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触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法

xiaoxiao2020-07-22  1

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触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法
【专利摘要】本发明提供触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法,包括接收电极和发射电极,还包括:透明电极和触摸检测电路,透明电极设置在显示面板进行触摸的一侧基板上,与发射电极一一对应且相连;触摸检测电路与各个透明电极分别相连,包括电压切换单元、存储单元和处理单元,电压切换单元用于在显示阶段将透明电极连接到公共电平,在触摸检测阶段将透明电极置为高阻态;存储单元用于存储各触摸节点的初始显示数据和在未发生触摸时的初始触摸数据;处理单元用于采集各触摸节点的实际显示数据和实际触摸数据,找到对应初始触摸数据,在实际触摸数据中除去对应初始触摸数据的影响,得到实际输出值。本发明提高了触摸显示面板的触摸检测精确度,实用性强。
【专利说明】触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示领域,尤其涉及触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法。
【背景技术】
[0002]触摸屏作为一种输入媒介,相比于键盘和鼠标,为使用者提供了更好的便利性。根据不同的实现原理,触摸屏可以分为电阻式、电容式、表面声波式、红外式等等。目前被广泛使用的是电阻式和电容式触摸屏技术。
[0003]互电容式触摸屏,凭借其较高的灵敏度以及多点真触控的优点,受到越来越多的追捧。互电容式触摸屏的基本原理为:在驱动线侧加电压,在探测线侧检测信号变化。驱动线确定X向坐标,探测线确定Y向坐标。在检测时,对X向驱动线进行逐行扫描,在扫描每一行驱动线时,均读取每条探测线上的信号,通过一轮的扫描,就可以把每个行列的交点都扫描到,共扫描XXY个信号。这种检测方式可以具体的确定多点的坐标,因此可以实现多点触摸。其等效电路模型如图1所示,其中:101为信号源,102为驱动线与探测线之间的互电容,103为驱动线电阻,104为驱动线、探测线与公共电极层间的寄生电容,105为探测线电阻,106为检测电路。当手指触摸时,有一部分电流流入手指,等效为驱动线及感应线之间的互电容102改变,可以通过在检测端检测由此导致的微弱电流变化,进而输出在此处是否发生触摸的结果。
[0004]目前应用最广的电容式触摸屏为外挂式互电容触摸屏,也就是触摸屏与液晶显示器分开生产,然后贴合到一起。但是由于成本、透光率、模组厚度等一系列原因,大家都在摸索将电容式触摸屏与液晶显示器集成到一起的方法,以降低成本和模组厚度,提高透过率。
[0005]在集成了电容式触摸屏和液晶显示器的基于高级超维场转换技术的触摸屏中,发射电极(TX)和接收电极(RX)与阵列基板上电极之间有很大的耦合电容,所以当液晶发生偏转的时候会对触摸探测造成影响,又由于液晶偏转的不确定性,导致手指的触控和液晶偏转两个因素所带来的差异无法进行判断区分,从而易导致探测的失败。

【发明内容】

[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]本发明提供触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法,以解决现有技术中在触摸探测时无法规避液晶偏转所带来的影响的技术问题。
[0008]( 二 )技术方案
[0009]为解决上述技术问题,本发明提供一种触摸显示面板,包括设置在显示面板内的接收电极和发射电极,所述接收电极和发射电极交叉绝缘设置,还包括:透明电极和触摸检测电路,其中:
[0010]所述透明电极设置在显示面板进行触摸的一侧基板上,所述透明电极与显示面板内的所述发射电极 对应且相连;[0011]所述触摸检测电路与各个透明电极分别相连,包括电压切换单元、存储单元和处
