触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置与流程
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置。
背景技术：
随着显示技术的飞速发展，触摸屏(touchpanel)已经逐渐遍及人们的生活中。与仅能提供显示功能的传统显示器相比较，使用触摸屏的显示器能够使得使用者与显示控制主机之间进行信息交互，因此，触摸屏可以完全或者至少部分取代常用的输入装置，使得现有的显示器不仅能够显示还能触摸控制。常见的触摸屏分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏及电磁式触摸屏等。其中，现有的电磁式触摸屏，一般是利用特定电磁笔发射磁场，使电磁式触控屏上的电磁感应线圈产生磁场变化，产生微弱电流，从而根据产生的微弱电流计算得到触控位置，即现有的电磁式触摸屏仅能简单识别触控位置，而无法识别磁场方向。
压力感应技术是指对外部受力能够实施探测的技术，这项技术很久前就运用在工控，医疗等领域。目前，本领域技术人员正在积极研究将压力感应技术应用于手机或平板等便携式电子显示装置中以提高触控精度。然而，现有实现压力感应技术的显示装置是通过在显示装置中额外设置压力感应装置以及额外集成压感检测芯片来检测压力感应装置上的电容值的变化，以实现压感触控功能，这样使得显示装置需要额外的空间来设置压力感应装置与压感检测芯片，导致显示装置的复杂程度增加，成本提高，从而不利于压力感应技术在显示领域尤其是便携式电子显示装置中的广泛应用。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置，用以将电磁检测电路、压力感应装置以及压感检测电路集成在一个触控检测电路中，可以减小压力感应装置与压感检测电路占用显示装置中过多的空间。
因此，本发明实施例提供了一种触控检测电路，包括：电磁感应模块、电压输入模块、电压存储模块、压电感应结构、底栅型的驱动晶体管、数据处理模块；其中，所述压电感应结构位于所述驱动晶体管的有源层背离所述驱动晶体管的栅极的一侧，并且所述压电感应结构用于在压感触控阶段受压形变时，沿压力方向产生用于控制所述驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；
所述电磁感应模块与所述驱动晶体管的栅极相连，用于在电磁触控阶段感应到外界磁场时，产生与所述磁场的方向相关的电磁感应电压；
所述电压输入模块分别与扫描信号端、第一参考信号端以及所述驱动晶体管的第一极相连，用于在所述电磁触控阶段与所述压感触控阶段，在所述扫描信号端的控制下将所述第一参考信号端的信号提供给所述驱动晶体管的第一极；
所述电压存储模块分别与预充电信号端、所述驱动晶体管的栅极以及接地端相连，用于在所述电磁触控阶段与所述压感触控阶段向所述驱动晶体管的栅极提供预设电压；
所述驱动晶体管的第二极与所述数据处理模块相连，用于在所述电磁触控阶段输出与所述驱动晶体管的栅极的电压相关的电磁检测电流；在所述压感触控阶段输出与所述驱动晶体管的阈值电压相关的压感检测电流；
所述数据处理模块用于在所述电磁触控阶段根据预设电流与接收的所述电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置，在所述压感触控阶段根据所述预设电流与接收的所述压感检测电流的大小关系识别所述压力。
优选地，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述数据处理模块还用于，在所述电磁触控阶段根据所述预设电流与接收的所述电磁检测电流的大小关系判断所述磁场的方向。
优选地，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述数据处理模块包括：电流镜电路、恒流源电路、电流比较电路、微处理器；其中，
所述电流镜电路的输入端与所述驱动晶体管的第二极相连，所述电流镜电路的输出端与所述电流比较电路的第一输出端相连；所述电流镜电路用于在所述电磁触控阶段接收所述电磁检测电流，并将接收的电磁检测电流根据预设比例复制到所述电流镜电路的输出端，在所述压感触控阶段接收所述压感检测电流，并将接收的压感检测电流根据所述预设比例复制到所述电流镜电路的输出端；
所述恒流源电路的输入端与恒流控制信号端相连，所述恒流源电路的输出端与所述电流比较电路的输入端相连；所述恒流源电路用于分别在所述电磁触控阶段与所述压感触控阶段，在所述恒流控制信号端的控制下输出所述预设电流；
所述电流比较电路的第二输出端与所述微处理器相连，用于在所述电磁触控阶段根据接收的所述电磁检测电流与所述预设电流的大小关系，向所述微处理器输出第一输出信号与第二输出信号，在所述压感触控阶段根据接收的所述压感检测电流与所述预设电流的大小关系，向所述微处理器输出第三输出信号与第四输出信号；
所述微处理器用于在所述电磁触控阶段根据接收的所述第一输出信号的电平与所述第二输出信号的电平，判断电磁触控位置以及所述磁场的方向；在所述压感触控阶段根据接收的所述第三输出信号的电平与所述第四输出信号的电平，识别所述压力。
优选地，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述电压输入模块包括：第一开关晶体管；其中，
所述第一开关晶体管的栅极与所述扫描信号端相连，所述第一开关晶体管的第一极与所述第一参考信号端相连，所述第一开关晶体管的第二极与所述驱动晶体管的第一极相连。
优选地，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述电压存储模块包括：第一电容；其中，
