CN103309486B - 触摸显示装置及其触摸位置检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸显示装置及其触摸位置检测方法和系统，该显示装置用于显示静态图像，其每个像素阵列包括多个像素矩阵单元，每一像素矩阵单元包括呈矩阵式排列的多个像素，该方法包括：根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′进行对比，若|(Q/Q′)‑1|大于预设的门限值P，则判定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作。本发明与现有技术相比，不需要单独制作触摸板图案，节约了成本，降低了工艺复杂度。

Description

触摸显示装置及其触摸位置检测方法和系统

技术领域

本发明涉及触摸显示技术领域，尤其是涉及一种触摸显示装置及其触摸位置检测方法和系统。

背景技术

现有技术中的触摸显示装置包括触摸液晶显示装置、触摸有机发光显示装置和触摸电子纸等，其实现触摸功能的方式类似，多为在各自的显示面板上方再单独设置一个触控面板(称之为“外挂式触摸显示装置”)；该触控面板可以为电容式触控面板，也可以为电阻式触控面板。具体的，以外挂式触摸液晶显示面板(Liquid crystal disLlay，LCD)为例，即在液晶显示面板(如IPS或FFS液晶显示面板)的彩膜基板上方设置一包括触摸板图案的电容触控面板(Capacitive Touch Panel，CTP)，之后在电容触控面板上方设置表面强化玻璃(Cover Lens)。这种外挂式触摸显示面板制作完成，至少需要四到五层玻璃以及两次硬贴硬工艺，一方面增加了触摸显示面板的成本，另一方面还导致触摸显示面板厚度的增加和贴合良率的损失。

为了解决上述问题，现有技术中开发了集成触控功能的液晶显示面板(称之为“集成式触摸显示装置”)，主要分为2类，一类是在液晶显示面板的彩膜基板的外表面或阵列基板的外表面制作触摸板图案(如CN201010526037.X中所述)，以便于触控的探测，另一类是在液晶显示面板内侧制作触摸板图案。现有技术中比较成熟的结构是在彩膜基板内侧和阵列基板内侧分别增加相应的具有触控探测功能的电路结构，在增加了电路设计复杂度的情况下，还由于面板的显示驱动信号会对触控探测信号产生干扰，降低了触控探测的准确性。

上述现有技术的触摸显示装置，无论是外挂式触摸显示装置还是集成式触摸显示装置都必须单独制作触摸板图案，成本高、工艺复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有技术的触摸显示装置需要单独制作触摸板图案，成本高、工艺复杂。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种触摸显示装置的触摸位置检测方法，该显示装置用于显示静态图像，包括像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，所述像素阵列包括多个像素矩阵单元，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵式排列的多个像素，该方法包括：

根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；

将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′进行对比，若|(Q/Q′)-1|大于预设的门限值P，则判定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作。

优选的，所述触摸显示装置为液晶显示装置或有机发光显示装置或电子纸。

优选的，所述液晶显示装置为IPS型液晶显示装置或FFS型液晶显示装置。

优选的，所述预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′的获得方式为：

将要显示的静态图像的图像数据输入至所述触摸显示装置；

在没有发生触摸操作的情况下，根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量，将积分得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量作为对应的像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′。

优选的，所述预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′的获得方式为：

将要显示的静态图像的图像数据输入至所述触摸显示装置；

在没有发生触摸操作的情况下，根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量；

按照上述步骤，多次测量并积分得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量的多个测量值；

计算得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量多个测量值的平均值，将该平均值作为对应的像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′。

优选的，所述方法还包括将所有像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′存储在一存储矩阵中，所述存储矩阵中的一个数据对应一个像素矩阵单元的充电电荷总量。

优选的，所述存储矩阵的横坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的数据线的位置，纵坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的扫描线的位置，某一数据在存储矩阵中的位置与该数据对应的像素矩阵单元在显示装置上的位置一一对应。

优选的，单个像素矩阵单元的面积与触摸操作的解析度基本相同，所述触摸操作的解析度为发生触摸操作时，指点物与所述显示装置的显示屏的接触面积；单个像素矩阵单元的充电电荷总量的变化引起的性噪比的变化大于噪声引起的性噪比的变化。