理单元,
[0012]所述电压切换单元用于在显示阶段将透明电极连接到公共电平,在触摸检测阶段将透明电极置为高阻态;
[0013]所述存储单元用于存储每个灰阶范围内各触摸节点在显示阶段的初始显示数据和在未发生触摸时触摸检测阶段的初始触摸数据;
[0014]所述处理单元用于在显示阶段采集各触摸节点的实际显示数据并在随后的触摸检测阶段采集各触摸节点的实际触摸数据,然后对于所述各触摸节点,根据存储单元中与所述实际显示数据最接近的初始显示数据找到对应灰阶范围内的对应初始触摸数据,在所述实际触摸数据中除去所述对应初始触摸数据的影响,得到触摸检测阶段的实际输出值。
[0015]进一步地,所述触摸检测电路还包括:
[0016]校准单元,与所述存储单元相连,用于在所述触摸显示面板初始运行时,对所述存储单元所存储的初始显示数据和初始触摸数据进行更新。
[0017]进一步地,
[0018]所述初始显示数据、初始触摸数据、实际显示数据和实际触摸数据为电流值。
[0019]进一步地,
[0020]所述初始显示数据、初始触摸数据、实际显示数据和实际触摸数据为电压值。
[0021]进一步地,
[0022]所述透明电极为氧化铟锡电极。
[0023]进一步地,
[0024]所述触摸显示面板为基于高级超维场转换技术的触摸屏。
[0025]另一方面,本发明还提供一种触摸显示装置,包含如上任一项所述的触摸显示面板。
[0026]再一方面,本发明还提供一种触摸检测方法,包括:
[0027]在显示面板内设置接收电极和发射电极,所述接收电极和发射电极交叉绝缘设置;
[0028]在显示面板进行触摸的一侧基板上设置透明电极,所述透明电极与显示面板内的发射电极 对应且相连;
[0029]存储每个灰阶范围内各触摸节点在未发生触摸时透明电极连接公共电平的显示阶段测得的初始显示数据和在未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸检测阶段测得的初始触摸数据;
[0030]在显示阶段,将所述透明电极连接公共电平,采集各触摸节点的实际显示数据,根据存储的与所述实际显示数据最接近的初始显示数据找到对应灰阶范围内的对应初始触摸数据;
[0031]在随后的触摸检测阶段,将所述透明电极置于高阻态,采集各触摸节点的实际触摸数据;
[0032]对于所述各触摸节点,在所述实际触摸数据中除去所述对应初始触摸数据的影响,得到触摸检测阶段的实际输出值。
[0033]进一步地,所述方法还包括:[0034]在初始运行时,对所存储的初始显示数据和初始触摸数据进行更新。
[0035]进一步地,
[0036]所述透明电极为氧化铟锡电极。
[0037](三)有益效果
[0038]可见,在本发明提供的触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法中,能够根据不同灰阶范围内各触摸节点的初始显示数据和初始触摸数据,对触摸检测阶段的实际触摸数据进行校准,从而排除液晶偏转对互电容变化导致的影响,得到精确的手指触摸数据。本发明大大提高了触摸显示面板的触摸检测精确度,结构简单,实用性强。
【专利附图】

【附图说明】
[0039]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1是触摸显示面板的等效电路模型;
[0041]图2是本发明实施例触摸显示面板的结构示意图;
[0042]图3是本发明实施例触摸检测方法的基本流程示意图;
[0043]图4是本发明实施例1触摸检测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0045]本发明实施例首先提供一种触摸显示面板,包括设置在显示面板内的接收电极I和发射电极2,所述接收电极I和发射电极2交叉绝缘设置,其特征在于,还包括:透明电极3和触摸检测电路4,其中:
[0046]所述透明电极3设置在显示面板进行触摸的一侧基板5上,所述透明电极3与显示面板内的所述发射电极2 —一对应且相连;
[0047]所述触摸检测电路4与各个透明电极3分别相连,包括电压切换单元6、存储单元7和处理单元8,
