CN112650416A - 光控触控集成电路及显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光控触控集成电路及显示器，光控触控集成电路包括光控触控集成电路，包括并联设置的光控检测电路以及触控检测电路；其中，光控检测电路设有一储存电容，储存电容在被激光照射时与光控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，光控检测电路的输出信号电压增高；触控检测电路在被触控时，手指与触控检测电路形成触控电容，触控电容与触控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，触控检测电路的输出信号电压增高。本发明实现了光控检测电路与触控检测电路的集成，而且可多点触控、避免了过多的面内走线，且自电容触控的感测精度高，无鬼点问题，且走线简单，易集成，读取方式易实现，同时具有光控及触控功能。

Description

光控触控集成电路及显示器

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种光控触控集成电路及显示器。

背景技术

显示面板集成触控感应性能可带来更多样、更便捷的用户体验，其中如今市场主要是投射式电容触控屏，其中分为自电容和互电容触控屏。

图1为自电容触控屏的触控技术原理示意图。图2为互电容触控屏的触控技术原理示意图。自电容的触控精度比互电容高。最常用的被动式自电容触控屏采用以下两种触控信号读取方式。

如图3所示，图3为自电容触控屏的读取方式1的结构示意图，其中分别横向、纵向读取触控信号，确定触控点的横、纵坐标。但是当有多点触控时(以图3中两点为例)，会读出两个横坐标X2、X3和两个纵坐标Y2、Y3，因而会识别出4个点，其中(X3,Y2)和(X2,Y3)为没有触控事件的鬼点；

如图4所示，图4为自电容触控屏的读取方式2的结构示意图，其中将每个触控单元的信号都单独拉线引出，这样感测精度高，不会有鬼点问题。但是，这种方法走线很多，特别是对于大尺寸的屏幕，其集成方法与信号读取的难度都十分大。

因此，尽管就自电容触控的精度高且可以湿手操作，但读取方式1中存在鬼点导致的不能多点触控。读取方式2中面内要拉众多的走线，严重制约了自电容触控技术的进一步发展和应用。

此外，触控技术存在无法远程交互的问题。通过摄像头进行动作捕捉分析可以实现远程交互，然而其识别的精准度较低，会造成响应不灵敏、误操作等严重影响用户体验的现象。通过集成感光传感器到显示面板中，以激光为操控源是一种可以实现精确远程的交互技术。其中，主要的集成策略时外挂式感光传感器面板和面内(in-cell)式感光传感显示面板。但是，集成感光传感器仅具有感光交互功能，无法实现触控功能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光控触控集成电路及显示器以解决现有技术存在触控技术存在无法远程交互的问题以及集成感光传感器仅具有感光交互功能，无法实现触控功能的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种光控触控集成电路，包括并联设置的光控检测电路以及触控检测电路；其中，所述光控检测电路设有一储存电容，所述储存电容在被激光照射时与所述光控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述光控检测电路的输出信号电压增高；所述触控检测电路在被触控时，手指与所述触控检测电路形成触控电容，所述触控电容与所述触控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述触控检测电路的输出信号电压增高。

进一步地，所述光控触控集成电路还包括信号检测电路；所述信号检测电路的输入端分别与所述光控检测电路的输出端和所述触控检测电路的输出端连接，用于检测所述光控检测电路的输出信号电压及所述触控检测电路的输出信号电压。

进一步地，所述光控检测电路包括：第一光控晶体管，所述第一光控晶体管的栅极与所述储存电容的一端连接并输入一光控栅极电源电压，所述第一光控晶体管的源极输入第一控制信号，所述第一光控晶体管的漏极与所述储存电容的另一端连接；以及第二光控晶体管，所述第二光控晶体管的栅极与所述第一光控晶体管的漏极连接，所述第二光控晶体管的源极输入第一放大信号，所述第二光控晶体管的漏极作为所述光控检测电路的输出端。

进一步地，所述光控检测电路还包括：第一复位晶体管，所述第一复位晶体管的栅极输入第一复位信号，所述第一复位晶体管的源极接地，所述第一复位晶体管的漏极连接所述第一光控晶体管的漏极。

进一步地，所述触控检测电路包括：第一触控晶体管，所述第一触控晶体管的栅极输入一触控栅极电源电压，所述第一触控晶体管的源极输入第二控制信号，所述第一触控晶体管的漏极用于与所述手指形成感应电容；以及第二触控晶体管，所述第二触控晶体管的栅极与所述第一触控晶体管的漏极连接，所述第二触控晶体管的源极输入第二放大信号，所述第二触控晶体管的漏极作为所述触控检测电路的输出端。