优选的，每一像素矩阵单元包括呈M×N矩阵排列的多个像素，M、N均为正整数。

优选的，M＝N。

优选的，预设的门限值P的取值范围介于5％～25％之间。

本发明实施例还公开了一种触摸显示装置的触摸位置检测系统，该显示装置用于显示静态图像，包括像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，所述像素阵列包括呈矩阵排列的像素矩阵单元，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵排列的多个像素，该触摸检测系统包括：

多个电流探测器，每个电流探测器与一像素矩阵单元列的数据线对应相连，用于根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流；

多个积分器，分别与所述多个电流探测器相连，每一积分器对与之相连的电流探测器测量得到的电流进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；

存储单元，用于预先存储各像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′和预设的门限值P；

比较判断单元，用于将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸的充电电荷总量Q′进行对比，得到|(Q/Q′)-1|的数值与预设的门限值P的大小关系；

控制单元，用于当|(Q/Q′)-1|大于预设的门限值P时，确定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作，并根据扫描时刻和该像素矩阵单元对应的电流探测器或积分器与数据线的对应关系，得到该像素矩阵单元所在位置，并控制该显示装置对该触摸动作做出相应的响应。

优选的，所述存储单元包括多个存储矩阵，所述存储矩阵的横坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的数据线的位置，纵坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的扫描线的位置，某一数据在存储矩阵中的位置与该数据对应的像素矩阵单元在显示装置上的位置一一对应。

本发明实施例还公开了一种包括以上所述的触摸检测系统的触摸显示装置，该显示装置用于显示静态图像。

优选的，单个像素矩阵单元的面积与触摸操作的解析度基本相同，所述触摸操作的解析度为发生触摸操作时，指点物与所述显示装置的显示屏的接触面积；单个像素矩阵单元的充电电荷总量的变化引起的性噪比的变化大于噪声引起的性噪比的变化。

优选的，每一像素矩阵单元包括成M×N矩阵排列的多个像素，M、N均为正整数。

优选的，M＝N。

优选的，每一像素矩阵单元包括50×50个像素。

优选的，所述显示装置为液晶显示装置或有机发光显示装置或电子纸。

优选的，所述液晶显示装置为IPS型液晶显示装置或FFS型液晶显示装置。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例提供的触摸显示装置及其触摸位置检测方法和系统，由于发生触摸操作时，触摸位置处的像素矩阵单元中各个像素的电容就会发生变化，从而导致该像素矩阵单元的充电电荷总量发生变化，本发明实施例中通过检测像素矩阵单元的充电电荷总量的变化量的大小，从而可以判断对应的像素矩阵单元所在位置是否发生了触摸操作。

由于发生触摸操作时，一个像素充电电荷总量的变化量很小，很容易被噪声信号淹没，本发明实施例中将多个呈阵列式排列的像素划分为一个像素矩阵单元，提高了性噪比，使因触摸操作引起的充电电荷总量的变化量足够大，能够区别于噪声干扰，从而为触摸操作的探测提供了探测基础。

本发明实施例中的触摸显示装置中，并不需要单独制作触摸板图案，也不改变常规显示面板的整体结构，只是在外围电路中增加了多个电流探测器和积分器等简单的功能元件，即与现有的触摸显示装置相比，不需要单独制作触摸板图案，节约了成本，降低了工艺复杂度。

本发明实施例中的触摸显示装置中触摸探测过程也是与驱动过程同时进行的，即用来探测触摸操作的信号与电容的充电信号相同，并未增加新的探测信号，从而减少了驱动信号和探测信号的相互干扰，提高了性噪比，从而提高了触控探测的准确性，即与集成式触摸显示面板相比，在不额外增加面板显示区域的电路设计复杂度的情况下，减少了信号间的相互干扰，提高了触控探测的准确性，降低了触摸式显示面板的制作成本；

另外，较现有技术中的非集成触控功能的显示面板相比，降低了触摸式显示面板的厚度，提高了良率，降低了触摸式显示面板的制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1是本发明实施例提供的触摸显示装置的触摸位置检测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的指点物接触触控面板导致像素的充电电荷量变大的原理图；

图3是本发明实施例提供的预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′的获得方法的流程图；

图4是本发明另一实施例提供的预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′的获得方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的触摸显示装置的触摸位置检测系统的结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