[0048]所述电压切换单元6用于在显示阶段将透明电极3连接到公共电平,在触摸检测阶段将透明电极3置为高阻态;
[0049]所述存储单元7用于存储每个灰阶范围内各触摸节点在显示阶段的初始显示数据和在未发生触摸时触摸检测阶段的初始触摸数据;
[0050]所述处理单元8用于在显示阶段采集各触摸节点的实际显示数据并在随后的触摸检测阶段采集各触摸节点的实际触摸数据,然后对于所述各触摸节点,根据存储单元7中与所述实际显示数据最接近的初始显示数据找到对应灰阶范围内的对应初始触摸数据,在所述实际触摸数据中除去所述对应初始触摸数据的影响,得到触摸检测阶段的实际输出值。
[0051]实际输出值被输出到判断单元(判断单元可以在触摸检测电路中也可以在与其相连的处理器或逻辑电路中)中进行判断,以确定某个触摸节点处是否发生了触摸。这是本领域技术人员熟知的技术,在此不再赘述。
[0052]图2中,9为黑矩阵;10为像素单元层;11为液晶层;12为V.公共电极;13为阵列基板。
[0053]可见,在本发明实施例提供的触摸显示面板中,能够根据不同灰阶范围内各触摸节点的初始显示数据和初始触摸数据,对触摸检测阶段的实际触摸数据进行校准,从而排除液晶偏转对互电容变化导致的影响,得到精确的手指触摸数据。本发明实施例大大提高了触摸显示面板的触摸检测精确度,结构简单,实用性强。
[0054]优选地,触摸检测电路4还可以包括:校准单元,与存储单元7相连,用于在触摸显示面板初始运行阶段对周围环境进行校准,得到更准确的初始显示数据和初始触摸数据,对存储单元7进行更新。
[0055]其中,所采集和存储的数据可以为互电容变化导致的电流变化,也可以为电压变化。因此,初始显示数据、初始触摸数据、实际显示数据和实际触摸数据可以为电流值,或电压值。
[0056]本发明实施例的透明电极可以为导电玻璃材料,优选地,可以为氧化铟锡(ITO)电极。
[0057]优选地,本发明实施例的触摸显示面板可以为基于高级超维场转换技术(ADvanced Super Dimension Switch, ADS)的互电容式触摸屏。
[0058]本发明实施例还提供一种触摸显示装置,包含包括上述任一项所述的触摸显示面板。
[0059]本发明实施例还提供了一种触摸检测方法,参见图3,包括:
[0060]步骤301:在显示面板内设置接收电极和发射电极,所述接收电极和发射电极交叉绝缘设置。
[0061]步骤302:在显示面板进行触摸的一侧基板上设置透明电极,所述透明电极与显不面板内的发射电极 对应且相连。
[0062]步骤303:存储每个灰阶范围内各触摸节点在未发生触摸时透明电极连接公共电平的显示阶段测得的初始显示数据和在未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸检测阶段测得的初始触摸数据。
[0063]步骤304:在显示阶段,将所述透明电极连接公共电平,采集各触摸节点的实际显示数据,根据存储的与所述实际显示数据最接近的初始显示数据找到对应灰阶范围内的对应初始触摸数据。
[0064]步骤305:在随后的触摸检测阶段,将所述透明电极置于高阻态,采集各触摸节点的实际触摸数据。
[0065]步骤306:对于所述各触摸节点,在所述实际触摸数据中除去所述对应初始触摸数据的影响,得到触摸检测阶段的实际输出值。
[0066]优选地,为使得检测结果更加精确,还可以在初始运行阶段对周围环境进行校准,对所存储的初始显示数据和初始触摸数据进行更新。[0067]本发明实施例的透明电极可以为导电玻璃材料,优选地,可以为氧化铟锡(ITO)电极。
[0068]本发明各触摸节点的的初始显示数据、初始触摸数据、实际显示数据和实际触摸数据都从接收电极处测得,数据的命名中包含的“显示”和“触摸”只是为了表示其被测得时所处的工作阶段是显示还是触摸检测。
[0069]采用灰阶范围是为了提高运算效率,即将所有的灰阶划分为若干段,每段即为一个灰阶范围,令每个灰阶范围内的初始触摸电流值取平均,这样就可以节约存储和运算资源。当然也可以每个灰阶范围仅包括一个灰阶。
