间的电流路径的多路复用器。图中省略了多路复用器。多路复用器将施加有传感器驱动信号TDS的传感器线SL连接至感测电路，同时阻挡施加有LFD信号的传感器线SL与感测电路之间的电流路径。
如图6A和图6B所示，镜子面板驱动器20可以被划分成两个集成电路(IC)，或者可以被集成为一个IC。图6A中所示的IC1对第一电极E1施加传感器驱动信号TDS和LFD信号，并且感测施加有传感器驱动信号TDS的电极E1的电容变化。图6B中所示的IC2施加镜子驱动信号。
In-cell触摸传感器的电容与靠近in-cell触摸传感器的电极E1和E2以及线SL和ML耦合，使得寄生电容变得较大。当in-cell触摸传感器的寄生电容变得较大时，in-cell触摸传感器信号的噪声变得较大。当对除了第一电极E1(该第一电极E1被传感器驱动信号TDS操作为in-cell触摸传感器)以外的电极E1和E2以及线SL和ML施加LFD信号时，可以减小in-cell触摸传感器的寄生电容。这是因为寄生电容两端的电压差可以被最小化以最小化寄生电容的充电量。通过减小in-cell触摸传感器的寄生电容，可以提高触摸传感器信号的信噪比(SNR)以加宽镜子面板驱动器20中的感测电路的操作余量并且增大感测灵敏度。
图6A是示出镜子面板PNL2的第一电极E1和传感器线SL的平面视图。图6B是示出镜子面板PNL2的第二电极E2和镜子驱动线ML的平面视图。
参照图6A，在镜子面板PNL2中，以块为基础划分的第一电极E1与传感器线SL交叠，其中，在第一电极E1与传感器线SL之间***有绝缘层。第一电极E1通过穿透绝缘层的接触孔CH1连接至传感器线SL。
参照图6B，在镜子面板PNL2中，以块为基础划分的第二电极E2与镜子驱动线ML交叠，其中，在第二电极E2与镜子驱动线ML之间***有绝缘层。第二电极E2通过穿透绝缘层的接触孔CH2连接至镜子驱动线ML。
图7和图8示出了根据本发明的实施例的镜子显示器的操作。
参照图7和图8，显示器面板PNL1的光透过在用于对镜子面板PNL2的液晶层LC2施加电场的电极E1与E2之间具有小电位差的块(在下文中，称为“显示块”)的第三偏振膜POL3。显示块具有高透射比和低反射比。因此，在镜子面板的显示块中输入图像可见。
在镜子面板PNL2的电极E1与E2之间不具有电压差的块(在下文中，称为“镜块”)中，光不透过显示器面板PNL1，并且外界光在第三偏振膜POL3上被反射。镜块具有高反射比和低透射比。因此，在镜块中输入图像不可见，但是外界图像的倒像作为反射光是可见的。
图8中的[显示器驱动]是通过显示块来驱动镜子显示器的整个屏幕的示例。图8中的[镜子驱动]是通过镜块来驱动镜子显示器的整个屏幕的示例。图8中的[多驱动]是在镜子显示器的屏幕上同时驱动镜块和显示块并且一起显示输入图像和外界图像的示例。
图9是示出根据本发明的实施例的镜子显示器中的透射光和反射光的光学路径的截面视图。
参照图9，第一偏振膜POL1和第二偏振膜POL2的透射轴彼此正交。第三偏振膜POL3是具有彼此正交的透射轴和反射轴的反射偏振膜。第三偏振膜POL3的透射轴与第二偏振膜POL2(即，显示器面板PNL1的上偏振膜)的透射轴平行。第三偏振膜POL3的透射轴与第四偏振膜POL4(即，镜子面板PNL2的上偏振膜)的透射轴正交。
第一线偏振光的光轴是与第三偏振膜POL3的透射轴平行的线偏振光的光轴。第二线偏振光的光轴是与第三偏振膜POL3的反射轴平行的线偏振光的光轴。第一线偏振光可以是垂直线偏振光，并且第二线偏振光可以是水平线偏振光，但这仅仅是一个示例，并且本发明不限于此。例如，可以根据偏振膜POL1至POL4的透射轴来改变线偏振光的光轴。