正如背景技术所述，现有技术中非集成触控功能的触摸式显示面板厚度过大，生产成本高，且良率较低，而现有技术中的集成触控功能的触摸式显示面板一方面增加了电路设计的复杂度，另一方面由于面板的显示驱动信号会对触控探测信号产生干扰，触控探测的准确性较差。并且现有技术中无论是外挂式触摸显示装置还是集成式触摸显示装置都必须单独制作触摸板图案，增加了成本和工艺的复杂度。

基于此，本发明实施例提供了一种触摸显示装置的触摸位置检测方法，该显示装置用于显示静态的图像，包括像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，其特征在于，所述像素阵列包括多个像素矩阵单元，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵式排列的多个像素，该方法包括：

根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；

将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′进行对比，若|(Q/Q′)-1|大于预设的门限值P，则判定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作。

以上方案的理论基础为，在发生触摸操作时，触摸位置的像素矩阵单元中各个像素的电容就会发生变化，从而导致该像素矩阵单元的充电电荷总量发生变化，本发明实施例中通过检测像素矩阵单元的充电电荷总量的变化量的大小，从而可以判断对应的像素矩阵单元所在位置是否发生了触摸操作。

以上是本申请的核心思想，为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，如下实施例对本发明上述技术方案进行详细描述：

本发明实施例提供了一种触摸显示装置的触摸位置检测方法，该方法的流程图如图1所示，该触摸显示装置用于显示静态的图像，本实施例中所述的静态的图像通常为该触摸显示装置中预先设置的静态的图像(如系统的各种操作界面、虚拟键盘等)，一般存储于该触摸显示装置的存储部件中。这里的静态是指用户在观看这些图像时，图像本身的内容是不发生变化的，并不表示在显示这些图像时显示区域的各个像素的充放电状态不发生变化。事实上，该触摸显示装置显示静态图像时，扫描线仍是按照常规工作方式进行一帧帧的扫描动作的，数据线也相应的一次次的重复对像素电容的充电过程。

该触摸显示装置包括显示面板(如液晶显示面板、有机发光二极管显示面板、量子点发光显示面板、电子纸等)；该显示面板包括阵列基板，该阵列基板的表面包括一显示区域(ACTIVE AREA)和一非显示区域(UN-ACTIVEAREA)，所述非显示区域包围所述显示区域，所述显示区域内设置有像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，所述像素阵列包括多个像素矩阵单元(通常呈矩阵式排列)，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵式排列的多个像素，每个像素包括至少一个薄膜晶体管TFT(THIN FILMTRANSISTOR)和一像素电极(PIXEL ELECTRODE)，每个像素的像素电极通过该像素的薄膜晶体管与相应扫描线和数据线耦接，即该像素电极与该薄膜晶体管的漏极/源极电连接，该薄膜晶体管的栅极与相应扫描线电连接，该薄膜晶体管的源极/漏极与相应数据线电连接。本发明的像素阵列与多根扫描线和多根数据线的连接关系可以有多种方式，例如同一行像素的薄膜晶体管的栅极通过一扫描线相连，同一列像素的薄膜晶体管的源极/漏极通过一数据线相连；再例如同一行像素中位于奇数列的像素的薄膜晶体管的栅极通过一扫描线相连，同一行像素中位于偶数列的像素的薄膜晶体管的栅极通过另一扫描线相连，每相邻两列像素的薄膜晶体管的源极/漏极通过一共用的数据线相连。非显示区域内设置有与数据线相连的数据驱动芯片，以及与扫描线相连的扫描驱动芯片。该扫描驱动芯片用于向扫描线提供扫描驱动信号，以控制薄膜晶体管的开关；该数据驱动芯片用于向数据线提供数据驱动信号，当某一像素连接的薄膜晶体管打开时，为该像素的电容充电。

该方法包括以下步骤：

步骤S11：根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流；

本领域技术人员可以理解，扫描线的扫描方式为逐行地扫描，即在第一时刻，由扫描驱动芯片向第一扫描线施加高电平，其它扫描线均为低电平，此时，与第一扫描线相连的薄膜晶体管打开，数据驱动芯片通过与这些薄膜晶体管的源极/漏极相连的数据线开始为与第一扫描线对应连接的像素的电容进行充电，待与第一扫描线对应连接的像素的电容充电完成后，即到第二时刻，由扫描驱动芯片向第二扫描线施加高电平，其它扫描线均为低电平，与第二扫描线相连的薄膜晶体管打开，数据线开始为与第二扫描线对应连接的像素的电容充电，以此类推。

