CN111198630B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的显示装置可以包括：具有像素和光传感器的显示面板，像素中的每一个显示图像数据，并且光传感器中的每一个响应于入射光通过感测线输出电信号；数据驱动电路，通过数据线向像素提供与图像数据相对应的数据电压；栅极驱动电路，通过栅极线供应扫描信号，扫描信号用于控制向设置在水平线上的像素施加数据电压并且用于控制设置在相应水平线上的光传感器与感测线的连接；感测驱动电路，通过对设置在不同水平线上并且共用感测线的两个光传感器的电信号求和来输出数字感测数据；以及时序控制器，供应用于控制数据驱动电路、栅极驱动电路和感测驱动电路的控制信号。

Description

显示装置
本申请要求2018年11月16日提交的韩国专利申请第10-2018-0141683号的权益，该申请通过引用并入本文中用于所有目的，如同全文记载于本文中一样。
技术领域
本公开涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种提高设置在显示面板中的光传感器的输出信号的电平的显示装置。
背景技术
近来，已经尝试将光传感器并入显示面板中，并将其用作诸如触摸输入或指纹传感器的输入装置。光传感器是将与光强度相对应的电荷量作为信息存储并根据控制信号输出所存储的信息的装置。
为了将从光传感器输出的信号作为输入信号使用，必须在显示面板上均匀地布置光传感器，必须施加用于驱动光传感器的驱动信号，并且必须设置用于将光传感器连接到检测电路的感测线。
在结合了光传感器的一般显示装置中，光传感器连接到栅极线，供应到栅极线的扫描信号用作光传感器的驱动信号，并且光传感器的输出通过与数据线并行运行的单独感测线输出到检测电路。
响应于扫描信号，存储在光传感器中的电荷通过感测线传输到检测电路。数据电压也根据扫描信号通过数据线施加到像素，使得数据线的电压波动可能被引入到感测线中。因此，即使在没有光入射到光传感器上并且没有电荷存储在光传感器中时，连接到光传感器的检测电路也可能检测到感测信号。
这一问题的产生是由于当电荷存储在光入射的光传感器中，并且通过电荷在检测电路中生成感测信号时，感测信号的电平很小，因此难以将其与来到感测线上的噪声区别开。
发明内容
鉴于上述情况而进行了本公开。本公开的一个目的是提高光传感器的输出信号的电平。
根据本公开的一个实施例的显示装置可以包括：显示面板，所述显示面板具有像素和光传感器，所述像素中的每一个显示图像数据，并且所述光传感器中的每一个响应于入射光通过感测线输出电信号；数据驱动电路，所述数据驱动电路被配置为通过数据线向所述像素提供与所述图像数据相对应的数据电压；栅极驱动电路，所述栅极驱动电路被配置为通过栅极线供应扫描信号，所述扫描信号用于控制向设置在水平线上的所述像素施加所述数据电压并且用于控制设置在相应水平线上的所述光传感器与所述感测线的连接；感测驱动电路，所述感测驱动电路被配置为通过对设置在不同水平线上并且共用所述感测线的两个以上光传感器的所述电信号求和来输出数字感测数据；以及时序控制器，所述时序控制器被配置为向所述数据驱动电路提供所述图像数据，并且所述时序控制器被配置为供应用于控制所述数据驱动电路、所述栅极驱动电路和所述感测驱动电路的控制信号。
在一个实施例中，所述栅极驱动电路可以被配置为在向对应于第一水平线的第一栅极线供应第一扫描脉冲时，与所述第一扫描脉冲同步地向对应于第二水平线的第二栅极线供应第二扫描脉冲，所述第二水平线设置在所述第一水平线之后。
在一个实施例中，所述感测驱动电路可以包括感测单元和用于转换所述感测单元的输出的模数转换器ADC，所述感测单元包括用于将所述电信号转换为电压的积分电路以及用于对所述积分电路的输出进行采样的采样/保持开关。所述积分电路可以包括具有连接到所述感测线的反相端子(inverting terminal)和连接到基准电压的非反相端子的运算放大器、连接所述运算放大器的输出端子与所述反相端子的反馈电容器、以及复位开关。此外，所述采样/保持开关可以包括彼此并联连接的第一采样/保持开关和第二采样/保持开关。
在一个实施例中，在第一扫描脉冲被供应到对应于第一水平线的第一栅极线之前，所述第一采样/保持开关可以被导通以对所述积分电路的所述基准电压进行采样并将所采样的值输出到所述ADC。此外，在供应所述第一扫描脉冲之后，所述第二采样/保持开关可以被导通以对所述积分电路的输出电压进行采样并将所采样的值输出到所述ADC，所述积分电路的所述输出电压是对通过所述感测线供应的所述电信号进行积分获得的。
