CN107389188A - 光检测结构、光检测方法、触摸屏及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光检测结构，包括检测电路和若干依次排列的接触式传感器，任意两相邻接触式传感器间皆设有感光薄膜晶体管，所述感光薄膜晶体管与该两相邻接触式传感器电连接；所述检测电路包括若干相互独立的积分器，所述积分器的数目与所述接触式传感器的数目相等；所述感光薄膜晶体管的源极、漏极分别与所述检测电路中的两积分器的同相端电连接，该两积分器的同相端选取的基准电压不同。本发明的光检测结构用于检测环境光。相应地，本发明还提供一种光检测方法，以实现对环境光的检测。此外，本发明还提供一种触摸屏及相应的显示装置，在检测环境光后通过调整以减小环境光对显示效果的不良影响。

Description

光检测结构、光检测方法、触摸屏及显示装置

技术领域

本发明涉及光检测及显示技术领域，尤其涉及一种光检测结构及方法，此外还涉及一种触摸屏及显示装置。

背景技术

触摸屏是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，其具有透明、可检测触摸并定位等特点。触摸屏赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。

在此基础上，若能将原本外置的触摸屏部件与液晶面板实现一体化，便有可能实现面板的轻量化和薄型化。因此，内嵌式触摸屏应运而生。内嵌式触摸屏通过将触摸面板功能嵌入到液晶像素中实现，具体地，该功能通过在液晶像素内嵌入触摸传感器实现。一方面，在液晶像素内嵌入触摸传感器，会导致液晶面板上可利用于显示的面积部分会减少；另一方面，由于环境光的存在，也会影响液晶面板的显示效果。因此，有必要提供一种检测内嵌式触摸屏中的环境光的结构，通过调整以减小环境光对内嵌式触摸屏的显示的不利影响。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种光检测结构，通过利用积分器检测漏电流以检测环境光的光能量的大小。

本发明的另一目的是提供一种光检测方法，基于所述光检测结构，实现对环境光的光能量的快速检测。

本发明的又一目的是提供一种触摸屏，该触摸屏包括所述光检测结构，可实现对投射到该触摸屏中的环境光的光能量的检测，从而可便于调整以减小环境光对所述触摸屏的显示效果的影响。

本发明的再一目的是提供一种显示装置，该显示装置包括所述触摸屏，具有所述触摸屏所具有的优点。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种光检测结构，包括检测电路和若干依次排列的接触式传感器，任意两相邻接触式传感器间皆设有感光薄膜晶体管，所述感光薄膜晶体管与该两相邻接触式传感器电连接；所述检测电路包括若干相互独立的积分器，所述积分器的数目与所述接触式传感器的数目相等；所述感光薄膜晶体管的源极、漏极分别与所述检测电路中的两积分器的同相端电连接，该两积分器的同相端选取的基准电压不同。

进一步地，所述光检测结构包括至少三个所述接触式传感器，所述检测电路中的积分器依次排列，任意两相邻积分器的同相端分别与同一所述感光薄膜晶体管的源、漏极电连接，并且任意两相邻积分器的同相端选取的基准电压的电压差皆相同。

优选地，各所述感光薄膜晶体管的规格皆相同。

进一步地，各所述感光薄膜晶体管的栅极接入同一驱动电源以使各所述感光薄膜晶体管具有相同的栅极电压。

较佳地，所述积分器与所述接触式传感器之间的连接线采用与电源层金属相同的材料制作。

对应地，本发明还提供一种光检测方法，其运用于上述任意一项技术方案所述的光检测结构，包括如下步骤：各所述感光薄膜晶体管受光，同时各所述感光薄膜晶体管的栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压；所述感光薄膜晶体管的源、漏极对应的两积分器的同相端选取的基准电压不同，以使得各所述感光薄膜晶体管的源、漏极两端的电压差皆相同。

进一步地，所述各所述感光薄膜晶体管受光，同时各所述感光薄膜晶体管的栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压的步骤之前，还包括如下步骤：所述检测电路中各积分器同相端的基准电压选取为参考电压，以确保所述光检测结构显示功能正常。

进一步地，所述各所述感光薄膜晶体管受光，同时各所述感光薄膜晶体管的栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压的步骤之前，还包括如下步骤：所述检测电路中各积分器同相端接入接触驱动信号，以确保所述光检测结构触摸功能正常。

相应地，本发明还提供一种触摸屏，其包括上述任意一项技术方案所述的光检测结构，所述光检测结构用于检测投射到所述触摸屏中的环境光。

对应地，本发明还提供一种显示装置，其包括上述任意一项技术方案所述的触摸屏。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