所述第一电容的第一端与所述驱动晶体管的栅极以及所述预充电信号端相连，第二端与所述接地端相连。
优选地，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述电磁感应模块包括：磁感应片；其中，
所述磁感应片的输出端与所述驱动晶体管的栅极相连。
优选地，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，所述压电感应结构包括：层叠设置的第一电极、压电材料层以及第二电极；其中，所述压电材料层在受压力作用发生形变时，使所述第一电极与所述第二电极上分别产生等量异种电荷，且形变越大，产生的电荷越多。
相应地，本发明实施例还提供了一种内嵌式触摸屏，包括本发明实施例提供的上述任一种触控检测电路。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种内嵌式触摸屏。
相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一种触控检测电路的驱动方法，包括：电磁触控阶段与压感触控阶段；其中，
在所述电磁触控阶段，所述电磁感应模块感应到外界磁场时，产生与所述磁场的方向相关的电磁感应电压；所述电压输入模块在所述扫描信号端的控制下将所述第一参考信号端的信号提供给所述驱动晶体管的第一极；所述电压存储模块向所述驱动晶体管的栅极提供预设电压；所述驱动晶体管输出与所述驱动晶体管的栅极的电压相关的电磁检测电流；所述数据处理模块根据预设电流与接收的所述电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置；
在所述压感触控阶段，所述压电感应结构受压形变时，沿压力方向产生用于控制所述驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；所述电压输入模块在所述扫描信号端的控制下将所述第一参考信号端的信号提供给所述驱动晶体管的第一极；所述电压存储模块向所述驱动晶体管的栅极提供预设电压；所述驱动晶体管输出与所述驱动晶体管的阈值电压相关的压感检测电流；所述数据处理模块根据所述预设电流与接收的所述压感检测电流的大小关系识别所述压力。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置，包括：电磁感应模块、电压输入模块、电压存储模块、压电感应结构、底栅型的驱动晶体管、数据处理模块；其中，压电感应结构位于驱动晶体管的有源层背离驱动晶体管的栅极的一侧，并且压电感应结构用于在压感触控阶段受压形变时，沿压力方向产生用于控制驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；电磁感应模块用于在电磁触控阶段感应到外界磁场时，产生与磁场的方向相关的电磁感应电压；电压输入模块用于在电磁触控阶段与压感触控阶段，在扫描信号端的控制下将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极；电压存储模块用于在电磁触控阶段与压感触控阶段向驱动晶体管的栅极提供预设电压；驱动晶体管用于在电磁触控阶段输出与驱动晶体管的栅极的电压相关的电磁检测电流；在压感触控阶段输出与驱动晶体管的阈值电压相关的压感检测电流；数据处理模块用于在电磁触控阶段根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置，在压感触控阶段根据预设电流与接收的压感检测电流的大小关系识别压力。因此，本发明实施例提供的触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置，通过上述模块与结构的相互配合，不仅可以支持基于电磁感应原理的电磁触控功能，还可以支持基于压感技术的压感触控功能，从而可以将电磁触摸检测电路与压力感应装置以及压感检测电路集成在一个触控检测电路中，从而可以减小压力感应装置与压感检测电路占用显示装置中过多的空间。
附图说明
图1a为本发明实施例提供的触控检测电路的结构示意图之一；
图1b为本发明实施例提供的触控检测电路的结构示意图之二；
图2为本发明实施例提供的压电感应结构的结构示意图；
图3a为图1a所示的触控检测电路的具体结构示意图；
图3b为图1b所示的触控检测电路的具体结构示意图；
图4为图3a所示的触控检测电路的输入输出时序图；
图5为本发明实施例提供的驱动方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种触控检测电路，如图1a与图1b所示，包括：电磁感应模块10、电压输入模块20、电压存储模块30、压电感应结构(图1a与图1b中均未示出)、底栅型的驱动晶体管m0、数据处理模块40；其中，压电感应结构位于驱动晶体管的有源层背离驱动晶体管的栅极的一侧，并且压电感应结构用于在压感触控阶段受压形变时，沿压力方向产生用于控制驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；
电磁感应模块10与驱动晶体管m0的栅极g相连，用于在电磁触控阶段感应到外界磁场时，产生与磁场的方向相关的电磁感应电压；
电压输入模块20分别与扫描信号端scan、第一参考信号端vref1以及驱动晶体管m0的第一极s相连，用于在电磁触控阶段与压感触控阶段，在扫描信号端scan的控制下将第一参考信号端vref1的信号提供给驱动晶体管m0的第一极s；