在显示器模式下，已经透过显示器面板PNL1的第一线偏振光的光轴与第三偏振膜POL3的透射轴重合，使得第一线偏振光入射在液晶层LC2上。第一线偏振光在液晶层LC2的相位被延迟了90°，使得第一线偏振光被转换成第二线偏振光。第一线偏振光和第二线偏振光的光轴彼此正交。在显示器模式下，由于显示块的电极E1与E2之间的电位差最小，所以液晶层LC2的液晶分子维持其初始取向状态(OFF)并且保持在扭曲状态。已经透过液晶层LC2的第二线偏振光透过第四偏振膜POL4。由于透过镜子面板PNL2的显示块的光，用户可以看见输入至显示器面板PNL1的图像的图像。
在镜子模式下，已经透过显示器面板PNL1的第一线偏振光的光轴与第三偏振膜POL3的透射轴重合，使得第一线偏振光入射在液晶层LC2上。第一线偏振光在没有相位延迟的情况下透过液晶层LC2，并且直接入射在第四偏振膜POL4上。因为第一线偏振光的光轴与第四偏振膜POL4的透射轴彼此正交，所以来自显示器面板PNL1的第一线偏振光不透过第四偏振膜POL4。在镜子模式下，镜块的电极E1与E2之间的电位差变得较大，并且对液晶层LC2施加电场(ON)以驱动液晶分子。
在镜子模式下，透过第四偏振膜POL4的透射轴的外界光是第二线偏振光。外界光的第二线偏振光透过液晶层LC2并且被第三偏振膜POL3反射。由于第二线偏振光是光轴与第三偏振膜POL3的反射轴平行，所以第二线偏振光不透过第三偏振膜POL3，而是被第三偏振膜POL3反射。被第三偏振膜POL3反射的第二线偏振光原样透过液晶层LC2并且透过第四偏振膜POL4。因此，用户可以利用从镜子面板PNL2反射的光在镜块上看见外界图像的倒像。
图10是示出触摸输入之前的感测电路的等效电路的电路图。图11是示出触摸输入之后的感测电路的等效电路的电路图。应注意，图10和图11由最简单的电路来表示以示出感测电路的原理。实际的感测电路包括用于切换传感器线与感测电路之间的电流路径的多路复用器、通过传感器线接入的放大器、用于在采样电容器Cs中累积放大器的输出的积分器、用于将积分器的输出电压转换成数字数据的模数转换器(ADC)、计数器等。
参照图10和图11，感测电路包括第一开关至第三开关S1至S3和采样电容器Cs。Cx是in-cell触摸传感器。Cs具有大约为Cx的1000倍的电容。
当手指触摸在镜子面板PNL2上时，电容器Ct由于手指而连接至感测电路。因此，当输入触摸时，in-cell触摸传感器的电容增大。因此，在高于采样电容器Cs在触摸输入之前的电压的电压处对采样电容器Cs在触摸输入之后的电压进行采样。
图12A至图12E是逐步示出感测电路201的操作的电路图。在图12A至图12E中，i是电流。
在步骤1(图12A)中，在第一开关S1和第三开关S3被接通的同时，第二开关S2被关断。此时，采样电容器Cs和in-cell触摸传感器Cx连接至接地电压源GND，以便对采样电容器Cs进行放电。在步骤1中，采样电容器Cs和in-cell触摸传感器Cx被重置。
在步骤2(图12B)中，第一开关至第三开关S1至S3被关断。步骤2是对in-cell触摸传感器Cx供给电荷之前的待机状态。
步骤3(图12C)是电荷转移步骤。在步骤3中，当接通第二开关S2时，电源电压VDD施加于采样电容器Cs以对采样电容器Cs和in-cell触摸传感器Cx进行充电。VDD是传感器驱动信号TDS的高电平电压。