在一个实施例中，在第一扫描脉冲被供应到对应于第一水平线的第一栅极线之前，所述第一采样/保持开关可以被导通以对所述积分电路的所述基准电压进行采样并将采样值作为第一值并将所述第一值输出到所述ADC。此外，在第二扫描脉冲在供应所述第一扫描脉冲之后被供应到对应于第二水平线的第二栅极线的时间点经过预定时间之后，所述第二采样/保持开关可以被导通以对所述积分电路的输出电压进行采样并将采样值作为第二值并将所述第二值输出到所述ADC，其中，所述积分电路的所述输出电压是对通过所述感测线供应的所述电信号进行积分获得的，所述第二水平线设置在所述第一水平线之后。
在一个实施例中，所述显示装置还可以包括阻断开关，所述阻断开关被配置为控制所述感测线和所述感测单元之间的连接。此外，在供应所述第一扫描脉冲的时间点经过预定时间之后并且在供应所述第二扫描脉冲之前，所述阻断开关可以断开所述感测线和所述感测单元之间的连接。
在一个实施例中，所述ADC可以将所述第一值和所述第二值之差转换为所述数字感测数据，并且将所述数字感测数据提供给所述时序控制器。
在一个实施例中，所述光传感器中的设置在同一水平线上的多个光传感器可以连接到同一感测线。
在一个实施例中，响应于同一栅极线的所述扫描信号，设置在相邻水平线上并且共用同一感测线的所述光传感器可以连接到所述感测线。
在一个实施例中，所述光传感器可以包括用于输出对应于入射光的电流的光TFT、用于充入从所述光TFT输出的所述电流的光电容器、以及用于响应于所述扫描信号控制所述光电容器和所述感测线的连接的开关TFT。
在一个实施例中，所述数据驱动电路和所述感测驱动电路可以以集成方式实施为一个电路。
在一个实施例中，所述时序控制器被配置为将所述感测驱动电路传输的所述数字感测数据与基准值进行比较，生成输出了超过所述基准值的所述数字感测数据的所述光传感器的坐标，并且将所述坐标传输到连接的主机***。
在一个实施例中，可以针对由多个像素构成的每个像素单元组布置一个光传感器。
通过提高光传感器的输出信号电平，使用光传感器的输入装置对外界噪声具有鲁棒性，并且提高了光输入灵敏度。
附图说明
本公开包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是上面布置有多个像素和多个光传感器的显示面板的放大图。
图2示出了设置在面板上的光传感器和像素以及连接到光传感器的感测单元的电路配置。
图3是示出了响应于在图2的电路配置中依次施加的扫描信号，像素显示图像数据并且连接到光传感器的感测单元通过采样/保持/转换操作检测信号的情况的视图。
图4概念性地示出了本公开的一个实施例，该实施例同时将扫描信号施加到两个光传感器并通过对两个光传感器的输出求和来输出信号。
图5和图6分别是图4的实施例的控制信号的时序图。
图7是根据本公开的显示装置的框图。
图8至图10示出了图5的扫描信号的变型例。
图11概念性地示出了本公开的另一个实施例，该实施例改变了感测单元的采样/保持开关的操作时序，以便通过使两个光传感器的输出相加来输出信号。
图12示出了图11的实施例的控制信号的时序。
图13示出了本公开的另一个电路配置，该电路配置在光传感器和感测单元之间插设阻断开关。
图14和图15分别示出了图13的电路配置的控制信号的时序。
图16示出了本公开的另一个实施例，在该实施例中，多个光传感器设置为围绕一个像素。
图17示出了图16的实施例中的感测栅极线和感测线的连接。
图18示出了图16的实施例的控制信号的时序。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在整个说明书中，相同的附图标记表示基本相同的组件。在以下描述中，当并入本文中的已知功能和配置的详细描述可能使本公开的主题相当不清楚时，将省略该已知功能和配置的详细描述。
当诸如手指、笔或瞳孔的物体接近或触摸光传感器时，入射到光传感器上的光量发生变化，并且当处理光量的变化时，可以识别接近的物体或触摸的物体。当激光束从激光指示器入射到光传感器上时，光传感器感测激光束，并且可以获得激光束入射位置的位置信息。因此，光传感器可以嵌设在显示面板中，并且用作诸如触摸识别、指纹识别、虹膜识别、激光指示器识别等的输入装置。
为了使光传感器内置在显示面板中并且用作用于触摸识别或指示器识别的输入装置，必须为每个像素或具有预定数量的像素(例如，n×m个像素)的每个像素组安装光传感器，并且需要用于获取光传感器的输出的布线。
图1是上面布置有多个像素和多个光传感器的显示面板的放大图。
在图1中，第一光传感器连接到第二栅极线Gate2，第二光传感器连接到第八栅极线Gate8。多个光传感器沿水平方向(即，栅极线行进的方向)设置在一条水平线上。并且，光传感器在垂直方向(即，数据线Data行进的方向)上以六条水平线的间隔布置。当扫描脉冲施加到第二栅极线时，第一光传感器连接到感测线Sensing；并且当扫描脉冲施加到第八栅极线时，第二光传感器连接到感测线。
在图1中，圆圈表示当激光点用作激活光传感器的光源时的入射光的直径。在图1中，激光指示器的光基于垂直方向入射到两个或更多个光传感器上。