电压存储模块30分别与预充电信号端cs、驱动晶体管m0的栅极g以及接地端gnd相连，用于在电磁触控阶段与压感触控阶段向驱动晶体管m0的栅极g提供预设电压；
驱动晶体管m0的第二极d与数据处理模块40相连，用于在电磁触控阶段输出与驱动晶体管m0的栅极g的电压相关的电磁检测电流；在压感触控阶段输出与驱动晶体管m0的阈值电压相关的压感检测电流；
数据处理模块40用于在电磁触控阶段根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置，在压感触控阶段根据预设电流与接收的压感检测电流的大小关系识别压力。
本发明实施例提供的上述触控检测电路，包括：电磁感应模块、电压输入模块、电压存储模块、压电感应结构、底栅型的驱动晶体管、数据处理模块；其中，压电感应结构位于驱动晶体管的有源层背离驱动晶体管的栅极的一侧，并且压电感应结构用于在压感触控阶段受压形变时，沿压力方向产生用于控制驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；电磁感应模块用于在电磁触控阶段感应到外界磁场时，产生与磁场的方向相关的电磁感应电压；电压输入模块用于在电磁触控阶段与压感触控阶段，在扫描信号端的控制下将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极；电压存储模块用于在电磁触控阶段与压感触控阶段向驱动晶体管的栅极提供预设电压；驱动晶体管用于在电磁触控阶段输出与驱动晶体管的栅极的电压相关的电磁检测电流；在压感触控阶段输出与驱动晶体管的阈值电压相关的压感检测电流；数据处理模块用于在电磁触控阶段根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置，在压感触控阶段根据预设电流与接收的压感检测电流的大小关系识别压力。因此该触控检测电路通过上述模块与结构的相互配合，不仅可以支持基于电磁感应原理的电磁触控功能，还可以支持基于压感技术的压感触控功能，从而可以将电磁触摸检测电路与压力感应装置以及压感检测电路集成在一个触控检测电路中，从而可以减小压力感应装置与压感检测电路占用显示装置中过多的空间。
在实际制备工艺中，驱动晶体管一般通过多次光刻工艺形成于衬底基板上。在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图2所示，底栅型的驱动晶体管的具体结构可以包括：位于衬底基板100一侧的栅极g，位于栅极g背离衬底基板100一侧的栅绝缘层gi，位于栅绝缘层gi背离衬底基板100一侧的有源层al，位于有源层al背离衬底基板100一侧且同层设置的第一极s与第二极d。以上仅是举例说明本发明实施例提供的底栅型的驱动晶体管的具体结构，在具体实施时，底栅型的驱动晶体管的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图2所示，压电感应结构200位于驱动晶体管的有源层al背离驱动晶体管的栅极g的一侧。具体地，压电感应结构200与驱动晶体管的有源层al之间一般还设置有钝化层pl。并且压电感应结构200可以在压感触控阶段受压形变时，沿压力f方向产生用于控制驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压。由于压力感应电压的作用，驱动晶体管的有源层al中的电子或空穴会发生定向移动，从而可以控制驱动晶体管的阈值电压的大小。在实际应用时，压电感应结构200可以作为一个独立的结构位于驱动晶体管的有源层al背离驱动晶体管的栅极g的一侧。当然也可以作为驱动晶体管的顶栅位于有源层al背离驱动晶体管的栅极g的一侧，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，压电感应结构在压感触控阶段受压形变时，使驱动晶体管的阈值电压变小。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图2所示，压电感应结构200具体可以包括：层叠设置的第一电极210、压电材料层220以及第二电极230；其中，压电材料层220在受压力作用发生形变时，使第一电极210与第二电极230上分别产生等量异种电荷，且形变越大，产生的电荷越多。其中，压电材料层具体可以包括：压电晶体材料、压电陶瓷材料、压电聚合物材料或复合压电材料，例如，压电聚合物材料可以为p(vdf-trfe)。当然压电材料层也可以为其它具有压电功能的压电材料，在此不作限定。并且附图中各层薄膜厚度和形状均不反映驱动晶体管与压电感应结构200在实际应用设置中的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，第一电极的材料为透明导电材料；和/或，第二电极的材料为透明导电材料。在具体实施时，透明导电材料例如可以是氧化铟锡(ito)材料、氧化铟锌(izo)材料、纳米金、纳米银、碳纳米管或石墨烯等，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图1a所示，驱动晶体管m0可以为n型晶体管，该n型晶体管的漏极作为驱动晶体管m0第一极s，源极作为驱动晶体管m0的第二极d。并且驱动晶体管m0在其栅极g与其第一极s之间的电压差vgs(m0)与其阈值电压vth(m0)之间的关系满足公式：vgs(m0)>vth(m0)时导通并处于饱和状态，根据饱和状态电流特性可知，驱动晶体管m0的第二极d流出的电流i满足公式：i＝k[vgs(m0)-vth(m0)]2；其中，k为结构参数，相同结构中此数值相对稳定，可以算作常量。