这里所述的分时的测量各数据线上的电流，是指按照扫描线的扫描次序，测量在该像素电容的充电时间内与各个像素矩阵单元中的各像素相连的数据线上的电流。例如扫描驱动芯片向当前扫描线施加高电平，该高电平的宽度为T，即与当前扫描线对应连接的像素均被打开，数据驱动芯片通过数据线对这些当前被打开的像素的电容进行充电(此时数据驱动芯片可同时对当前被打开的像素的电容进行充电)，其充电时间为T，那么测量在时间T内与当前被打开的像素相连的各数据线上的电流I(t)；接着按照同样的方法，向下一根扫描线施加高电平，测量在时间T内与对应被打开的像素相连的各数据线上的电流I(t)；依次逐行扫描，最终得到整个像素阵列中与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上在时间T内的电流值I(t)。

需要说明的是，像素阵列中与同一根数据线相连的像素有a个(a为正整数)，整个像素阵列扫描结束后，该数据线上的电流进行了a次测量，每次测量电流的时间为T。

需要说明的是，由于一个像素的充电电流和充电电荷量很小，其因触控动作的影响产生的充电电荷的变化量也很容易被噪声信号淹没，因此，为了提高性噪比，本发明实施例中将多个呈阵列式排列的像素划分为一个像素矩阵单元，使因触摸操作引起的充电电荷总量的变化量足够大，能够区别于噪声干扰，从而为触摸操作的探测提供了探测基础。

步骤S12：对分时测量得到的与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；

结合以上扫描线的扫描方式可知，该步骤中的对分时测量得到的与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流进行积分，是指按照扫描线的扫描次序，在各个像素的电容的充电时间内，对测量的电流进行积分，单个像素(P_ij)的电容充电的电荷量Q_ij用公式表达即为： 其中，I_ij(t)为在该像素P_ij打开的时间T内与该像素P_ij相连的数据线上的电流，像素阵列包括I个行像素和J个列像素，1≤i≤I，1≤j≤J，i、j、I、J均为整数。

步骤S13：将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′进行对比，得到|(Q/Q′)-1|的数值；

本领域技术人员可以理解，由于该显示装置中显示的图像是预先设定好的图像，也就是说，所述静态图像的图像数据(如扫描方式、各个像素的充电电流)等都是可知的，因此，可以预先根据这些已知的数据，积分得到各个像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′，其积分方式与Q的积分方式相同。

步骤S14：判断|(Q/Q′)-1|的数值是否大于预设的门限值P，如果是，进入步骤S15，否则进入步骤S16；

需要说明的是，本发明实施例的基本原理是利用指点物触控显示面板，导致像素的电容发生变化，进一步引起电容的充电电荷量发生变化，通过检测各个像素的充电电荷量的变化，即可判断是否发生了触控，并结合扫描线的扫描方式，即可确定发生触控的位置。

具体的，指点物接触触控面板可导致像素的充电电荷量变大，即Q＞Q’，也可使像素的充电电荷量变小，即Q＜Q’，前者原理如图2所示，由于指点物的触控动作，相当于在现有电容(主要包括存储电容11和液晶电容12)的基础上，并联了一个触摸电容13(Touch capacitor)，相当于增大了电容的容值，电容变大了，数据线在为像素充电完成后，该像素的充电电荷量自然就变大了；后者的原理可解释为，指点物一般由人来操作，如指点物为手指时，发生触控动作时，相当于增加了一条接地线，像素充电过程中的电荷可通过人体导入地端，从而损失了部分充电电荷，进而导致像素的充电电荷量变小。两种原因可能单独作用，也可以同时作用到充电电荷量上，本实施例中对此不作限定。

结合上述原因，本实施例中判断|(Q/Q′)-1|的大小，另外，本实施例中仅是以Q于Q’的比值为例进行说明，理论上，还可以将二者的数值相减，通过判断充电电荷总量的变化量是否大于一定值。

另外，本实施例中的门限值P的大小可以根据显示装置的实际情况以及噪声信号的强度而定，本实施例的预设的门限值P的取值范围优选为介于5％～25％之间，包括5％和25％，更优选为在10％～25％之间，如10％、15％、20％等，这里不再赘述。