[0070]本发明的原理在于每个触摸节点的液晶在每个灰阶下的偏转度一定,而在偏转度一定的情况下,对触摸检测带来的影响值也是一定的,可以认为未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸阶段测得的初始触摸数据就是液晶偏转带来的影响值。由于从显示阶段到随后的触摸检测阶段中,液晶偏转度仍然不变,因此可以通过透明电极连接公共电平的显示阶段测得的显示数据找到相同灰阶下的对应初始触摸数据,从而在实际测量得到的实际触摸数据中除去液晶偏转的影响(即减去初始触摸数据或根据实际情况进行其他运算),作为触摸检测数据,这样就消除了液晶偏转给触摸检测带来的影响。
[0071]实施例1:
[0072]本发明实施例1提供一种通过电流检测的触摸检测方法,以详细说明本发明实施例的具体实现过程,参见图4:
[0073]步骤401:在显示面板内设置接收电极和发射电极,所述接收电极和发射电极交叉绝缘设置。
[0074]步骤402:在显示面板进行触摸的一侧基板的外侧正对发射电极处设置ITO透明电极。
[0075]本发明实施例1基于ADS显示模式,为了避免液晶偏转时对触摸探测所造成的影响,可以在显示面板进行触摸的一侧基板的外侧或内侧设置透明电极。本实施例中,在显示面板进行触摸的一侧基板外侧正对TX处一一对应且相连地设置ITO透明电极,在显示面板端部将TX与透明电极连在一起。此实施例中,TX在阵列基板侧与公共电极间隔排列,接收电极(RX)在显示面板进行触摸的一侧基板内侧。
[0076]步骤403:存储每个灰阶范围内各触摸节点在未发生触摸时透明电极连接公共电平的显示阶段测得的初始显示电流值和在未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸检测阶段测得的初始触摸电流值。
[0077]灰阶代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别,中间层级越多,所能够呈现的画面效果也就越细腻。以8bit panel为例,能表现2的8次方,等于256个亮度层次,我们就称之为256灰阶。
[0078]本步骤中,将上述灰阶划分为若干个灰阶范围,并存储每个灰阶范围内各触摸节点在未发生触摸时透明电极连接公共电平的显示阶段测得的初始显示数据和在未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸检测阶段测得的初始触摸数据,具体地:
[0079]将触摸检测电路(touch IC)与所有ITO分别相连,touch IC在显示阶段将ITO连接公共电平,在触摸检测阶段使ITO保持高阻态。touch IC会存储各个灰阶范围内各触摸节点在未发生触摸时透明电极连接公共电平的显示阶段测得的初始显示数据和在未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸检测阶段测得的初始触摸数据,并且在每次开机的初始运行阶段,对所存储的初始显示数据和初始触摸数据进行更新,即重新检测每个灰阶范围内初始显示数据和初始触摸数据并取代之前存储的数据。在本发明实施例中,所存储的是显示阶段未发生触摸时透明电极连接公共电平的初始显示电流值和在未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸检测阶段测得的初始触摸电流值。
[0080]步骤404:在显示阶段采集各触摸节点的实际显示电流值,比对得到对应灰阶范围内的对应初始触摸电流值。
[0081 ] 在显示阶段,touch IC将ITO接V.公共电平,此时手指的触控不会对互电容造成影响。阵列基板行驱动单元(GOA)每扫过一条TX正对的一组透明电极时,可以根据采集到的触摸节点的实际显示电流值,找到与其最接近的初始显示电流值所对应的相同灰阶范围内的对应初始触摸电流值,完成一个TX面积的校准,以此类推,可以得到整个面板上各触摸节点在触摸检测阶段的对应初始触摸电流值。
[0082]步骤405:在触摸检测阶段采集各触摸节点的实际触摸电流值,输出触摸检测阶段的实际输出电流值。
[0083]本步骤中,在触摸检测阶段touch IC将ITO置为高阻态,由于液晶偏转导致的互电容的变化,会使得实际触摸电流值与实际情况不符,此时对应初始触摸电流值即表示了液晶偏转使互电容变化所导致的电流值变化,在采集得到各触摸节点的实际触摸电流值后,可以在去除对应初始触摸电流值在其中导致的影响后输出触摸检测阶段的实际输出电流值,因此此时的实际输出值即为单纯的手指触摸所导致的液晶屏互电容的变化。在得到实际输出电流值后,即可判断各触摸节点的手指触摸状态,从而根据手指的触摸指示做出相应的反应。