在步骤4(图12D)中，第二开关S2被关断。因此，采样电容器Cs和in-cell触摸传感器Cx处于充电荷之后的待机浮置状态。
在步骤5(图12E)中，第一开关S1被接通。在步骤5中，通过第一开关S1对in-cell触摸传感器Cx进行放电。测量采样电容器Cs的电压Vcs，并且将电压Vcs与预设的参考电压Vref进行比较。
参照图13，感测电路201将采样电容器Cs的电压Vcs与预设的参考电压Vref进行比较，并且当Vcs等于或低于Vref时，感测电路201重复步骤2至5直到Vcs达到Vref。当Vcs达到Vref时，感测电路201执行步骤1以对采样电容器Cs和in-cell触摸传感器Cx进行放电和重置。
当触摸输入发生时(触摸之后)，如图11所示，因为in-cell触摸传感器Cx的电容由于Ct而增大，所以in-cell触摸传感器Cx的充电量变得大于没有触摸输入时(触摸之前)的充电量。因此，当触摸输入发生时，Vcs在较短时间内达到Vref。因此，当感测电路201测量时间直到Vcs达到Vref时，由于感测电路201可以知道in-cell触摸传感器Cx在触摸之前和之后的电容变化，所以感测电路201可以感测触摸输入。在图13中，附图标记202a表示连接至被触摸的in-cell触摸传感器Cx的采样电容器Cs的电压Vcs。附图标记202b表示连接至未被触摸(触摸之前)的in-cell触摸传感器Cx的采样电容器Cs的电压Vcs。
每当生成一次传感器驱动信号TDS时，便产生一次上述感测操作。当感测数量增加时，触摸之前和之后的直到Vcs达到Vref的时间差ΔT增大。感测电路201使用比较对其输入积分器的输出电压Vcs的ADC的输出数据与Vref的数字值的方法来比较Vcs和Vref。如图14所示，感测电路201累积计数器的值以用于对时钟CLK进行计数直到Vcs达到Vref，并且测量ΔT。因此，可以知道in-cell触摸传感器Cx在触摸之前和之后的电容变化量。如图14所示，当感测数量增加时，触摸之前和之后的时间差ΔT增大。因此，提高了感测灵敏度。
如图15所示，同时驱动显示器面板的像素和镜子面板的in-cell触摸传感器，并且在镜子面板中同时驱动in-cell触摸传感器和镜子。因此，由于显示周期和触摸感测周期不是分时的，所以可以极大地增加in-cell触摸传感器中的感测数量。另一方面，由于常规的in-cell触摸传感器技术将一个帧周期划分成显示周期和触摸感测周期，所以in-cell触摸传感器中的感测数量由于缺乏时间而无法增加。
图15是示出对镜子面板的电极施加的信号的波形图。
参照图15，镜子面板驱动器20通过镜子驱动线ML对第二电极E2施加镜子驱动信号。可以以预定的时间为单位对镜子驱动信号的极性进行反转以防止由于液晶的直流驱动而造成液晶劣化。预定的时间可以是一个帧周期，但是不限于此。当改变镜子驱动信号的低电平电压时，镜子驱动信号的极性被反转。
当镜子驱动信号的极性被反转时，由于in-cell触摸传感器的电荷会波动，所以触摸感测可能不准确。为了防止这一点，在镜子驱动信号的极性被反转的极性转换周期DTS期间，感测电路201不生成传感器驱动信号TDS。极性转换周期DTS是非常短的时间段，约1至2个水平周期。在图15中，F(N)是第N(N是正整数)个帧周期，并且F(N+1)是第N+1个帧周期。
施加于第二电极E2的镜子驱动信号选择镜子驱动模式和显示器驱动模式。当镜子驱动信号与施加于第一电极E1的信号TDS和LFD具有相同相位时，由于在第一电极E1与第二电极E2之间没有电位差，所以块在显示器模式下操作。当镜子驱动信号相对于施加于第一电极E1的信号TDS和LFD具有相反相位时，由于第一电极E1与第二电极E2之间的电位差较大，所以块在镜子模式下操作。