步骤S15：判定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作；

步骤S16：判定对应的像素矩阵单元所在位置未发生触摸动作。

由于发生触摸操作时，触摸位置的像素矩阵单元中各个像素的电容值就会发生变化，从而导致该像素矩阵单元的充电电荷总量发生变化，本发明实施例中通过检测像素矩阵单元的充电电荷总量的变化量的大小，从而可以判断对应的像素矩阵单元所在位置是否发生了触摸操作。

其中，确定发生触摸操作的位置的方式为，通过扫描线的扫描时刻，可以确定发生触摸操作的像素矩阵单元的纵坐标，即该像素矩阵单元在数据线方向上的位置；通过该像素矩阵单元中各数据线的位置，确定该像素矩阵单元的横坐标，即该像素矩阵单元在扫描线方向上的位置，从而确定该像素矩阵单元的具体位置。

本领域技术人员可以理解，本实施例中所述触摸显示装置可以为液晶显示装置或有机发光显示装置或电子纸等，针对液晶显示装置来说，本发明实施例中优选为IPS型液晶显示装置或FFS型液晶显示装置，其原因为这两种驱动方式的液晶显示装置的电路和电极均设置的阵列基板(也称下基板)上，没有彩膜基板(即上基板)的ITO层屏蔽指点物的触摸，因此更利于对触摸动作的检测。

本发明另一实施例提供的触摸显示装置的触摸位置检测方法，其流程图如图3所示，与上一实施例不同的是，本实施例中限定了所述预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′的获得方式，具体的，该过程包括以下步骤：

步骤S21：将要显示的静态图像的图像数据输入至所述触摸显示装置；

步骤S22：在没有发生触摸操作的情况下，根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流；

步骤S23：对所述分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量；

步骤S24：将积分得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量作为对应的像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′。

本实施例中各步骤的原理和实现方式与上一实施例中类似，只是这一过程是在所述静态画面显示之前就预先进行的。

另外，在得到每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′之后，还包括：将所有像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′存储在一存储矩阵中，所述存储矩阵中的一个数据对应一个像素矩阵单元的充电电荷总量。

其中，所述存储矩阵的横坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的数据线的位置，纵坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的扫描线的位置，结合扫描线的扫描方式可知，扫描线的位置可以根据该行像素矩阵单元的扫描时刻来确定。

所述存储矩阵中的某一数据在存储矩阵中的位置与该数据对应的像素矩阵单元在整个像素阵列中的位置可以相同，也可以不同；本实施例中优选为前者，即某一数据在存储矩阵中的位置与该数据对应的像素矩阵单元在显示装置上的位置一一对应。

另外，需要说明的是，在对像素矩阵单元进行划分时，主要依据为触摸操作的解析度，以及触摸操作造成的对一个像素矩阵单元的充电电荷总量的变化引起的性噪比的变化情况。具体的，单个像素矩阵单元的面积与触摸操作的解析度基本相同，所述触摸操作的解析度为发生触摸操作时，指点物与所述显示装置的显示屏的接触面积；单个像素矩阵单元的充电电荷总量的变化引起的性噪比的变化大于噪声引起的性噪比的变化。

优选的，本实施例中每一像素矩阵单元包括呈M×N矩阵排列的多个像素，M、N均为正整数；更优选的，本实施例中的M＝N，即各像素单元均为正方形区域；若所述指点物为手指，本实施例中的一个像素矩阵单元可以包括50×50个像素区域，此种情况下，一个像素矩阵单元约为边长为5mm的正方形区域。

本发明另一实施例公开了一种触摸显示装置的触摸位置检测方法，与上一实施例不同的是，本实施例中的所述预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′的获得方式不同，该过程的流程图如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤S31：将要显示的静态图像的图像数据输入至所述触摸显示装置；

步骤S32：在没有发生触摸操作的情况下，根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流；

步骤S33：对分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量；

步骤S34：重复步骤S31-步骤S33，多次测量并积分得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量的多个测量值；

步骤S35：计算得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量多个测量值的平均值；

步骤S36：将该平均值作为对应的像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′，并将Q′的数值存储在一存储矩阵中，该存储矩阵与上一实施例中的存储矩阵相同。

本实施例中经多次测量每一像素矩阵单元的充电电荷总量，之后取得平均值，作为对应的像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′，提高了Q′的准确性。

与上述方法实施例相对于，本发明另一实施例公开了一种触摸显示装置的触摸位置检测系统，该显示装置用于显示静态图像，包括像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，所述像素阵列包括呈矩阵排列的像素矩阵单元，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵排列的多个像素，该触摸检测系统的结构图如图5所示，包括以下功能模块：

