[发明专利]触控检测方法、触控检测装置和触摸液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种触控检测方法、触控检测装置和触摸液晶显示装置。

背景技术

电荷转移(charge transfer)技术是一类经常使用的触控检测技术。这是一种电容检测的方法，它具有很多表现形式。从根本上讲，可以认为电荷转移技术是向待测电容完全充电或放电后，通过直接或间接的手段测量从待测电容流入或流出的电荷量，来测量待测电容的电容值的一种方法。

图1是电荷转移的基本表现形式。参照图1，首先闭合开关1，断开开关2，让直流电源3向待测电容Cx充电。待完全充电后，闭合开关2，断开开关1，此时待测电容Cx经过开关2对地放电。因为C＝Q/U，所以通过测量完全充电的电荷Q或完全放电的电荷Q’就可以得到待测电容Cx的电容值。

我们知道，在完全充放电时，流入流出待测电容的总电荷数同路径上的电阻和电感无关，因此采用电荷转移技术就可以很大程度上忽略检测线电阻和电感的影响。

在实际应用中，往往不是直接检测待测电容的充放电电荷，而是通过间接的方法。例如在图1的基础上，在放电端增加一个电容4(如图2所示)，这样通过测量电容4两端的电压，也可以间接得到待测电容Cx的电容值。

在投射电容触摸屏领域，目前有两种触控位置检测的手段：自电容检测和互电容检测。本发明是基于互电容结构电荷转移技术的，因此下面阐述一下互电容检测的结构和原理。

基于互电容检测的触摸屏的结构如图3所示，其结构包括一层玻璃基板5、驱动氧化锡铟(ITO)电极层6、介电层7、感应ITO电极层8和保护层9。其中，驱动ITO电极层6和感应ITO电极层8的图形一般为钻石型图案，如图4所示，这两层的钻石型电极互相垂直。驱动ITO电极层6刻蚀成多条驱动线10a，10b...10h，感应ITO电极层8刻蚀成多条感应线11a，11b...11i。工作时，在驱动线10上依次施加交流驱动电压12，其余驱动线10接地13；而感应线11通过选通开关14连接到电荷检测电路15，通过电荷检测电路15可检测感应线11上的触控信号。

现举例说明这一检测过程。首先在驱动线10a上施加驱动电压12，其它驱动线10b，10c...10h接地13，此时选通开关14将感应线11a与电荷检测电路15相连，这时检测的是驱动线10a和感应线11a，只有手指触摸在这两条线的交点处，才会有触控信号(将在后面阐述)。然后，选通开关14再依次将11b，11c...11h与电荷检测电路15相连，此时检测驱动线10a同感应线11b，11c...11h交点处的信号。这一过程结束后，将驱动线10b连接驱动电压12，10a，10c...10h接地13，选通开关14再依次将11a，11b...11h与电荷检测电路15相连。依次扫描驱动线10b，10c...10h完成扫描过程，这样就将所有驱动线10与所有感应线11的所有交点处扫描到了。

每一条驱动线10和感应线11的交点处的等效电路如图5所示，驱动线10和感应线11由于耦合产生了互电容16。当手指17触摸到这一驱动线10和感应线11的交点处时，由于手指17的存在，会改变这一区域的电场分布，从而改变了互电容16的电容值。通过检测这个互电容16的电容值的改变，就可以检测出是否有手指的触摸。

对于电荷转移技术的互电容检测，基本的检测方法如图5所示。在驱动线10端增加一个阶跃信号12，向待测电容(互电容)16充电，同时感应线11端的检测电容18(是电荷检测电路15的重要组成部分)也被充电。当待测电容(互电容)16由于手指的作用发生改变时，充向检测电容18的电荷也会发生改变，从而改变了检测电容18两端的电压，通过读取检测电容18两端的电压，就可以判断待测电容(互电容)16有没有变化。在实际应用中，为了让检测电容18被多次充放电以增加检测精确度，往往在检测端增加重置(reset)开关等结构，一种可行的实施方法如美国专利US6452514所述，在此不再赘述。

目前，带有触摸屏功能的液晶显示器通常是将触摸屏与显示屏分开制造然后通过组装的方式制作在一起，这样势必增加显示屏厚度，并且由于增加了若干层透明玻璃或薄膜，显示透光率以及对比度也会明显下降；另外这种做法成本也较高。