本发明的光检测结构中，通过在每两相邻的接触式传感器之间接入感光薄膜晶体管，同时在对应的检测电路中，一积分器与所述感光薄膜晶体管源极电连接，另一积分器与同一感光薄膜晶体管漏极连接，并且，两积分器的同相端选取不同的基准电压，使得所述感光薄膜晶体管源、漏极两端形成电压差，当电压差一定时，产生的电流也一定。因此，在确定由于所述感光薄膜晶体管两端的电压差而产生的电流的基础上，所述感光薄膜晶体管因响应环境光而产生的漏电流即可确定。通常，由于环境光导致的漏电流较为微弱，而积分器的输出与通过积分器的漏电流成正比，因此可通过测量积分器的输出而确定漏电流的大小，进而确定环境光的光能量。

当所述光检测结构包括至少3个接触式传感器且所述检测电路中任意两相邻积分器的同相端分别与同一所述感光薄膜晶体管的源、漏极电连接时，对应的检测电路中任意两相邻积分器的同相端选取的基准电压的电压差相同，从而使对应的所有感光薄膜晶体管的源、漏极的电压差保持一致，保证因各感光薄膜晶体管的源、漏极两端的电压差而产生的电流相等。当各感光薄膜晶体管接收的环境光能量不同时，所述感光薄膜晶体管因响应不同环境光产生的漏电流不同，因此，在因各感光薄膜晶体管的源、漏极的电压差而产生的电流相等的基础上，通过确定各感光薄膜晶体管因受光而产生的漏电流，则可确定各感光薄膜晶体管接收的环境光的光能量。另一方面，在未确定因受光而产生的漏电流的具体数值的情况下，可大致通过因受光不同而产生的漏电流幅值以比较不同环境光的能量大小。

由于不同规格的感光薄膜晶体管对光的响应最大化需要接入不同的电压，因此，优选的一种方案为，所述光检测结构中的所有感光薄膜晶体管具有相同的规格，从而可将所有感光薄膜晶体管的栅极接入同一驱动电源，使得各感光薄膜晶体管具有相同的栅极电压。由于只采用一个驱动电源，因此可避免对每个感光薄膜晶体管单独布线，方便连接，同时也便于维护和维修。

本发明的光检测方法运用于所述光检测结构，通过在所述感光薄膜晶体管栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压，换言之，接入的栅极电压能够使得该感光薄膜晶体管对光的响应最大化，故所述感光薄膜晶体管受光后，因受光产生的漏电流仅与光能量有关。进一步，同一检测电路中任意两相邻积分器的同相端接入的基准电压的电压差保持一致，由于两相邻积分器的同相端分别与对应的感光薄膜晶体管的源极、漏极电连接，因此因各感光薄膜晶体管的源漏极的电压差而产生的电流保持一致，故当各感光薄膜晶体管接收的环境光能量不同时，所述感光薄膜晶体管因响应环境光产生的漏电流不同，从而可确定环境光的光能量。

本发明的光检测方法的前置步骤中，一方面，通过将所述检测电路中各积分器的同相端的基准电压选取为参考电压，可确保所述光检测结构的显示功能正常；另一方面，通过在所述检测电路中各积分器的同相端接入接触驱动信号，可确保所述光检测结构的触摸功能正常。

本发明的触摸屏，由于运用了所述光检测结构，因此可对投射到该触摸屏中的环境光进行检测，从而便于调整以减小环境光对所述触摸屏的显示效果的影响。

本发明的显示装置运用了所述触摸屏，因此具有所述触摸屏的优点。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的光检测结构的一种典型实施例的结构示意图；

图2为本发明的光检测结构的又一结构示意图，其中示出了所述检测电路的具体结构；

图3为本发明的光检测方法的流程示意图；

图4为本发明的触摸板中设置多个所述光检测结构的一种实施例的局部示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种光检测结构100。所述光检测结构100包括检测电路30和若干接触式传感器10，需要说明的是，此处所指的“若干”可以表示为两个，也可以表示为两个以上。任意两相邻接触式传感器10通过一感光薄膜晶体管电连接，其中，一接触式传感器10与所述感光薄膜晶体管的漏极电连接，另一接触式传感器10与该感光薄膜晶体管的源极电连接。