多个电流探测器，即电流探测器1-电流探测器n，每个电流探测器与一像素矩阵单元列的数据线对应相连，用于根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流；

多个积分器，即积分器1-积分器n，各个积分器分别与各电流探测器相连，每一积分器对与之相连的电流探测器测量得到的电流进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；

存储单元，用于预先存储各像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q′和预设的门限值P；

比较判断单元，用于将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸的充电电荷总量Q′进行对比，得到|(Q/Q′)-1|的数值与预设的门限值P的大小关系；

控制单元，用于当|(Q/Q′)-1|大于预设的门限值P时，确定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作，并根据扫描时刻和该像素矩阵单元对应的电流探测器或积分器与数据线的对应关系，得到该像素矩阵单元所在位置，并控制该显示装置的显示区域对该触摸动作做出相应的响应。

在实际制作中，该控制单元可与该显示装置的扫描驱动芯片相连，或者是设置于驱动控制芯片上，以获取像素矩阵单元的扫描时刻，之后通过比较判断单元或者电流探测器和积分器，获取该像素矩阵单元包括的数据线的位置，从而确定该像素矩阵单元在显示区域的位置。

本实施例中的所述存储单元包括多个存储矩阵，所述存储矩阵的横坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的数据线的位置，纵坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的扫描线的位置，某一数据在存储矩阵中的位置与该数据对应的像素矩阵单元在显示装置上的位置一一对应。

本实施例中的存储单元、比较判断单元和控制单元一样，也均可以设置在该显示装置的驱动控制芯片上，即本实施例中的检测系统完全可以设置在该显示装置的非显示区域，而对显示区域的电路结构没有任何影响。

相应的，本发明另一实施例还公开了一种包括上述触摸检测系统的触摸显示装置，该显示装置用于显示静态图像。该显示装置包括阵列基板，该阵列基板的表面具有一显示区域和一非显示区域，所述非显示区域包围所述显示区域，所述显示区域上具有多个像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，所述像素阵列包括多个像素矩阵单元，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵式排列的多个像素，每个像素包括至少一个薄膜晶体管，同一行薄膜晶体管的栅极通过一扫描线相连，同一列薄膜晶体管的源极通过一数据线相连，所述非显示区域内具有与所述数据线相连的数据驱动芯片，以及与所述扫描线相连的扫描驱动芯片，所述扫描驱动芯片用于控制薄膜晶体管的开关，所述数据驱动芯片用于当某一像素区域的薄膜晶体管打开时，为该像素区域的电容充电。

并且，单个像素矩阵单元的面积与触摸操作的解析度基本相同，所述触摸操作的解析度为发生触摸操作时，指点物与所述显示装置的显示屏的接触面积；单个像素矩阵单元的充电电荷总量的变化引起的性噪比的变化大于噪声引起的性噪比的变化。

优选的，本实施例中每一像素矩阵单元包括呈M×N矩阵排列的多个像素，M、N均为正整数，更优选的，本实施例中的M＝N，即各像素单元均为正方形区域，若所述指点物为手指，本实施例中的一个像素矩阵单元可以包括50×50个像素区域，此种情况下，一个像素矩阵单元约为边长为5mm的正方形区域。

本实施例中所述触摸显示装置可以为液晶显示装置或有机发光显示装置或电子纸等，针对液晶显示装置来说，本发明实施例中优选为IPS型液晶显示装置或FFS型液晶显示装置。

本发明实施例中的触摸显示装置中，并未改变常规显示面板的整体结构，只是在外围电路中增加了多个电流探测器和积分器等简单的功能元件，较现有的集成触控式显示装置，减少了电路结构的复杂度，而且本发明实施例的触摸探测过程也是与驱动过程同时进行的，即用来探测触摸操作的信号与电容的充电信号相同，并未增加新的探测信号，从而减少了驱动信号和探测信号的相互干扰，提高了性噪比，从而提高了触控探测的准确性，而且，较现有技术中的非集成触控功能的显示面板相比，降低了触摸式显示面板的厚度，提高了良率，降低了触摸式显示面板的制作成本。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种触摸显示装置的触摸位置检测方法，该显示装置用于显示静态图像，包括像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，其特征在于，所述像素阵列包括多个像素矩阵单元，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵式排列的多个像素，该方法包括：