图2示出了设置在面板上的光传感器和像素以及连接到光传感器的感测单元的电路配置。
在图2中，像素对应于包括开关TFT STPXL和存储电容器CPXL的典型液晶像素电路，但是也可以是包括OLED和用于驱动OLED的驱动元件的OLED像素电路。
光传感器包括光TFT PT、光电容器CPT和开关TFT STPT。当光从外部入射到光TFTPT上时，电流流动。光电容器CPT根据光TFT PT中流动的电流存储电荷，同时开关TFT STPT保持其关断状态。开关TFT STPT根据通过栅极线施加的扫描信号导通，以向感测线供应光电容器CPT的电压。
光传感器通过感测线连接到包括积分电路和采样/保持开关的感测单元。用于对通过感测线的电流进行积分的积分电路可以包括包含连接到感测线的反相端子和连接到基准电压VREF的非反相端子的运算放大器、连接在该反相端子和输出端子之间的反馈电容器CF以及复位开关RESET。
采样/保持开关包括两个采样/保持开关SH1和SH2，以将积分电路连接到模数转换器ADC，并且ADC将积分电路的输出转换为数字光数据PD。
图3是示出了响应于在图2的电路配置中依次施加的扫描信号，像素显示图像数据并且连接到光传感器的感测单元通过采样/保持/转换操作检测信号的情况的视图。
为了将数据电压施加到像素，脉冲形扫描信号依次施加到栅极线。当施加第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8的扫描脉冲时，连接到第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8的光传感器依次通过感测线连接到感测单元。
在连接到第二栅极线Gate2的光传感器连接到感测单元之前，复位开关导通，然后处于导通状态的复位开关关断。复位开关的导通使反馈电容器CF的两个端子以及运算放大器的输出端子初始化到基准电压VREF。在复位开关关断之后，第一采样/保持开关SH1导通，以对积分电路的输出值(与感测前的值相对应的输出值)、即存储在反馈电容器CF中的基准电压VREF进行采样，并将其输出到ADC。
当第一采样/保持开关SH1关断并且扫描脉冲被供应到第二栅极线Gate2时，光传感器的开关TFT STPT导通，使得存储在光电容器CPT中的电荷通过感测线施加到积分电路并存储在反馈电容器CF中(图3中的感测)。
在第二栅极线Gate2的栅极信号切换到栅极低电压之后，第二采样/保持开关SH2导通，使得存储在反馈电容器CF中的电压被采样并输出到ADC。
ADC将基准电压VREF的数字数据值与通过对光传感器的电荷积分获得的值的数字数据值之差转换为数字光数据PD。由于多个感测单元连接到一个ADC，所以ADC依次将在水平方向上连接到第二栅极线Gate2的多个光传感器的输出转换为数字光数据(图3中的转换)。
连接到第八栅极线Gate 8的光传感器和感测单元以与连接到第二栅极线Gate2的光传感器和感测单元相同的方式操作。
由于连接到栅极线的每个光传感器仅在扫描脉冲施加到相应栅极线时连接到感测单元，所以通过仅对一个光传感器的输出信号积分获得的值不太大，并且在施加扫描脉冲期间受到在附近数据线中发生的数据传输的影响。因此，当光传感器用作输入装置时，可能会发生故障。
为了提高感测信号的电平，本公开可以通过改变施加到连接到光传感器的栅极线的扫描信号，或者通过改变感测单元的采样/保持开关的操作时序，或者通过增加连接到感测线的光传感器的数量，来使两个或更多个光传感器的输出信号相加。
图4概念性地示出了本公开的一个实施例，该实施例同时将扫描信号施加到两个光传感器并通过对两个光传感器的输出求和来输出信号，并且图5和图6分别是图4的实施例的控制信号的时序图。
在图4和图5中，如同在图1和图3一样，光传感器设置在一条水平线上，并且光传感器在垂直方向(即，数据线行进的方向)上以六条水平线的间隔布置。可以在水平方向(即，控制向像素供应数据的栅极线行进的方向)上为每预定数量的像素(例如，与垂直方向类似，为每六个像素)设置一个光传感器。在这种情况下，光传感器的分辨率对应于像素的分辨率的1/6。
由于在数据线行进的方向上布置在同一列的光传感器共用同一感测线，并且通过这些感测线连接到感测单元，所以感测线和感测单元以布置在水平方向上的光传感器的数量形成在显示面板上。每个感测线和感测单元形成一个感测通道。
在光传感器设置在水平线(第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8穿过该水平线，因此光传感器连接到第二栅极线和第八栅极线之一)上的情况下，扫描信号依次施加到栅极线以将数据电压写入像素。
然而，在图5中，不同于图3的扫描信号，通过在将扫描脉冲施加到第二栅极线时同时将扫描脉冲施加到第八栅极线，在连接到第二栅极线的光传感器(水平方向上的多个光传感器)和连接到第八栅极线的光传感器(水平方向上的多个光传感器)中，共用与数据线平行的同一感测线的一对光传感器同时连接到感测单元。