进一步地，所述触控检测电路还包括：第二复位晶体管，所述第二复位晶体管的栅极输入第二复位信号，所述第二复位晶体管的源极接地，所述第二复位晶体管的漏极连接所述第一触控晶体管的漏极。

进一步地，所述光控触控集成电路还包括开关控制电路；所述开关控制电路的输入端分别与所述光控检测电路的输出端和所述触控检测电路的输出端连接。

进一步地，所述开关控制电路包括：开关晶体管，所述开关晶体管的栅极输入开关信号，所述开关晶体管的源极与所述光控检测电路的输出端和所述触控检测电路的输出端连接，所述开关晶体管的漏极用于输出所述光控检测电路的输出信号电压及所述触控检测电路的输出信号电压。

进一步地，所述开关控制电路还包括：第三复位晶体管，所述第三复位晶体管的栅极输入第三复位信号，所述第三复位晶体管的源极接地，所述第三复位晶体管的漏极连接所述开关晶体管的漏极。

本发明还提供一种显示器，包括如前文所述的光控触控集成电路。

本发明的技术效果在于，提供一种光控触控集成电路及显示器，通过合理的并联设置光控检测电路以及触控检测电路；当所述光控检测电路的储存电容在被激光照射时与所述光控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述光控检测电路的输出信号电压增高；当所述触控检测电路在被触控时，手指与所述触控检测电路形成触控电容，所述触控电容与所述触控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述触控检测电路的输出信号电压增高；实现了光控检测电路与触控检测电路的集成，而且可多点触控、避免了过多的面内走线，且自电容触控的感测精度高，无鬼点问题，且走线简单，易集成，读取方式易实现，同时具有光控及触控功能。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为现有自电容触控屏的触控技术原理示意图。

图2为现有互电容触控屏的触控技术原理示意图。

图3为现有自电容触控屏的读取方式1的结构示意图。

图4为现有自电容触控屏的读取方式2的结构示意图。

图5为本发明实施例中所述光控触控集成电路的结构示意图。

图6为本发明实施例中所述光控触控集成电路的时序图。

图7为本发明实施例中所述光控触控集成电路设置在像素结构中的结构示意图。

图8为本发明实施例中所述显示器在使用激光笔或手指实现光控及触控功能的应用场景图。

附图标识如下：

光控触控集成电路100，光控检测电路10，触控检测电路20，

开关控制电路30，像素电路40，第一光控晶体管11，

第二光控晶体管12，第一复位晶体管13，第一触控晶体管21，

第二触控晶体管22，第二复位晶体管23，开关晶体管31，

第三复位晶体管32。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图5所示，本实施方式提供一种光控触控集成电路100，包括并联设置的光控检测电路10以及触控检测电路20；其中，所述光控检测电路10设有一储存电容Cst，所述储存电容Cst在被激光照射时与所述光控检测电路10上的电阻形成电阻电容延迟(RC delay)，所述光控检测电路10的输出信号电压增高；所述触控检测电路20在被触控时，手指与所述触控检测电路20形成触控电容，所述触控电容与所述触控检测电路20上的电阻形成电阻电容延迟，所述触控检测电路20的输出信号电压增高。其中所述光控检测电路10及所述触控检测电路20中均会存在阻抗，因此所述光控检测电路10及所述触控检测电路20均可等效为一个电阻。

如图5所示，本实施例中，所述光控检测电路10包括第一光控晶体管11以及第二光控晶体管12。所述第一光控晶体管11的栅极与所述储存电容Cst的一端连接并输入一光控栅极电源电压VGG_L，所述第一光控晶体管11的源极输入第一控制信号VDD_L，所述第一光控晶体管11的漏极与所述储存电容Cst的另一端连接；所述第二光控晶体管12的栅极与所述第一光控晶体管11的漏极连接，所述第二光控晶体管12的源极输入第一放大信号VDD_AMP_L，所述第二光控晶体管12的漏极作为所述光控检测电路10的输出端。

本实施例中，所述光控检测电路10还包括：第一复位晶体管13，所述第一复位晶体管13的栅极输入第一复位信号RST1，所述第一复位晶体管13的源极接地，所述第一复位晶体管13的漏极连接所述第一光控晶体管11的漏极。