在图15中，E2(1)是在第N个帧周期F(N)与第N+1个帧周期F(N+1)期间在显示器模式下操作的块的第二电极。E2(2)是在第N个帧周期F(N)与第N+1个帧周期F(N+1)期间在镜子模式下操作的块的第二电极。E2(3)是在第N个帧周期F(N)期间在镜子模式下操作并且在第N+1个帧周期F(N+1)期间在显示器模式下操作的块的第二电极。E2(4)是在第N个帧周期F(N)期间在显示器模式下操作并且在第N+1个帧周期F(N+1)期间在镜子模式下操作的块的第二电极。
为了最小化in-cell触摸传感器的寄生电容，对第一电极E1(1)而不是施加有传感器驱动信号TDS的第一电极E1(2)施加LFD信号。还对未施加镜子模式的镜子驱动信号的第二电极E2施加LFD信号。
如上所述，根据本发明，使用在镜子面板中以块为基础划分的电极以块为基础独立地控制镜子区域和显示器区域。因此，可以改变镜子区域和显示器区域。由于以块为基础划分镜子区域和显示器区域，所以可以减小反射光与透射光之间的光学干扰。此外，根据本发明，使用在镜子面板中所划分的电极来实现in-cell触摸传感器。因此，可以在没有单独的触摸面板的情况下感测触摸输入。
虽然已经参照实施例的许多说明性实施例描述了实施例，但是应当理解，本领域技术人员可以设计出将落在本公开的原理的范围内的许多其他修改和实施例。更具体地，可以在本公开、附图和所附权利要求书的范围内对组件和/或主体组合布置中的布置进行各种变化和修改。除了组件和/或布置中的变化和修改以外，替选的用途对本领域技术人员而言也将是明显的。

Claims (20)

1.一种镜子显示器，包括：
镜子面板，所述镜子面板包括：
第一基板，
所述第一基板上的多个第一电极，
所述第一基板上的多个传感器线，所述多个传感器线连接至所述多个第一电极，
第二基板，
所述第二基板上的多个第二电极，所述多个第二电极面向所述第一基板，
液晶层，所述液晶层***在所述多个第一电极与所述多个第二电极之间，
所述第二基板上的多个镜子驱动线，所述多个镜子驱动线连接至所述多个第二电极，以及
附接至所述第二基板的反射偏振膜；
镜子面板驱动器，所述镜子面板驱动器被配置成通过所述多个传感器线对所述多个第一电极施加传感器驱动信号以感测所述镜子面板上的触摸，并且对所述多个第二电极施加镜子驱动信号，所述镜子驱动信号选择所述镜子面板的镜子模式或显示器模式；
所述镜子面板上的显示器面板，所述显示器面板被配置成显示输入图像；以及
显示器面板驱动器，所述显示器面板驱动器被配置成对所述显示器面板的像素写入所述输入图像的数据。
2.根据权利要求1所述的镜子显示器，其中，所述镜子面板的所述多个第一电极和所述多个第二电极被划分成多个预定大小的块。
3.根据权利要求2所述的镜子显示器，其中，所述镜子模式的镜子驱动信号被施加至所述多个第二电极中的包括在第一块中的第一组第二电极，并且在所述镜子模式下驱动所述第一组第二电极，以及所述显示器模式的镜子驱动信号被施加至所述多个第二电极中的包括在第二块中的第二组第二电极，并且在所述第一组第二电极在所述镜子模式下被驱动的同时在所述显示器模式下驱动所述第二组第二电极。
4.根据权利要求3所述的镜子显示器，其中，在所述第一组第二电极在所述镜子模式下被驱动的同时，从外界光入射的光在所述反射偏振膜的与所述第一块对应的部分上被反射，以及