根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；

将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q'进行对比，若|(Q/Q')-1|大于预设的门限值P，则判定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触摸显示装置为液晶显示装置或有机发光显示装置或电子纸。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述液晶显示装置为IPS型液晶显示装置或FFS型液晶显示装置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q'的获得方式为：

将要显示的静态图像的图像数据输入至所述触摸显示装置；

在没有发生触摸操作的情况下，根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量，将积分得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量作为对应的像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q'。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先存储的每一像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q'的获得方式为：

将要显示的静态图像的图像数据输入至所述触摸显示装置；

在没有发生触摸操作的情况下，根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流并进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量；

按照所述得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量的步骤，多次测量并积分得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量的多个测量值；

计算得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量多个测量值的平均值，将该平均值作为对应的像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q'。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所有像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q'存储在一存储矩阵中，所述存储矩阵中的一个数据对应一个像素矩阵单元的充电电荷总量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述存储矩阵的横坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的数据线的位置，纵坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的扫描线的位置，某一数据在存储矩阵中的位置与该数据对应的像素矩阵单元在显示装置上的位置一一对应。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，单个像素矩阵单元的面积与触摸操作的解析度基本相同，所述触摸操作的解析度为发生触摸操作时，指点物与所述显示装置的显示屏的接触面积；单个像素矩阵单元的充电电荷总量的变化引起的信噪比的变化大于噪声引起的信噪比的变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每一像素矩阵单元包括呈M×N矩阵排列的多个像素，M、N均为正整数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，M＝N。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设的门限值P的取值范围介于5％～25％之间。

12.一种触摸显示装置的触摸位置检测系统，该显示装置用于显示静态图像，包括像素阵列和与所述像素阵列相连的多根扫描线和多根数据线，其特征在于，所述像素阵列包括呈矩阵排列的像素矩阵单元，每一所述像素矩阵单元包括呈矩阵排列的多个像素，该触摸检测系统包括：

多个电流探测器，每个电流探测器与一像素矩阵单元列的数据线对应相连，用于根据扫描线的扫描方式，分时地测量与每一像素矩阵单元中各像素相连的数据线上的电流；

多个积分器，分别与所述多个电流探测器相连，每一积分器对与之相连的电流探测器测量得到的电流进行积分，得到每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q；

存储单元，用于预先存储各像素矩阵单元未发生触摸操作的充电电荷总量Q'和预设的门限值P；

比较判断单元，用于将分时测量得到的每一像素矩阵单元的充电电荷总量Q与预先存储的该像素矩阵单元未发生触摸的充电电荷总量Q'进行对比，得到|(Q/Q')-1|的数值与预设的门限值P的大小关系；

控制单元，用于当|(Q/Q')-1|大于预设的门限值P时，确定对应的像素矩阵单元所在位置发生了触摸动作，并根据扫描时刻和该像素矩阵单元对应的电流探测器或积分器与数据线的对应关系，得到该像素矩阵单元所在位置，并控制该显示装置对该触摸动作做出相应的响应。

13.根据权利要求12所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，其特征在于，所述存储单元包括多个存储矩阵，所述存储矩阵的横坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的数据线的位置，纵坐标对应所述显示装置中与像素矩阵单元连接的扫描线的位置，某一数据在存储矩阵中的位置与该数据对应的像素矩阵单元在显示装置上的位置一一对应。

14.根据权利要求12或13所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，所述触摸显示装置用于显示静态图像。

15.根据权利要求14所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，其特征在于，单个像素矩阵单元的面积与触摸操作的解析度基本相同，所述触摸操作的解析度为发生触摸操作时，指点物与所述显示装置的显示屏的接触面积；单个像素矩阵单元的充电电荷总量的变化引起的信噪比的变化大于噪声引起的信噪比的变化。

16.根据权利要求15所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，其特征在于，每一像素矩阵单元包括成M×N矩阵排列的多个像素，M、N均为正整数。

17.根据权利要求16所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，其特征在于，M＝N。

18.根据权利要求17所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，其特征在于，每一像素矩阵单元包括50×50个像素。

19.根据权利要求15所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，其特征在于，所述显示装置为液晶显示装置或有机发光显示装置或电子纸。

20.根据权利要求19所述的触摸显示装置的触摸位置检测系统，其特征在于，所述液晶显示装置为IPS型液晶显示装置或FFS型液晶显示装置。