首先，包含在图2所示感测单元中的积分电路的复位开关RESET被导通，以将反馈电容器CF的两个端子初始化到基准电压VREF。
在扫描脉冲同时施加到第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8之前，导通状态的复位开关RESET被关断，然后第一采样/保持开关SH1被导通，因此，积分电路的感测前的输出值，(即存储在反馈电容器CF中的基准电压VREF)被采样并输出到ADC。
在扫描脉冲同时施加到第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8并且扫描脉冲在第一采样/保持开关SH1关断之后保持其栅极高电压期间，连接到第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8的两个光传感器的开关TFT STPT被导通，以将存储在两个光传感器的光电容器CPT中的电荷通过感测线施加到积分电路，并且将电荷存储在反馈电容器CF中。
在第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8的扫描脉冲切换到栅极低电压之后，第二采样/保持开关SH2被导通，并且存储在反馈电容器CF中的电压被采样并输出到ADC。
在图5中，用于控制复位开关RESET以及第一采样/保持开关SH1和第二采样/保持开关SH2的信号共同施加到所有感测单元(或所有感测通道)。
ADC将基准电压VREF的数字数据值与对连接到第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8的两个光传感器的电荷进行积分的数字数据值之差转换为数字光数据PD，并且依次将所有感测通道的输出转换为数字光数据。也就是说，ADC依次将在水平方向上连接到第二栅极线Gate2和第八栅极线Gate8的多个光传感器对的输出转换为数字光数据。
然而，在将扫描脉冲施加到第七栅极线Gate7之后，当扫描脉冲施加到第八栅极线Gate8以向连接到第八栅极线Gate8的像素(设置在第八水平线或像素行上的像素)施加数据电压时，感测单元可以不执行光感测操作。在这种情况下，光传感器在垂直方向上的感测分辨率降低到一半。
同时，如不同于图5的图6所示，通过在将扫描脉冲施加到第八栅极线Gate8以向第八水平线的像素施加数据电压时同时将扫描脉冲施加到六条水平线下的第十四栅极线Gate14，并且通过控制用于光感测操作的复位开关RESET以及第一采样/保持开关SH1和第二采样/保持开关SH2，连接到第八栅极线Gate8和第十四栅极线Gate14的两个光传感器的输出信号可以相加。
通过以诸如(2，8)水平线、(8，14)水平线和(14，20)水平线的顺序同时驱动两个光传感器，与图5不同，可以在垂直方向上保持光传感器的原始感测分辨率。
通过如图4所示对两个光传感器的输出求和，与仅使用一个光传感器生成感测信号的情况相比，感测信号的电平可以加倍。
图7是根据本公开的显示装置的框图。
本公开的显示装置可以包括显示面板10、时序控制器11、数据驱动电路12、栅极驱动电路13和感测驱动电路14。
图7中的显示装置还可以包括电源电路(未示出)，并且还可以包括用于驱动触摸传感器的触摸驱动电路(未示出)，电源电路用于使用外部电源生成并施加显示面板10、数据驱动电路12、栅极驱动电路13和感测驱动电路14的操作所需的电压。
在显示面板10中，布置在列方向(第一方向)上的多条数据线15和多条感测线17与布置在行方向(第二方向)上的多条栅极线16彼此交叉，并且为每个交叉区域以矩阵形式布置像素PXL，以形成像素阵列。扫描信号被供应到栅极线16，以控制数据电压的施加。
在像素阵列中，设置在同一水平线上的像素PXL连接到数据线15之一和相应栅极线16，以形成像素行或水平线。像素响应于通过栅极线16输入的扫描信号与数据线15电连接，以接收数据电压。布置在同一像素行上的像素根据从同一栅极线16施加的扫描信号同时操作。
像素单元可以由包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的三个子像素构成，或者可以由包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素的四个子像素构成，但不限于此。
显示面板10响应于从栅极驱动电路12供应的扫描信号和从数据驱动电路12供应的数据信号显示图像。包含在显示面板10中的像素PXL自身发光或控制外部光。
一个像素包括连接到栅极线16和数据线15的开关TFT以及根据通过开关TFT供应的数据信号操作的像素电路。根据像素电路的配置，显示面板可以由包括液晶元件的液晶显示面板或包括有机发光元件的有机发光显示面板构成。