所述检测电路30包括若干相互独立的积分器，所述积分器的数目与所述接触式传感器10的数目相等，同理，此处的“若干”可以表示为两个，也可以表示为两个以上。所述感光薄膜晶体管的源、漏极分别与所述检测电路30中的两积分器的同相端电连接，且该两积分器的同相端选取的基准电压不同。具体地，该两积分器中，一积分器与一接触式传感器10电连接，由于该接触式传感器10与所述感光薄膜晶体管的源极电连接，因此该积分器与该感光薄膜晶体管的源极电连接；而另一积分器与另一接触式传感器10电连接，由于该接触式传感器10与所述感光薄膜晶体管的漏极电连接，同理，该积分器与所述感光薄膜晶体管的漏极电连接。

上述设计中，分别与所述感光薄膜晶体管的源、漏极电连接的两积分器的同相端选取不同的基准电压，使得所述感光薄膜晶体管源、漏极两端形成电压差，当电压差一定时，产生的电流也一定。因此，在确定由于所述感光薄膜晶体管源、漏极两端的电压差而产生的电流的基础上，所述感光薄膜晶体管因响应环境光而产生的漏电流即可确定。通常，由于环境光导致的漏电流较为微弱，而积分器的输出与通过积分器的漏电流成正比，因此可通过测量积分器的输出而确定漏电流的大小，进而确定环境光的光能量。

进一步地，所述光检测结构100包括至少三个所述接触式传感器10，所述检测电路30中的所有积分器依次排列，且任意两相邻积分器的同相端分别与同一感光薄膜晶体管的源、漏极电连接，此时对应的检测电路30中任意两相邻积分器的同相端选取的基准电压的电压差皆相同。

以图1为基准，所述光检测结构100包括由上而下依次设置的四个接触式传感器10。具体地，第一个接触传感器10与第二个接触传感器10之间连接有第一感光薄膜晶体管21，第二个接触式传感器10与第三个接触式传感器10之间连接有第二感光薄膜晶体管22，第三个接触式传感器10与第四个接触式传感器10之间连接有第三感光薄膜晶体管23。所述检测电路30中，第一个积分器31与第一个接触式传感器10电连接，第二个积分器32与第二个接触式传感器10电连接，第三个积分器33与第三个接触式传感器10电连接，第四个积分器34与第四个接触式传感器10电连接。积分器31、32、33、34的同相端选取的基准电压分别为Vref1、Vref2、Vref3、Vref4，并且，Vref1与Vref2的差值、Vref2与Vref3的差值、Vref3与Vref4的差值皆相同，假设该差值为△V。

根据上述连接关系可知，第一感光薄膜晶体管21、第二感光薄膜晶体管22及第三感光薄膜晶体管23的源、漏极的电压差皆为△V。因此，可保证因各感光薄膜晶体管21、22、23的源、漏极两端的电压差而产生的电流相等。当各感光薄膜晶体管21、22、23接收的环境光能量不同时，各感光薄膜晶体管21、22、23因响应环境光产生的漏电流不同，因此，在因各感光薄膜晶体管21、22、23的源、漏极的电压差而产生的电流相等的基础上，通过确定各感光薄膜晶体管21、22、23因受光而产生的漏电流，则可确定各感光薄膜晶体管21、22、23接收的环境光的光能量。另一方面，在未确定因受光而产生的漏电流的具体数值的情况下，可大致通过因受光不同而产生的漏电流幅值以比较不同环境光的能量大小。

较佳地，所述光检测结构100中所有感光薄膜晶体管的规格皆相同。公知地，由于感光薄膜晶体管的不同会导致其对光的响应最大化的栅极电压不同，因此，选取相同规格的感光薄膜晶体管后，只需将所有感光薄膜晶体管的栅极接入同一驱动电源40，且该驱动电源40施加于各感光薄膜晶体管21、22、23上的栅极电压皆可使得所有感光薄膜晶体管对光的相应最大化，以使各感光薄膜晶体管21、22、23受光后可产生稳定的漏电流。同时，由于只采用一个驱动电源40，因此可避免对每个感光薄膜晶体管单独布线，方便连接，同时也便于维护和维修。

优选地，所述积分器与所述接触式传感器10之间的连接线皆采用与电源层金属相同的材料制作。

请参阅图3，相应地，本发明还提供一种光检测方法，该方法运用于所述光检测结构100。具体地，所述光检测方法包括如下步骤：

步骤S1：各所述感光薄膜晶体管受光，同时各所述感光薄膜晶体管的栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压。

优选地，所述光检测电路100中的所有感光薄膜晶体管的规格皆相同，因此所有感光薄膜晶体管同时接入同一驱动电源以获得相同的栅极电压。接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压后，在受光条件下，各感光薄膜晶体管能够产生稳定的漏电流，保证因受光产生的漏电流仅与光能量有关。