或者，如图1b所示，驱动晶体管m0可以为p型晶体管，该p型晶体管的源极作为驱动晶体管m0第一极s，漏极作为驱动晶体管m0的第二极d。并且，驱动晶体管m0在其栅极g与其第一极s之间的电压差vgs(m0)与其阈值电压vth(m0)之间的关系满足公式：vgs(m0)<vth(m0)时导通并处于饱和状态，根据饱和状态电流特性可知，驱动晶体管m0的第二极d流出的电流i满足公式：i＝k[vgs(m0)-vth(m0)]2；其中，k为结构参数，相同结构中此数值相对稳定，可以算作常量。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，在驱动晶体管为n型晶体管时，第一参考信号端的信号的电压vref1与预充电信号端的电压vcs满足公式：vcs-vref1>vth(m0)。在驱动晶体管为p型晶体管时，第一参考信号端的信号的电压vref1与预充电信号端的电压vcs满足公式：vcs-vref1<vth(m0)。
一般电磁触控技术中常采用电磁笔来产生磁场，并且电磁笔可以通过其内部进行n极与s极变换来实现发射不同方向的磁场的功能。结合驱动晶体管在饱和状态时满足的电流公式，在未发生电磁触控和压感触控时，驱动晶体管的第二极流出的电流可以为i＝k[vgs(m0)-vth(m0)]2，其大小与预设电流的大小相同。在电磁触控阶段，由于电磁感应模块在感应到电磁笔产生的磁场时，会产生与该磁场的方向相关的电磁感应电压，并将该电磁感应电压提供给驱动晶体管的栅极，从而可以改变驱动晶体管的栅极电压的大小，进而可以改变驱动晶体管的第二极流出的电流的大小，改变后的驱动晶体管的第二极流出的电流即为电磁检测电流，因此可以通过数据处理模块根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置。或者，在压感触控阶段，在物体按压发生压感触控时，由于压电感应结构受压形变时，沿压力方向会产生压力感应电压，根据压电感应结构与驱动晶体管设置的具体结构，产生的压力感应电压会对驱动晶体管的有源层产生作用，从而可以控制驱动晶体管的阈值电压的大小，进而可以改变驱动晶体管的第二极流出的电流的大小，改变后的驱动晶体管的第二极流出的电流即为压感检测电流，因此可以通过数据处理模块根据预设电流与接收的压感检测电流的大小关系识别压力。
在实际应用中，电磁感应模块是设置在触摸屏中的，由于电磁笔可以通过其内部进行n极与s极变换来实现发射不同方向的磁场，在电磁笔产生背离其磁力发射端方向的磁场时，此时电磁感应模块感应到的磁场方向是垂直于触摸屏所在平面向内的；在电磁笔产生面向其磁力发射端方向的磁场时，此时电磁感应模块感应到的磁场方向是垂直于触摸屏所在平面向外的。由于磁场方向不同，电磁感应模块产生的感应电动势的方向也不同，因此，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，数据处理模块还可以用于在电磁触控阶段根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断磁场的方向。从而可以判断出磁场的方向，进而可以实现两种不同的触控命令。
下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。需要说明的是，本实施例中是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，电压输入模块20具体可以包括：第一开关晶体管m1；其中，
第一开关晶体管m1的栅极与扫描信号端scan相连，第一开关晶体管m0的第一极与第一参考信号端vref1相连，第一开关晶体管m1的第二极与驱动晶体管m0的第一极s相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a所示，第一开关晶体管m1可以为n型开关晶体管。或者，如图3b所示，第一开关晶体管m1可以为p型开关晶体管，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，第一开关晶体管在扫描信号端的控制下处于导通状态时，将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，电压存储模块30具体可以包括：第一电容c1；其中，
第一电容c1的第一端与驱动晶体管m0的栅极g以及预充电信号端cs相连，第二端与接地端gnd相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，预充电信号端可以在外部控制电路的控制下，在每帧显示开始时向第一电容的第一端输入具有预设电压的电压信号，使第一电容充入预设电压，之后使预充电信号端无任何电压信号输入，即相当于第一电容的第一端与预充电信号端断开，而仅与驱动晶体管的栅极相连，从而可以使预充电信号端向驱动晶体管的栅极输入一个预设电压或使第一电容在电磁触控阶段与压感触控阶段向驱动晶体管的栅极输入一个预设电压。当然也可以在预充电信号端与第一电容的第一端之间设置一个开关晶体管控制预充电信号端的信号的输入，在此不作限定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，电磁感应模块10具体可以包括：磁感应片p；其中，