可理解的是，为了简便，将所述第一光控晶体管11的漏极、所述第一复位晶体管13的漏极、所述储存电容Cst的另一端、所述第二光控晶体管12的栅的连接点记为节点P。

如图5所示，本实施例中，所述触控检测电路20包括第一触控晶体管21以及第二触控晶体管22。所述第一触控晶体管21的栅极输入一触控栅极电源电压VGG_T，所述第一触控晶体管21的源极输入第二控制信号VDD_T，所述第一触控晶体管21的漏极用于与所述手指形成感应电容Cf；所述第二触控晶体管22的栅极与所述第一触控晶体管21的漏极连接，所述第二触控晶体管22的源极输入第二放大信号VDD_AMP_T，所述第二触控晶体管22的漏极作为所述触控检测电路20的输出端。

本实施例中，所述触控检测电路20还包括：第二复位晶体管23，所述第二复位晶体管23的栅极输入第二复位信号RST2，所述第二复位晶体管23的源极接地，所述第二复位晶体管23的漏极连接所述第一触控晶体管21的漏极。

可理解的是，为了简便，将所述第一触控晶体管21的漏极、所述第二复位晶体管23的漏极、所述感应电容Cf的一端、所述第二触控晶体管22的栅的连接点记为节点Q。

如图5所示，本实施例中，所述光控触控集成电路100还包括开关控制电路30；所述开关控制电路30的输入端分别与所述光控检测电路10的输出端和所述触控检测电路20的输出端连接。

本实施例中，所述开关控制电路30包括：开关晶体管31，所述开关晶体管31的栅极输入开关信号Switch，所述开关晶体管31的源极与所述光控检测电路10的输出端和所述触控检测电路20的输出端连接，所述开关晶体管31的漏极用于输出所述光控检测电路10的输出信号电压及所述触控检测电路20的输出信号电压。

本实施例中，所述开关控制电路30还包括：第三复位晶体管32，所述第三复位晶体管32的栅极输入第三复位信号RST3，所述第三复位晶体管32的源极接地，所述第三复位晶体管32的漏极连接所述开关晶体管31的漏极。

如图5所示，本实施例中，所述光控触控集成电路100还包括信号检测电路(未图示)；所述信号检测电路的输入端分别与所述光控检测电路10的输出端和所述触控检测电路20的输出端连接，用于检测所述光控检测电路10的输出信号电压及所述触控检测电路20的输出信号电压。即所述信号检测电路40的输入端与所述开关控制电路30的输出端连接。

为了简便，在图5中，使用Readout表示所述光控检测电路10的输出信号及所述触控检测电路20的输出信号。

图6为本实施例所述光控触控集成电路100的时序图。根据图5所示电路架构和图6所示时序图，原理如下：起始时，RST1、RST2、RST3全部置高，系统复位，P点电位为低；然后开关晶体管31和RST1、RST2、RST3开始按照时序，逐行扫描。

对于光控部分，RST1、RST2、RST3置低时，第一复位晶体管13关闭后，光照改变了Sense TFT的特性，漏电增加，对于固定的Cst，充电更快，P点电位Vp从0更快接近VDD_L。如VDD_L>0，则光照下Vp更大，第二光控晶体管12的Vgs更大，更加导通，Readout电位更高。

对于触控部分，RST1、RST2、RST3置低时，第二复位晶体管23关闭后，Q点电位Vq在一帧(1frame)内从0缓慢接近VDD_T(RC delay，Cf和左侧TFT的固有电阻)，若此时VDD_T<0，由于Cf与手指接触相关，Cf越大，电路上RC越大，因此Vq更接近0，第二触控晶体管22的Vgs更大，更加导通,此时的Readout电位更高；依次类推，可以读出整面的电位变化。

在图6中的Readout电位信号波形图中，实线表示被光控或触控时的高电位信号，虚线表示未被光控或触控时的低电位信号。所述信号检测电路可以根据Readout电位变化检测出是否被光控或触控。

本发明还提供一种显示器，包括如前文所述的光控触控集成电路100。

如图7所示，所述光控触控集成电路100设置在像素结构中，与一像素电路40并联连接在一扫描线上。所述开关晶体管31的栅极连接该扫描线。

所述显示器同时具有光控及触控功能，图8展示了所述显示器在使用激光笔或手指实现光控及触控功能的应用场景图。所述显示器的驱动架构与液晶显示器(TFT-LCD)方式类似。通过所述开关晶体管31进行选行，按行输出信号。针对自电容触控，本申请可以避免图2、图4所示读取方式2中的大量走线。例如，在m行n列触控金属衬垫(Pad)下，读取方式2的走线数量需要m*n条；而本方法中，设置的走线仅为n条。