[0084]至此,则完成了本发明实施例触摸检测方法的全过程。
[0085]可见,本发明实施例具有如下有益效果:
[0086]在本发明实施例提供的触摸显示面板、触摸显示装置和触摸检测方法中,能够根据不同灰阶范围内各触摸节点的初始显示数据和初始触摸数据,对触摸检测阶段的实际触摸数据进行校准,从而排除液晶偏转对互电容变化所导致的影响,得到精确的手指触摸数据。本发明实施例大大提高了触摸显示面板的触摸检测精确度,结构简单,实用性强。
[0087]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种触摸显示面板,包括设置在显示面板内的接收电极和发射电极,所述接收电极和发射电极交叉绝缘设置,其特征在于,还包括:透明电极和触摸检测电路,其中: 所述透明电极设置在显示面板进行触摸的一侧基板上,所述透明电极与显示面板内的所述发射电极对应且相连; 所述触摸检测电路与各个透明电极分别相连,包括电压切换单元、存储单元和处理单元, 所述电压切换单元用于在显示阶段将透明电极连接到公共电平,在触摸检测阶段将透明电极置为高阻态; 所述存储单元用 于存储每个灰阶范围内各触摸节点在显示阶段的初始显示数据和在未发生触摸时触摸检测阶段的初始触摸数据; 所述处理单元用于在显示阶段采集各触摸节点的实际显示数据并在随后的触摸检测阶段采集各触摸节点的实际触摸数据,然后对于所述各触摸节点,根据存储单元中与所述实际显示数据最接近的初始显示数据找到对应灰阶范围内的对应初始触摸数据,在所述实际触摸数据中除去所述对应初始触摸数据的影响,得到触摸检测阶段的实际输出值。
2.根据权利要求1所述的触摸显示面板,其特征在于,所述触摸检测电路还包括: 校准单元,与所述存储单元相连,用于在所述触摸显示面板初始运行时,对所述存储单元所存储的初始显示数据和初始触摸数据进行更新。
3.根据权利要求1所述的触摸显示面板,其特征在于: 所述初始显示数据、初始触摸数据、实际显示数据和实际触摸数据为电流值。
4.根据权利要求1所述的触摸显示面板,其特征在于: 所述初始显示数据、初始触摸数据、实际显示数据和实际触摸数据为电压值。
5.根据权利要求1所述的触摸显示面板,其特征在于: 所述透明电极为氧化铟锡电极。
6.根据权利要求1所述的触摸显示面板,其特征在于: 所述触摸显示面板为基于高级超维场转换技术的触摸屏。
7.一种触摸显示装置,其特征在于,包含如权利要求1-6中任一项所述的触摸显示面板。
8.一种触摸检测方法,其特征在于,包括: 在显示面板内设置接收电极和发射电极,所述接收电极和发射电极交叉绝缘设置; 在显示面板进行触摸的一侧基板上设置透明电极,所述透明电极与显示面板内的发射电极对应且相连; 存储每个灰阶范围内各触摸节点在未发生触摸时透明电极连接公共电平的显示阶段测得的初始显示数据和在未发生触摸时透明电极置于高阻态的触摸检测阶段测得的初始触摸数据; 在显示阶段,将所述透明电极连接公共电平,采集各触摸节点的实际显示数据,根据存储的与所述实际显示数据最接近的初始显示数据找到对应灰阶范围内的对应初始触摸数据; 在随后的触摸检测阶段,将所述透明电极置于高阻态,采集各触摸节点的实际触摸数据;对于所述各触摸节点,在所述实际触摸数据中除去所述对应初始触摸数据的影响,得到触摸检测阶段的实际输出值。
9.根据权利要求8所述的触摸检测方法,其特征在于,所述方法还包括: 在初始运行时,对所存储的初始显示数据和初始触摸数据进行更新。
10.根据权利要求8或9所述的触摸检测方法,其特征在于:所述透明电极为氧化铟锡电极。
【文档编号】G06F3/044GK103955323SQ201410178036
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】丁小梁, 董学, 王海生, 刘英明 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司

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