磁感应片p的输出端与驱动晶体管m0的栅极g相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，当外界磁场方向为垂直于磁感应片向内时，磁感应片会产生与驱动晶体管的栅极电压的方向相反的感应电动势，从而使驱动晶体管的栅极电压变小，进而使驱动晶体管的第二极输出的电流变小。或者，当外界磁场方向为垂直于磁感应片向外时，磁感应片会产生与驱动晶体管的栅极电压的方向相同的感应电动势，从而使驱动晶体管的栅极电压变大，进而使驱动晶体管的第二极输出的电流变大。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，磁感应片可以为电磁线圈。在实际应用中，磁感应片的具体结构需要根据具体应用环境来设计确定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，数据处理模块40具体可以包括：电流镜电路41、恒流源电路42、电流比较电路43、微处理器44；其中，
电流镜电路41的输入端与驱动晶体管m0的第二极d相连，电流镜电路41的输出端与电流比较电路43的第一输出端相连；电流镜电路41用于在电磁触控阶段接收电磁检测电流，并将接收的电磁检测电流根据预设比例复制到电流镜电路41的输出端，在压感触控阶段接收压感检测电流，并将接收的压感检测电流根据预设比例复制到电流镜电路41的输出端；
恒流源电路42的输入端与恒流控制信号端cs相连，恒流源电路42的输出端与电流比较电路43的输入端相连；恒流源电路42用于分别在电磁触控阶段与压感触控阶段，在恒流控制信号端cs的控制下输出预设电流；
电流比较电路43的第二输出端与微处理器44相连，用于在电磁触控阶段根据接收的电磁检测电流与预设电流的大小关系，向微处理器44输出第一输出信号与第二输出信号，在压感触控阶段根据接收的压感检测电流与预设电流的大小关系，向微处理器44输出第三输出信号与第四输出信号；
微处理器44用于在电磁触控阶段根据接收的第一输出信号的电平与第二输出信号的电平，判断电磁触控位置以及磁场的方向；在压感触控阶段根据接收的第三输出信号的电平与第四输出信号的电平，识别压力。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，电流镜电路、恒流源电路、电流比较电路以及微处理器的具体结构与功能可以与现有技术相同，且为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，电流镜电路41具体可以包括：第二开关晶体管m2、第三开关晶体管m3、第四开关晶体管m4、第五开关晶体管m5、第一开关s1、第二电容c2以及比较器ao；其中，
第二开关晶体管m2的第一极与驱动晶体管m0的第二极d相连，作为电流镜电路41的输入端，第二开关晶体管m2的栅极与比较器ao的输出端相连，第二开关晶体管m2的第二极与第三开关晶体管m3的栅极及其第一极相连；
第三开关晶体管m3的第二极与接地端gnd相连；
第四开关晶体管m4的栅极与比较器ao的输出端相连，第四开关晶体管m4的第一极与电流比较电路43的第一输出端相连，作为电流镜电路41的输出端，第四开关晶体管m4的第二极与第五开关晶体管m5的第一极相连；
第五开关晶体管m5的栅极与第三开关晶体管m3的栅极相连，第五开关晶体管m5的第二极与接地端gnd相连；
比较器ao的第一输入端分别与第二开关晶体管m2的第一极以及第一开关s1的第一端相连，比较器ao的第二输入端与第二参考信号端vref2相连；
第一开关s1的第二端与第二参考信号端vref2相连；
第二电容c2的第一端与第二开关晶体管m2的第一极相连，第二电容c2的第二端与接地端gnd相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，第二开关晶体管m2、第三开关晶体管m3、第四开关晶体管m4以及第五开关晶体管m5可以为n型晶体管。当然，第二开关晶体管m2、第三开关晶体管m3、第四开关晶体管m4以及第五开关晶体管m5也可以为p型晶体管，在此不作限定。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，电流比较电路43具体可以包括：第六开关晶体管m6、第七开关晶体管m7、第八开关晶体管m8、第九开关晶体管m9、第十开关晶体管m10、第十一开关晶体管m11、第十二开关晶体管m12、第十三开关晶体管m13、第三电容c3、第四电容c4、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4、第五开关s5、第一反相器n1以及第二反相器n2；其中，
第二开关s2的第一端与电流镜电路41相连，用于接收电磁检测电流，第二开关s2的第二端分别与第三开关s3的第一端以及第三电容c3的第一端相连，第三电容的第二端与接地端gnd相连，第三开关的第二端与第二参考信号端vref2相连；
第六开关晶体管m6的栅极与第一控制信号端en1相连，第六开关晶体管m6的第一极与第三参考信号端vref3相连，第六开关晶体管m6的第二极与第七开关晶体管m7的第一极以及第九开关晶体管m9的第一极相连；
第七开关晶体管m7的栅极分别与第八开关晶体管m8的栅极以及第五开关s5的第一端相连，第七开关晶体管m7的第二极分别与第八开关晶体管m8的第一极以及第一反相器n1的输入端相连；
第五开关的第二端分别与第四开关s4的第一端以及第四电容c4的第一端相连，第四开关s4的第二端与第二参考信号端vref2相连，第四电容的第二端与接地端gnd相连；
第八开关晶体管m8的第二极与第十开关晶体管m10的第二极相连；
第九开关晶体管m9的栅极分别与第十开关晶体管m10的栅极以及第三电容c3的第一端相连，第九开关晶体管m9的第二极分别与第十开关晶体管m10的第一极以及第二反相器n2的输入端相连；
第十一开关晶体管m11的栅极分别与复位信号端reset以及第十二开关晶体管m12的栅极相连，第十一开关晶体管m11的第一极与第一反相器n1的输入端相连，第十一开关晶体管m11的第二极与接地端gnd相连；