其中，在所述第二组第二电极在所述显示器模式下被驱动的同时，来自所述显示器面板的光透过所述反射偏振膜的与所述第二块对应的部分。
5.根据权利要求4所述的镜子显示器，其中，所述镜子面板是在常白模式下被驱动的液晶面板。
6.根据权利要求5所述的镜子显示器，其中，所述镜子驱动信号与响应于所述显示器模式下的镜子驱动信号的传感器驱动信号具有相同的相位，并且所述镜子驱动信号具有与响应于所述镜子模式下的镜子驱动信号的传感器驱动信号的相位相反的相位。
7.根据权利要求6所述的镜子显示器，其中，对未接收所述传感器驱动信号的多个第一电极施加与所述传感器驱动信号具有相同相位的交流AC信号。
8.根据权利要求1所述的镜子显示器，其中，响应于所述镜子驱动信号的极性的反转而不生成所述传感器驱动信号。
9.根据权利要求1所述的镜子显示器，还包括：
附接至所述第一基板的偏振膜。
10.一种镜子显示器面板，包括：
第一基板；
所述第一基板上的多个第一电极；
所述第一基板上的多个传感器线，所述多个传感器线连接至所述多个第一电极；
第二基板；
所述第二基板上的多个第二电极，所述多个第二电极面向所述第一基板；
液晶层，所述液晶层***在所述多个第一电极与所述多个第二电极之间；
所述第二基板上的多个镜子驱动线，所述多个镜子驱动线连接至所述多个第二电极；以及
附接至所述第二基板的反射偏振膜。
11.根据权利要求10所述的镜子显示器面板，还包括：
附接至所述第一基板的偏振膜。
12.根据权利要求10所述的镜子显示器面板，其中，所述镜子面板的多个第一电极和多个第二电极被划分成多个预定大小的块。
13.根据权利要求10所述的镜子显示器面板，其中，所述镜子面板是在常白模式下被驱动的液晶面板。
14.一种镜子显示器面板，包括：
第一基板；
所述第一基板上的多个第一电极；
第二基板；
所述第二基板上的面向所述第一基板的多个第二电极，所述多个第二电极包括第一组第二电极和第二组第二电极；
液晶层，所述液晶层***在所述多个第一电极与所述多个第二电极之间；以及
所述第二基板上的多个镜子驱动线，所述多个镜子驱动线包括第一组镜子驱动线和第二组镜子驱动线，所述第一组镜子驱动线连接至所述第一组第二电极，并且所述第二组镜子驱动线连接至所述第二组第二电极，
其中，所述第一组第二电极响应于所述第一组第二电极经由所述第一组镜子驱动信号在镜子模式下接收到镜子驱动信号而反射入射在所述第一组第二电极上的外界光，以及
其中，响应于所述第二组第二电极经由所述第二组镜子驱动信号在显示器模式下接收到所述镜子驱动信号，所述第二组第二电极透过从所述镜子显示器面板上的显示器面板接收的光，同时所述第一组第二电极反射外界光。
15.根据权利要求14所述的镜子显示器面板，还包括：
所述第一基板上的多个传感器线，所述多个传感器线连接至所述多个第一电极。
16.根据权利要求15所述的镜子显示器面板，其中，所述多个第一电极经由所述多个传感器线接收传感器驱动信号以用于感测所述镜子显示器面板上的触摸。
17.根据权利要求14所述的镜子显示器面板，还包括：
附接至所述第一基板的偏振膜。
18.根据权利要求14所述的镜子显示器面板，其中，所述镜子面板的多个第一电极和多个第二电极被划分成多个预定大小的块。
19.根据权利要求18所述的镜子显示器面板，其中，所述多个第一电极中的每个第一电极与所述多个第二电极中的相应第二电极交叠。
20.根据权利要求14所述的镜子显示器面板，其中，所述镜子显示器面板是在常白模式下被驱动的液晶面板。
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