当然，当所述光检测结构100中的感光薄膜晶体管规格不同时，各感光薄膜晶体管接入的栅极电压不同。

步骤S2：所述感光薄膜晶体管的源、漏极对应的两积分器的同相端选取的基准电压不同，以使得各所述感光薄膜晶体管的源、漏极两端的电压差皆相同。

以所述光检测电路100中的所有感光薄膜晶体管的规格皆相同为基准，所述检测电路30中分别与同一感光薄膜晶体管的源、漏极电连接的任意两积分器的同相端接入的基准电压的电压差保持一致，因此因各感光薄膜晶体管的源、漏极的电压差而产生的漏电流保持一致，故当各感光薄膜晶体管21、22、23接收的环境光能量不同时，所述感光薄膜晶体管21、22、23因响应环境光产生的漏电流不同，从而可确定环境光的光能量。

在进行环境光检测之前，需要确保所述光检测结构100的显示功能和触摸功能保持正常。因此，在步骤S1之前，所述光检测方法还包括如下步骤：所述检测电路30中各积分器同相端的基准电压选取为参考电压，该参考电压能够确保所述光检测结构的显示功能正常；另一方面，所述检测电路30中各积分器的同相端接入接触驱动信号时，可确保所述光检测结构100的触摸功能正常。

请参阅图4，本发明还提供一种触摸屏，所述触摸屏优选为内嵌式触摸屏，所述触摸屏包括多个所述光检测结构100，优选地，多个所述光检测结构100并排设置。所述光检测结构100用于检测投射到所述触摸屏中的环境光，通过确定所述触摸屏中环境光的光能量，从而便于调整以减小环境光对所述触摸屏的显示效果的影响。

另外，本发明还提供一种显示装置。所述显示装置包括所述触摸屏。所述显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。由于所述显示装置运用了所述触摸屏，因此该显示装置具有所述触摸屏的优点，故不赘述。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光检测结构，其特征在于，包括检测电路和若干依次排列的接触式传感器，任意两相邻接触式传感器间皆设有感光薄膜晶体管，所述感光薄膜晶体管与该两相邻接触式传感器电连接；所述检测电路包括若干相互独立的积分器，所述积分器的数目与所述接触式传感器的数目相等；

所述感光薄膜晶体管的源极、漏极分别与所述检测电路中的两积分器的同相端电连接，该两积分器的同相端选取的基准电压不同。

2.根据权利要求1所述的光检测结构，其特征在于，包括至少三个所述接触式传感器，所述检测电路中的积分器依次排列，任意两相邻积分器的同相端分别与同一所述感光薄膜晶体管的源、漏极电连接，并且任意两相邻积分器的同相端选取的基准电压的电压差皆相同。

3.根据权利要求1或2所述的光检测结构，其特征在于，各所述感光薄膜晶体管的规格皆相同。

4.根据权利要求3所述的光检测结构，其特征在于，各所述感光薄膜晶体管的栅极接入同一驱动电源以使各所述感光薄膜晶体管具有相同的栅极电压。

5.根据权利要求1所述的光检测结构，其特征在于，所述积分器与所述接触式传感器之间的连接线采用与电源层金属相同的材料制作。

6.一种光检测方法，其特征在于，运用于权利要求1-5中任意一项所述的光检测结构，包括如下步骤：

各所述感光薄膜晶体管受光，同时各所述感光薄膜晶体管的栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压；

所述感光薄膜晶体管的源、漏极对应的两积分器的同相端选取的基准电压不同，以使得各所述感光薄膜晶体管的源、漏极两端的电压差皆相同。

7.根据权利要求6所述的光检测方法，其特征在于，所述各所述感光薄膜晶体管受光，同时各所述感光薄膜晶体管的栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压的步骤之前，还包括如下步骤：

所述检测电路中各积分器同相端的基准电压选取为参考电压，以确保所述光检测结构显示功能正常。

8.根据权利要求6所述的光检测方法，其特征在于，所述各所述感光薄膜晶体管受光，同时各所述感光薄膜晶体管的栅极接入能够使该感光薄膜晶体管受光后产生的漏电流变化率最大的栅极电压的步骤之前，还包括如下步骤：

所述检测电路中各积分器同相端接入接触驱动信号，以确保所述光检测结构触摸功能正常。

9.一种触摸屏，其特征在于，包括多个如权利要求1-5中任意一项所述的光检测结构，所述光检测结构用于检测投射到所述触摸屏中的环境光。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的触摸屏。