本发明的技术效果在于，提供一种光控触控集成电路及显示器，通过合理的并联设置光控检测电路以及触控检测电路；当所述光控检测电路的储存电容Cst在被激光照射时与所述光控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述光控检测电路的输出信号电压增高；当所述触控检测电路在被触控时，手指与所述触控检测电路形成触控电容，所述触控电容与所述触控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述触控检测电路的输出信号电压增高；实现了光控检测电路与触控检测电路的集成，而且可多点触控、避免了过多的面内走线，且自电容触控的感测精度高，无鬼点问题，且走线简单，易集成，读取方式易实现，同时具有光控及触控功能。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的进行了一种光控触控集成电路及显示器的详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；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申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光控触控集成电路，其特征在于，包括并联设置的光控检测电路以及触控检测电路；

其中，所述光控检测电路设有一储存电容，所述储存电容在被激光照射时与所述光控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述光控检测电路的输出信号电压增高；

所述触控检测电路在被触控时，手指与所述触控检测电路形成触控电容，所述触控电容与所述触控检测电路上的电阻形成电阻电容延迟，所述触控检测电路的输出信号电压增高。

2.如权利要求1所述的光控触控集成电路，其特征在于，还包括信号检测电路；

所述信号检测电路的输入端分别与所述光控检测电路的输出端和所述触控检测电路的输出端连接，用于检测所述光控检测电路的输出信号电压及所述触控检测电路的输出信号电压。

3.如权利要求1所述的光控触控集成电路，其特征在于，所述光控检测电路包括：

第一光控晶体管，所述第一光控晶体管的栅极与所述储存电容的一端连接并输入一光控栅极电源电压，所述第一光控晶体管的源极输入第一控制信号，所述第一光控晶体管的漏极与所述储存电容的另一端连接；以及

第二光控晶体管，所述第二光控晶体管的栅极与所述第一光控晶体管的漏极连接，所述第二光控晶体管的源极输入第一放大信号，所述第二光控晶体管的漏极作为所述光控检测电路的输出端。

4.如权利要求3所述的光控触控集成电路，其特征在于，所述光控检测电路还包括：

第一复位晶体管，所述第一复位晶体管的栅极输入第一复位信号，所述第一复位晶体管的源极接地，所述第一复位晶体管的漏极连接所述第一光控晶体管的漏极。

5.如权利要求1所述的光控触控集成电路，其特征在于，所述触控检测电路包括：

第一触控晶体管，所述第一触控晶体管的栅极输入一触控栅极电源电压，所述第一触控晶体管的源极输入第二控制信号，所述第一触控晶体管的漏极用于与所述手指形成感应电容；以及

第二触控晶体管，所述第二触控晶体管的栅极与所述第一触控晶体管的漏极连接，所述第二触控晶体管的源极输入第二放大信号，所述第二触控晶体管的漏极作为所述触控检测电路的输出端。

6.如权利要求5所述的光控触控集成电路，其特征在于，所述触控检测电路还包括：

第二复位晶体管，所述第二复位晶体管的栅极输入第二复位信号，所述第二复位晶体管的源极接地，所述第二复位晶体管的漏极连接所述第一触控晶体管的漏极。

7.如权利要求1所述的光控触控集成电路，其特征在于，还包括开关控制电路；

所述开关控制电路的输入端分别与所述光控检测电路的输出端和所述触控检测电路的输出端连接。

8.如权利要求7所述的光控触控集成电路，其特征在于，所述开关控制电路包括：

开关晶体管，所述开关晶体管的栅极输入开关信号，所述开关晶体管的源极与所述光控检测电路的输出端和所述触控检测电路的输出端连接，所述开关晶体管的漏极用于输出所述光控检测电路的输出信号电压及所述触控检测电路的输出信号电压。

9.如权利要求8所述的光控触控集成电路，其特征在于，所述开关控制电路还包括：

第三复位晶体管，所述第三复位晶体管的栅极输入第三复位信号，所述第三复位晶体管的源极接地，所述第三复位晶体管的漏极连接所述开关晶体管的漏极。

10.一种显示器，包括如权利要求1-9中任一项所述的光控触控集成电路。

Images