第十二开关晶体管m12的第一极与第二反相器n2的输入端相连，第十二开关晶体管m12的第二极与接地端gnd相连；
第十三开关晶体管m13的栅极与第二控制信号端en2相连，第十三开关晶体管m13的第一极与第八开关晶体管m8的第二极相连，第十三开关晶体管m13的第二极与接地端gnd相连；
第一反相器n1的输出端与微处理器44相连，用于输出第一输出信号与第三输出信号；
第二反相器n2的输出端与微处理器44相连，用于输出第二输出信号与第四输出信号。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，电流比较电路43具体还可以包括：第十四开关晶体管m14；其中第十四开关晶体管m14的栅极与复位信号端reset相连，第十四开关晶体管m14的第一极与第十一开关晶体管m11的第二极相连，第十四开关晶体管m14的第二极与第十二开关晶体管m12的第二极相连。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，如图3a与图3b所示，第六开关晶体管m6、第七开关晶体管m7以及第九开关晶体管m9可以为p型晶体管，第八开关晶体管m8、第十开关晶体管m10、第十一开关晶体管m11、第十二开关晶体管m12、第十三开关晶体管m13以及第十四开关晶体管m14可以为n型晶体管。当然第六开关晶体管m6也可以为n型晶体管，第十一开关晶体管m11、第十二开关晶体管m12、第十三开关晶体管m13以及第十四开关晶体管m14也可以为p型晶体管，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，第一控制信号端的信号与第二控制信号端的信号相位相反。当然，在第六开关晶体管与第十三开关晶体管均为n型晶体管或均为p型晶体管时，第一控制信号端与第二控制信号端可以为同一信号端，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，第一开关、第三开关以及第四开关在同一信号的控制下导通。第二开关与第五开关在同一信号的控制下导通。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，第一参考信号端与第三参考信号端可以为同一信号端。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控检测电路中，各开关晶体管在其栅极的信号的作用下处于导通状态时，将其第一极的信号提供给其第二极。并且，各开关晶体管均可以采用相同材质的晶体管。
具体地，在具体实施时，n型晶体管在高电平作用下导通，在低电平作用下截止；p型晶体管在高电平作用下截止，在低电平作用下导通。
需要说明的是，本发明提供的上述实施例中提到的驱动晶体管与开关晶体管可以是薄膜晶体管(tft，thinfilmtransistor)，也可以是金属氧化物半导体场效应管(mos，metaloxidescmiconductor)，在此不作限定。在具体实施中，这些开关晶体管的第一极和第二极根据开关晶体管类型以及信号端的信号的不同，可以将第一极作为开关晶体管的源极或漏极，以及将第二极作为开关晶体管的漏极或源极，在此不作限定。
本发明实施例提供的触控检测电路的工作过程为：在电磁触控阶段，电磁感应模块感应到外界磁场时，产生与磁场的方向相关的电磁感应电压；电压输入模块在扫描信号端的控制下将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极；电压存储模块向驱动晶体管的栅极提供预设电压；驱动晶体管输出与驱动晶体管的栅极的电压相关的电磁检测电流；数据处理模块根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置；
在压感触控阶段，压电感应结构受压形变时，沿压力方向产生用于控制驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；电压输入模块在扫描信号端的控制下将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极；电压存储模块向驱动晶体管的栅极提供预设电压；驱动晶体管输出与驱动晶体管的阈值电压相关的压感检测电流；数据处理模块根据预设电流与接收的压感检测电流的大小关系识别压力。
下面结合电路时序图对本发明实施例提供的上述触控检测电路的工作过程作以描述；其中，以第一参考信号端vref1与第三参考信号端vref3为同一信号端为例。下述描述中以1表示高电平信号，0表示低电平信号，其中，1和0代表其逻辑电平，仅是为了更好的解释本发明实施例提供的上述触控检测电路的工作过程，而不是在具体实施时施加在各开关晶体管的栅极上的具体电平。
以图3a所示的触控检测电路的结构为例，对应的输入输出时序图如图4所示，具体地，选取图4中的电磁触控阶段t1中的t11、t12以及t13三个阶段，以及压感触控阶段t2中的t21、t22以及t23三个阶段；其中，sm1信号用于控制第一开关s1、第三开关s3以及第四开关s4；sm2信号用于控制第二开关s2与第五开关s5。
在电磁触控阶段t1中的t11阶段，scan＝0，cm＝0，sm1＝1，sm2＝0，reset＝1，en1＝1，en2＝0，此时预充电信号端cs为具有预设电压v0的电压信号。