当显示面板10由液晶显示面板构成时，显示面板10可以实施为扭曲向列TN模式、垂直对准VA模式、面内切换IPS模式、边缘场切换FFS模式或电控双折射ECB模式。在有机发光显示面板的情况下，显示面板10可以实施为顶部发光型、底部发光型或双发光型。
在显示面板10中，一个光传感器PS可以布置在由n个(水平方向)和m个(垂直方向)的像素构成的像素单元组中。每个光传感器PS可以连接到在水平方向上行进的一条栅极线16和在垂直方向上行进的一条感测线17。此外，用于光TFT操作的电压线(图2中的V1和V2)可以连接到每个光传感器。光传感器可以包括光TFT、光电容器和开关TFT。
构成像素和光传感器的TFT可以实施为p型、n型或混合有p型和n型的混合型。应当注意，MOSFET的源极和漏极不固定。例如，MOSFET的源极和漏极可以根据施加的电压而改变。在以下实施例中，不应当由于晶体管的源极和漏极而限制本公开，并且源极和漏极可以称为第一电极和第二电极，而不区分源极和漏极。
触摸传感器可以布置在显示面板10中。触摸输入可以使用单独的触摸传感器进行感测，或者可以通过像素进行感测。触摸传感器可以以盒上型或附加型设置在显示面板10上，或者实施为嵌设在像素阵列中的盒内型触摸传感器。
时序控制器11向数据驱动电路12供应从外部主机***(未示出)传输的图像数据RGB。时序控制器11从主机***接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、点时钟信号DCLK和数据使能信号DE的时序信号，并且基于时序信号生成用于控制数据驱动电路12、栅极驱动电路13和感测驱动电路14的操作时序的控制信号。控制信号可以包括用于控制栅极驱动电路13的操作时序的栅极时序控制信号GDC和用于控制数据驱动电路12的操作时序的数据时序控制信号DDC。
时序控制器11可以在执行显示驱动的显示时段执行光感测操作，在显示时段内，向像素施加数据电压并且显示对应于数据电压的灰度级。光感测操作使用施加到栅极线16的扫描信号检测通过入射光存储在光传感器中的电荷，以控制数据电压的施加。
在显示时段内，时序控制器11控制栅极驱动电路13和感测驱动电路14以执行光感测操作，光感测操作从感测驱动电路14接收数字光数据PD，应用预定坐标算法以生成与通过光传感器的输入相对应的坐标数据，并且将坐标数据传输到连接的主机***。坐标数据可以用作触摸输入或指示器输入。
也就是说，时序控制器11可以将输入的数字光数据PD与基准值进行比较，确定输出了超过基准值的数字光数据PD的光传感器中存在触摸输入或指示器输入，并且计算相应光传感器的坐标。当从构成一个集群的多个光传感器输出的数字光数据PD大于基准值时，时序控制器11可以更清楚地判断相应区域内存在触摸输入或指示器输入，并且计算相应区域的中心坐标。
当主机***从时序控制器11接收与数字光数据PD相对应的坐标信息时，主机***可以执行与该坐标下生成的触摸相对应的操作，或者生成表示在该坐标下存在触摸输入或指示器输入的图像(例如，具有预定大小的红色圆圈)，将生成的图像叠加到将在显示面板10上显示的图像数据上，并且将叠加后的图像数据输出到时序控制器11。
在时序控制器11的控制下，数据驱动电路12采样并锁存从时序控制器11输入的数字视频数据RGB，以将数字视频数据RGB转换为并行数据，根据伽马基准电压将并行数据转换为模拟数据电压，并且通过输出通道将模拟数据电压输出到数据线16。数据电压可以是与像素呈现的灰度相对应的值。数据驱动电路12可以由多个源极驱动IC构成。
栅极驱动电路13以行顺序方式生成扫描信号，同时基于栅极控制信号GDC依次使栅极驱动电压的电平移位，并且依次将所生成的扫描信号供应到与设置在各像素行上的像素连接的栅极线16。
栅极驱动电路13可以由多个栅极驱动集成电路构成，每个栅极驱动集成电路包括移位寄存器、电平移位器和输出缓冲器，电平移位器用于将移位寄存器的输出信号转换为具有适合于驱动像素中的TFT的波动幅值的信号。或者，栅极驱动电路13可以使用GIP(面板内栅极驱动IC)方法直接形成在显示面板10的下基板上。在GIP方法的情况下，电平移位器可以安装在PCB上，并且移位寄存器可以形成在显示面板10的下基板上。
为了同时驱动设置在不同水平线上并且共用同一感测线的两个光传感器，栅极驱动电路13可以与施加扫描脉冲以将数据写入设置有光传感器的水平线的像素同步地对设置有光传感器的下一水平线(图4至图6中的六条水平线之后)的栅极线预先施加扫描脉冲，如图5和图6所示。
感测驱动电路14可以包括多个感测单元、模数转换器ADC和用于将多个感测单元连接到ADC以执行光感测操作的多路复用器(未示出)。此外，感测驱动电路14生成数字光数据PD，并且根据光感测操作将其供应到时序控制器11。
