CN101149654A - 一种触控式有源平板显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及触控式平板显示器，具体涉及触控式有源平板显示屏。触控式有源平板显示屏上基板玻璃上的公共电极，对触控物与作为触控探测电极的扫描电极或信号电极之间电信号的传递具有屏蔽作用，使得触控探测电极所获得的触控信号变小，给触控探测带来困难。本发明是在有源平板显示屏上基板玻璃内表面上，设置若干条相互平行的条状电极作为触控探测电极，通过检测条状电极上的触控信号发生改变，以检测到触控信号发生变化的条状电极和条状电极上触控信号的大小，定位触控物在有源平板显示屏上位置。
Description
技术领域
本发明涉及触控式平板显示器，具体涉及触控式有源平板显示屏。
背景技术
申请号为2006100948141、2006101065583、2005101244714和200610115269X等中国专利都提出了将平板显示器的显示屏的电极线既用于显示又用于触控探测，让显示屏电极不仅传递驱动信号，也感测并传递触控信号，而不再需要独立之触模屏的方法。在电容式触控方式下，使得平板显示器可感测到触控手指与显示屏电极间所形成的耦合电容和从这个电容流出的漏电流，从而确定触控位置；在电磁式触控方式下，使得平板显示器可感测到触控笔发出或反射的电磁信号，从而确定触控位置。在触控物(手指或触控笔)只是触碰，甚至只是靠近而不需要触压显示屏的情况下，平板显示器形成触控功能。
申请号为2005101244714的“数模触控式平板显示器”的专利，提出了以显示扫描电极或信号电极作为触控探测电极，让作为触控探测电极的显示扫描电极或信号电极两端均具引出线。以检测到引出端触控信号差别发生变化的触控探测电极为被触控电极，以被触控电极两个引出端触控信号的差别，定位触控物在被触控电极上的位置，从而确定触控物在显示屏上的触控位置。
申请号为200610115269X的“有源触控式平板显示器”的专利，提出了以有源触控式平板显示屏的显示扫描电极或信号电极作为触控电极，以检测到触控信号变化的触控检测电极，定位被触控电极；以检测到触控信号的大小，定位触控物在被触控电极上的位置，从而确定触控物在显示屏上的触控位置。
但对于如TFT-LCD等有源平板显示器，显示屏的一片基板玻璃上具有TFT阵列和显示象素阵列，和与TFT的栅极相连的显示扫描电极，与TFT的源极或漏极相连的显示信号电极；而显示屏的另一片基板玻璃上具有彩色滤光膜、网格状掩光黑膜层、以及公共电极；而有源平板显示屏往往是以公共电极基板作为显示屏的上基板玻璃。显示屏公共电极由透明的金属氧化物(如氧化铟和氧化锡混合物ITO)形成，公共电极被施加地电位或其他的显示驱动电位。以扫描电极或信号电极作为触控探测电极时，虽然金属氧化物公共电极的导电性并不如金属导电性，存在一定的面电阻值，但仍然对触控物与作为触控探测电极的扫描电极或信号电极之间电信号的传递具有屏蔽作用，使得感测触控的显示屏扫描电极和信号电极所获得的触控信号变小，给触控探测带来困难。
发明内容
本发明旨在提供一种利用有源平板显示屏上基板玻璃内表面上的电极构造出具有触控感测能力的有源平板显示屏，以避免显示公共电极对触控信号的屏蔽。
本发明的技术思路是：有源触控式平板显示屏由上下基板玻璃及边框粘接胶组成显示盒，在有源平板显示屏上基板玻璃内表面上设置若干条相互平行的条状电极，若干条平行条状电极组成的条状电极组，条状电极之间相互绝缘隔离。对上基板玻璃内表面上的条状电极施加触控信号，并检测这些条状电极上触控信号的变化，条状电极组承担触控探测电极的作用。当手指或触控笔等触控物靠近显示屏时，触控物与上基板玻璃内表面上的条状电极间产生耦合电容，条状电极上的触控信号部分从触控物洩漏出去，使条状电极上的触控信号发生改变，触控检测电路通过检测条状电极上触控信号的变化，以检测到触控信号发生变化的条状电极和触控信号的大小，定位触控物在有源平板显示屏上位置。