由于scan＝0，因此第一开关晶体管m1截止。由于预充电信号端cs为具有预设电压v0的电压信号，因此第一电容c1的第一端与驱动晶体管的栅极g均被充入预设电压v0。由于sm2＝0，因此第二开关s2与第五开关s5断开。由于sm1＝1，因此第一开关s1、第三开关s3以及第四开关s4均闭合，第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4均充入第二参考信号端vref2的电压vref2，从而对第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4中的电压进行复位，以及使第三电容c3的电压vc3与第四电容c4的电压vc4相等。由于en1＝1，因此第六开关晶体管m6截止。由于en2＝0，因此第十三开关晶体管m13截止。由于reset＝1，因此第十一开关晶体管m11、第十二开关晶体管m12以及第十四开关晶体管m14均导通，分别将接地端gnd的低电平信号提供给第一反相器n1与第二反相器n2的输入端，从而使第一反相器n1的输出端输出高电平的第一输出信号vout1，使第二反相器n2的输出端输出高电平的第二输出信号vout2。
在t12阶段，scan＝1，cm＝1，sm1＝0，sm2＝1，reset＝1，en1＝1，en2＝0，此时预充电信号端cs无信号。
由于sm2＝1，因此第二开关s2与第五开关s5均闭合。由于sm1＝0，因此第一开关s1、第三开关s3以及第四开关s4均断开。由于scan＝1，因此第一开关晶体管m1导通并将第一参考信号端vref1的信号提供给驱动晶体管m0的第一极s，驱动晶体管m0的第一极s的电压为vref1，第一电容c1向驱动晶体管m0的栅极g提供预设电压v0，使驱动晶体管m0导通并向电流镜电路41输出电流i0，其中，i0＝k[vgs(m0)-vth(m0)]2＝k[v0-vref1-vth(m0)]2，电流镜电路41的输出端输出与i0大小相同且方向相反的电流i0’，即电流比较电路43向电流镜电路41流出电流i0’。由于cm＝1，因此恒流源电路42向电流比较电路43输入预设电流iref，此时第三电容c3的电压
在t3阶段，scan＝1，cm＝1，sm1＝0，sm2＝1，reset＝0，en1＝0，en2＝1，此时预充电信号端cs无信号。
由于sm2＝1，因此第二开关s2与第五开关s5均闭合。由于sm1＝0，因此第一开关s1、第三开关s3以及第四开关s4均断开。由于en1＝0，因此第六开关晶体管m6导通，并将第三参考信号端vref3分别与第七开关晶体管m7以及第九开关晶体管m9导通。由于en2＝1，因此第十三开关晶体管m13导通，并将接地端gnd与第八开关晶体管m8以及第十开关晶体管m10导通。由于reset＝0，因此第十一开关晶体管m11、第十二开关晶体管m12以及第十四开关晶体管m14均截止。由于scan＝1，因此第一开关晶体管m1导通并将第一参考信号端vref1的信号提供给驱动晶体管m0的第一极s，驱动晶体管m0的第一极s的电压为vref1，第一电容c1向驱动晶体管m0的栅极g提供预设电压v0，磁感应片p感应到的外界磁场的方向是垂直于磁感应片p向外，磁感应片p产生与驱动晶体管m0的栅极电压方向相同的感应电动势ve，并将产生的感应电动势ve提供给驱动晶体管m0的栅极g，使驱动晶体管m0的栅极电压为v0+ve。驱动晶体管m0导通并且向电流镜电路41的输入端输出电流i1＝k[vgs(m0)-vth(m0)]2＝k[v0+ve-vref1-vth(m0)]2，电流镜电路41的输出端输出与i1相同大小且方向相反的电流i1’，即电流比较电路43向电流镜电路41流出电流i1’。由于cm＝1，因此恒流源电路42向电流比较电路43输入预设电流iref，此时第三电容c3的电压
当然，在电磁触控阶段t1中的t13阶段，磁感应片p感应到的外界磁场的方向是垂直于磁感应片p向内，磁感应片p产生与驱动晶体管m0的栅极电压方向相反的感应电动势ve’，并将产生的感应电动势ve’提供给驱动晶体管m0的栅极g，驱动晶体管m0的栅极电压为v0-ve’。驱动晶体管m0向电流镜电路41输出电流i3，其中，i3＝k[vgs(m0)-vth(m0)]2＝k[v0-ve'-vref1-vth(m0)]2，电流镜电路41的输出端输出与i3相同大小且方向相反的电流i3’，即电流比较电路43向电流镜电路41流出电流i3’。由于cm＝1，因此恒流源电路42向电流比较电路43输入预设电流iref，此时第三电容c3的电压
因此，微处理器44在电磁触控阶段，在第一输出信号vout1为低电平且第二输出信号vout2为高电平时，可以判断出磁场方向为垂直于磁感应片向外；在第一输出信号vout1为高电平且第二输出信号vout2为低电平时，可以判断出磁场方向为垂直于磁感应片向内，从而判断出磁场的方向，进而可以实现两种触控指令。
在压感触控阶段t2中的t21阶段，由于scan＝0，cm＝0，sm1＝1，sm2＝0，reset＝1，en1＝1，en2＝0，此时预充电信号端cs为具有预设电压v0的电压信号。因此本阶段的工作过程与电磁触控阶段t1中的t11阶段基本相同，在此不作详述。
在t22阶段，由于scan＝1，cm＝1，sm1＝0，sm2＝1，reset＝1，en1＝1，en2＝0，此时预充电信号端cs无信号。因此本阶段的工作过程与电磁触控阶段t1中的t12阶段基本相同，在此不作详述。
在t23阶段，scan＝1，cm＝1，sm1＝0，sm2＝1，reset＝0，en1＝0，en2＝1，此时预充电信号端cs无信号。