在时序控制器11的控制下，通过控制复位开关RESET、采样/保持开关SH1和SH2、多路复用器(未示出)以及ADC的操作，感测驱动电路14在显示面板10的两个光传感器通过感测线17连接到感测单元时生成与存储在两个光传感器的光电容器中的电荷之和相对应的输出电压，将输出电压转换为光数据PD，并且将光数据PD输出到时序控制器11。
由于感测驱动电路14连接到平行于数据线15布置的感测线17，所以感测驱动电路14能够与数据驱动电路12集成到一个驱动电路中。
图8至图10示出了图5的扫描信号的变型例。可以修改图6中的感测单元的扫描信号和控制信号，而不是图5中的感测单元的扫描信号和控制信号。
在图5中，当将扫描脉冲施加到第二栅极线Gate2以将数据写入设置有光传感器的第二水平线上的像素时，还将扫描脉冲施加到与第二水平线之后的设置有光传感器的第八水平线相对应的第八栅极线Gate8。此后，当将数据写入第八水平线上的像素时，扫描脉冲再次施加到第八栅极线Gate8。
然而，在图8中，当能够导通开关TFT的栅极高电压的扫描脉冲施加到第二栅极线Gate2时，栅极高电压的扫描脉冲施加到第八栅极线Gate8。此外，施加到第八栅极线Gate8的扫描脉冲的栅极高电压可以保持直至将数据写入第八水平线上的像素。
图9对应于以施加到栅极线的扫描脉冲在相邻栅极线之间彼此重叠的方式驱动像素的情况。类似于图5，通过在向第二栅极线Gate2施加扫描脉冲时向第八栅极线Gate8施加扫描脉冲，可以对设置在第二水平线上和第八水平线上的光传感器的输出信号求和。在图9中，数据在写入“像素”的时间点供应到数据线。
图10对应于图8的实施例应用于图9的扫描信号的情况。施加到第八栅极线Gate8的扫描脉冲从栅极高电压的扫描信号施加到第二栅极线Gate2的时间开始保持栅极高电压，直至将数据写入第八水平线的像素。
在图4至图6和图8至图10的实施例中，调整供应到栅极线的扫描信号，使得对布置在不同水平线上并且连接到同一感测线的两个光传感器的输出信号求和。实施例不限于此，并且可以对布置在不同水平线上并且连接到同一感测线的三个或更多个光传感器的输出信号求和。
图11概念性地示出了本公开的另一个实施例，该实施例改变了感测单元的采样/保持开关的操作时序，以便通过使两个光传感器的输出相加来输出信号，并且图12示出了图11的实施例的控制信号的时序。
在图11中，通过改变包含在感测单元中的开关的操作时序，而不是改变施加到栅极线的扫描信号，对布置在不同水平线上并且连接到同一感测线的两个光传感器的输出信号求和。
在图11中，关于布置在不同水平线上并且连接到同一感测线的两个光传感器，光传感器的输出信号在随后供应扫描脉冲的时间被求和并输出，而不是在首次供应扫描信号的时间被求和并输出。
首先，在扫描脉冲施加到第二栅极线Gate2的时间附近，第一采样/保持开关SH1被导通，并且存储在积分电路的反馈电容器CF中的基准电压VREF被采样以输出到ADC。
此后，如果扫描脉冲在第一采样/保持开关SH1关断之后施加到第二栅极线Gate2，则设置在第二水平线上的光传感器连接到感测线，并且存储在光电容器中的电荷通过感测线传输并存储在积分电路的反馈电容器CF上。此后，如果扫描脉冲施加到第八栅极线Gate8，则设置在第八水平线上的光传感器连接到感测线，并且存储在光电容器中的电荷通过感测线传输到积分电路并附加地存储在反馈电容器CF中，因此，运算放大器的输出端的电压改变。
如果第八栅极线Gate8的扫描信号变为栅极低电压，并且第二采样/保持开关SH2被导通，则存储在设置在第二水平线和第八水平线上的两个光传感器中的电荷在反馈电容器CF中相加，并且存储在反馈电容器CF中的电压被采样并输出到ADC。
ADC将基准电压VREF的数字数据值与对两个光传感器的电荷求和的积分值的数字数据值之差转换为数字输出数据PD，从而获得具有高于仅由一个光传感器感测的信号的电平的信号。
图12将以施加到栅极线的扫描脉冲在相邻栅极线之间彼此重叠的方式驱动像素的情况应用于图11。
首先，在导通电平的栅极高电压的扫描信号施加到第二栅极线Gate2的同时(比一个水平时段长的时段)，连接到第二水平线的光传感器连接到感测线，并且存储在光传感器中的电荷被转换为积分电路中的电压。
然后，直至从栅极高电压的扫描脉冲施加到第八栅极线Gate8之后经过预定时间(例如，一个水平时段)(直至感测电路的第二采样/保持开关SH2导通)，连接到第八水平线的光传感器连接到感测线，并且存储在光传感器中的电荷进一步转换为积分电路中的电压。
在图12的情况下，由于设置在第二水平线上的光传感器通过感测线连接到感测单元，同时导通电平的栅极高电压的扫描信号施加到第二栅极线Gate2，所以噪声可能同时被引入感测单元中。
考虑到这一点，在本公开的另一个实施例中，阻断开关设置在感测单元和感测线之间，并且控制光传感器和感测单元之间的连接。也就是说，可以减少在光传感器连接到感测线的同时通过感测线引入感测单元中的噪声。
图13示出了本公开的另一个电路配置，该电路配置在光传感器和感测单元之间插设阻断开关，并且图14和图15分别示出了图13的电路配置的控制信号的时序。
通过在感测线和感测单元之间设置阻断开关BLK，即使扫描信号的导通电平时段较长，也可以防止噪声通过感测线输入，从而延长光传感器和感测单元彼此连接的时段。
在图14中，在扫描脉冲施加到第二栅极线Gate2的时间附近，即，在感测单元的第一采样/保持开关导通的时间附近，阻断开关BLK被导通以连接感测线和感测单元。当扫描脉冲施加到第二栅极线Gate2时，设置在第二水平线上的光传感器连接到感测线，并且设置在第二水平线上的光传感器的电荷沿感测线移动并转换为感测单元的积分电路中的输出电压。
在从设置在第二水平线上的光传感器连接到感测线经过预定时间(例如，一个水平时段)之后，阻断开关BLK断开。
此后，在扫描脉冲施加到第八栅极线Gate8的时间附近，阻断开关BLK被重新连接以将感测线连接到感测单元。当扫描脉冲施加到第八栅极线Gate8时，设置在第八水平线上的光传感器连接到感测线，并且设置在第八水平线上的光传感器的电荷沿感测线移动并进一步转换为感测单元的积分电路中的输出电压。
在从设置在第八水平线上的光传感器连接到感测线经过预定时间(例如，一个水平时段)或者第二采样/保持开关导通然后关断之后，阻断开关BLK断开。
只有当扫描脉冲较长时，阻断开关才不施加防止噪声流动的效果的影响，因此，相邻栅极线的扫描脉冲彼此重叠。即使相邻栅极线的扫描脉冲如图15所示不彼此重叠，阻断开关也可以应用于通过控制感测单元中的采样/保持开关的时序来对设置在不同水平线上的两个光传感器的输出信号求和的情况，从而保持感测线和感测单元的连接状态较长时间，以防止噪声流过感测线。
图16示出了本公开的另一个实施例，在该实施例中，多个光传感器设置为围绕一个像素，图17示出了图16的实施例中的感测栅极线和感测线的连接，图18示出了图16的实施例的控制信号的时序。
当多个光传感器布置在显示面板上时，一个光传感器布置在像素单元组中，该像素单元组包括水平方向和垂直方向上的预定数量的像素。在图16的实施例中，多个光传感器可以设置在像素单元组中以提高光传感器的输出信号的电平，并且多个光传感器可以设置为围绕一个像素以在同一时间感测光传感器的输出。
由于从用作激活光传感器的光源的激光指示器入射到显示面板上的入射光的直径足以覆盖如图16中的圆圈所示的多个像素，所以当多个光传感器设置为围绕一个像素时，入射光可以激活多个光传感器以提高光传感器的输出信号的电平。
作为一种对在同一时间由一个光源激活的多个光传感器的输出求和的方法，简单地，多个光传感器可以位于同一水平线上并且围绕一个像素，并且多个光传感器可以连接到同一栅极线和同一感测线。
在图17中，九个光传感器布置为围绕布置在第二水平线中的一个像素(精确地，子像素)。设置为围绕一个像素的九个光传感器连接到感测栅极线，感测栅极线与在水平方向上连接到像素的栅极线间隔开，并且设置在同一水平线上的光传感器连接到同一感测栅极线并在垂直方向上连接到一条感测线。
然而，为了与扫描脉冲施加到布置在中心处的像素的时间同步地激活九个光传感器(以将光传感器连接到感测线)，三条感测栅极线Sensing Gate1、Sensing Gate2和Sensing Gate3可以如图17所示连接到向设置在中心(第二水平线)处的像素提供扫描脉冲的第二栅极线Gate2。
因此，当扫描脉冲施加到第二栅极线Gate2时，布置在彼此相邻的三条水平线中的围绕设置在第二水平线上的像素的光传感器连接到感测线。此外，通过与扫描脉冲施加到第二栅极线Gate2同步地控制复位开关RESET以及第一采样/保持开关SH1和第二采样/保持开关SH2，感测单元可以通过感测线供应有存储在光传感器中的电荷，并且以求和方式对其积分。
如上所述，通过共同检测存储在两个或更多个光传感器中的电荷，可以提高光传感器的输出信号的电平，并且降低其对外部噪声的灵敏度。
在整个说明书中，本领域技术人员应当理解，在不偏离本公开的技术原理的情况下，可以进行各种更改和修改。因此，本公开的技术范围不限于本说明书中的详细描述，而是应当由所附权利要求书的范围限定。

Claims (13)

1.一种显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板具有像素和光传感器，所述像素中的每一个显示图像数据，并且所述光传感器中的每一个响应于入射光通过感测线输出电信号；
数据驱动电路，所述数据驱动电路被配置为通过数据线向所述像素提供与所述图像数据相对应的数据电压；
栅极驱动电路，所述栅极驱动电路被配置为通过栅极线供应扫描信号，所述扫描信号用于控制向设置在水平线上的所述像素施加所述数据电压并且用于控制设置在相应水平线上的所述光传感器与所述感测线的连接；