由于sm2＝1，因此第二开关s2与第五开关s5均闭合。由于sm1＝0，因此第一开关s1、第三开关s3以及第四开关s4均断开。由于en1＝0，因此第六开关晶体管m6导通，并将第三参考信号端vref3分别与第七开关晶体管m7以及第九开关晶体管m9导通。由于en2＝1，因此第十三开关晶体管m13导通，并将接地端gnd与第八开关晶体管m8以及第十开关晶体管m10导通。由于reset＝0，因此第十一开关晶体管m11、第十二开关晶体管m12以及第十四开关晶体管m14均截止。由于scan＝1，因此第一开关晶体管m1导通并将第一参考信号端vref1的信号提供给驱动晶体管m0的第一极s，驱动晶体管m0的第一极s的电压为vref1，第一电容c1向驱动晶体管m0的栅极g提供预设电压v0，在压电感应结构受到压力作用时发生形变，从而使驱动晶体管m0的阈值电压vth(m0)变小为vth’(m0)。因此驱动晶体管m0向电流镜电路41的输入端输出电流i2＝k[vgs(m0)-vth'(m0)]2＝k[v0-vref1-vth'(m0)]2，电流镜电路41的输出端输出与i2大小相同且方向相反的电流i2’，即电流比较电路43向电流镜电路41流出电流i2’。由于cm＝1，因此恒流源电路42向电流比较电路43输入预设电流iref，此时第三电容c3的电压
因此，微处理器44在压感触控阶段，在第三输出信号vout3为低电平且第四输出信号vout4为高电平时，可以识别到压力，从而实现压感触控功能。
本发明实施例提供的上述触控检测电路不仅可以支持基于电磁感应原理的电磁触控功能，还可以支持基于压感技术的压感触控功能，从而可以将电磁触摸检测电路与压力感应装置以及压感检测电路集成在一个触控检测电路中，从而可以减小压力感应装置与压感检测电路占用显示装置中过多的空间。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一种触控检测电路的驱动方法，如图5所示，包括：电磁触控阶段与压感触控阶段；其中，
s501、在电磁触控阶段，电磁感应模块感应到外界磁场时，产生与磁场的方向相关的电磁感应电压；电压输入模块在扫描信号端的控制下将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极；电压存储模块向驱动晶体管的栅极提供预设电压；驱动晶体管输出与驱动晶体管的栅极的电压相关的电磁检测电流；数据处理模块根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置；
s502、在压感触控阶段，压电感应结构受压形变时，沿压力方向产生用于控制驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；电压输入模块在扫描信号端的控制下将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极；电压存储模块向驱动晶体管的栅极提供预设电压；驱动晶体管输出与驱动晶体管的阈值电压相关的压感检测电流；数据处理模块根据预设电流与接收的压感检测电流的大小关系识别压力。
本发明实施例提供的上述驱动方法，不仅可以支持基于电磁感应原理的电磁触控功能，还可以支持基于压感技术的压感触控功能，从而可以将电磁触摸检测电路与压力感应装置以及压感检测电路集成在一个触控检测电路中，从而可以减小压力感应装置与压感检测电路占用显示装置中过多的空间。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种内嵌式触摸屏，包括本发明实施例提供的上述任一种触控检测电路。该内嵌式触摸屏解决问题的原理与前述触控检测电路相似，因此该内嵌式触摸屏的实施可以参见前述触控检测电路的实施，重复之处在此不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏。该显示装置可以为：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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述触控检测电路的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置，包括：电磁感应模块、电压输入模块、电压存储模块、压电感应结构、底栅型的驱动晶体管、数据处理模块；其中，压电感应结构位于驱动晶体管的有源层背离驱动晶体管的栅极的一侧，并且压电感应结构用于在压感触控阶段受压形变时，沿压力方向产生用于控制驱动晶体管的阈值电压大小的压力感应电压；电磁感应模块用于在电磁触控阶段感应到外界磁场时，产生与磁场的方向相关的电磁感应电压；电压输入模块用于在电磁触控阶段与压感触控阶段，在扫描信号端的控制下将第一参考信号端的信号提供给驱动晶体管的第一极；电压存储模块用于在电磁触控阶段与压感触控阶段向驱动晶体管的栅极提供预设电压；驱动晶体管用于在电磁触控阶段输出与驱动晶体管的栅极的电压相关的电磁检测电流；在压感触控阶段输出与驱动晶体管的阈值电压相关的压感检测电流；数据处理模块用于在电磁触控阶段根据预设电流与接收的电磁检测电流的大小关系判断电磁触控位置，在压感触控阶段根据预设电流与接收的压感检测电流的大小关系识别压力。因此,本发明实施例提供的触控检测电路、其驱动方法、内嵌式触摸屏及显示装置，通过上述模块与结构的相互配合，不仅可以支持基于电磁感应原理的电磁触控功能，还可以支持基于压感技术的压感触控功能，从而可以将电磁触摸检测电路与压力感应装置以及压感检测电路集成在一个触控检测电路中，从而可以减小压力感应装置与压感检测电路占用显示装置中过多的空间。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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