感测驱动电路，所述感测驱动电路被配置为通过对设置在不同水平线上并且共用所述感测线的两个以上光传感器的所述电信号求和来输出数字感测数据；以及
时序控制器，所述时序控制器被配置为向所述数据驱动电路提供所述图像数据，并且所述时序控制器被配置为供应用于控制所述数据驱动电路、所述栅极驱动电路和所述感测驱动电路的控制信号。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述栅极驱动电路被配置为在向对应于第一水平线的第一栅极线供应第一扫描脉冲时，与所述第一扫描脉冲同步地向对应于第二水平线的第二栅极线供应第二扫描脉冲，所述第二水平线设置在所述第一水平线之后。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述感测驱动电路包括感测单元和用于转换所述感测单元的输出的模数转换器ADC，所述感测单元包括用于将所述电信号转换为电压的积分电路以及用于对所述积分电路的输出进行采样的采样/保持开关，
其中，所述积分电路包括运算放大器、连接所述运算放大器的输出端子与反相端子的反馈电容器以及复位开关，所述运算放大器具有连接到所述感测线的所述反相端子和连接到基准电压的非反相端子，并且
其中，所述采样/保持开关包括彼此并联连接的第一采样/保持开关和第二采样/保持开关。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，在第一扫描脉冲被供应到对应于第一水平线的第一栅极线之前，所述第一采样/保持开关被导通以对所述积分电路的所述基准电压进行采样并将所采样的值输出到所述ADC，并且
其中，在供应所述第一扫描脉冲之后，所述第二采样/保持开关被导通以对所述积分电路的输出电压进行采样并将所采样的值输出到所述ADC，所述积分电路的所述输出电压是对通过所述感测线供应的所述电信号进行积分获得的。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，在第一扫描脉冲被供应到对应于第一水平线的第一栅极线之前，所述第一采样/保持开关被导通以对所述积分电路的所述基准电压进行采样并将采样值作为第一值并将所述第一值输出到所述ADC，并且
其中，在第二扫描脉冲在供应所述第一扫描脉冲之后被供应到对应于设置在所述第一水平线之后的第二水平线的第二栅极线的时间点经过预定时间之后，所述第二采样/保持开关被导通以对所述积分电路的输出电压进行采样并将采样值作为第二值并将所述第二值输出到所述ADC，其中，所述积分电路的所述输出电压是对通过所述感测线供应的所述电信号进行积分获得的。
6.根据权利要求5所述的显示装置，还包括：
阻断开关，所述阻断开关被配置为控制所述感测线和所述感测单元之间的连接，
其中，在供应所述第一扫描脉冲的时间点经过所述预定时间之后并且在供应所述第二扫描脉冲之前，所述阻断开关断开所述感测线和所述感测单元之间的连接。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述ADC将所述第一值和所述第二值之差转换为所述数字感测数据，并且将所述数字感测数据提供给所述时序控制器。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光传感器中的设置在同一水平线上的多个光传感器连接到同一感测线。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，响应于同一栅极线的所述扫描信号，设置在相邻水平线上并且共用同一感测线的所述光传感器连接到所述感测线。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光传感器包括用于输出对应于入射光的电流的光TFT，用于充入从所述光TFT输出的所述电流的光电容器，以及用于响应于所述扫描信号控制所述光电容器和所述感测线的连接的开关TFT。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述数据驱动电路和所述感测驱动电路以集成方式实施为一个电路。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述时序控制器被配置为将所述感测驱动电路传输的所述数字感测数据与基准值进行比较，生成输出了超过所述基准值的所述数字感测数据的所述光传感器的坐标，并且将所述坐标传输到连接的主机***。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，针对由多个所述像素构成的每个像素单元组布置一个光传感器。
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