触控检测电路对条状电极上触控信号的检测，可以只从条状电极的单端检测触控信号，来定位触控物在条状电极上的位置；也可以从条状电极的两端检测触控检测触控信号，以两端触控信号的差别，来定位触控物在条状电极上的位置。
本发明的技术解决方案是：在有源平板显示屏上基板玻璃内表面上设置若干相互平行的条状电极，若干条状电极组成的条状电极组，以此组平行电极中部分电极作为触控检测电极，以此组平行电极其余的部分或全部电极作为触控激励电极。触控检测电极的单侧端头连接触控检测电路，触控激励电极连接触控激励源。当手指或触控笔等触控物靠近显示屏时，触控物与触控激励电极和触控检测电极间产生耦合电容，触控激励电极上的触控信号部分从触控物洩漏出去，触控检测电路检测到触控检测电极上触控信号的变化。以检测到触控信号变化的触控检测电极，定位被触控电极；以检测到触控信号的大小，定位触控物在被触控电极上的位置；从而确定触控物在显示屏上的触控位置。当在多条触控检测电极上检测到触控信号变化时，以触控信号变化最大的电极为触控定位点，或以这些检测到触控信号变化电极的中间位置为触控定位点。
另一种解决方案是：在有源平板显示屏上基板玻璃内表面上设置若干相互平行的条状电极，若干条状电极组成的条状电极组，以此组平行电极中部分电极作为触控检测电极，以此组平行电极其余的部分或全部电极线作为触控激励电极。触控检测电极的两侧端头均连接触控检测电路，触控激励电极连接触控激励源。当手指或触控笔等触控物靠近显示屏时，触控物与触控激励电极和触控检测电极间产生耦合电容，触控激励电极上的触控信号部分从触控物洩漏出去，触控检测电路检测到触控检测电极上触控信号的变化。以检测到触控信号变化的触控检测电极，定位被触控电极；以检测到的被触控电极两侧端头触控信号的差别，定位触控物在被触控电极上的位置；从而确定触控物在显示屏上的触控位置。当在多条触控检测电极上检测到触控信号变化时，以触控信号变化最大的电极为触控定位点，或以这些检测到触控信号变化电极的中间位置为触控定位点。
以上两种方案中，从条状电极组中选择部分电极作为触控激励电极或触控检测电极的触控驱动方法，可以是以循环扫描的方式，取平行电极组中的部分电极作为触控检测电极，以此组平行电极其余的部分或全部电极作为触控激励电极；也可以是以循环相间的方式，取平行电极组中部分电极作为触控检测电极，以相邻的部分电极作为触控激励电极，再相邻的部分电极线又作为触控检测电极，再相邻的部分电极线又作为触控激励电极，以循环相间的方式布置触控检测和激励电极。
再一种解决方案是：在有源平板显示屏上基板玻璃内表面上设置若干相互平行的条状电极，若干条状电极组成的条状电极组，以此组平行电极中部分电极既作为激励又作为检测的触控探测电极。触控探测电极的两侧端头均连接触控检测电路和触控激励源，触控激励源给触控探测电极施加触控信号，触控检测电路从触控探测电极采样触控信号。当手指或触控笔等触控物靠近显示屏时，触控物与触控探测电极间产生耦合电容，触控探测电极上的触控信号部分从触控物洩漏出去，触控检测电路检测到触控探测电极上触控信号的变化。以检测到触控信号变化的触控探测电极，定位被触控电极；以检测到的被触控电极两侧端头触控信号的差别，定位触控物在被触控电极上的位置；从而确定触控物在显示屏上的触控位置。当在多条触控探测电极上检测到触控信号变化时，以触控信号变化最大的电极为触控定位点，或以这些检测到触控信号变化电极的中间位置为触控定位点。
这样就实现了在有源平板显示屏上基板玻璃内表面上，构造出触控感测电极，使有源平板显示屏具有触控感测能力，以避免了显示公共电极对触控信号的屏蔽。
从条状电极组中选择部分电极作为触控探测电极的触控驱动方法，可以是以循环扫描的方式，让平行电极组中的部分电极连接触控检测电路和触控激励源成为触控电极；也可以是以同时的方式，让平行电极组中所有电极都连接触控检测电路和触控激励源成为触控电极。
以上三种解决方案中，在有源平板显示屏上基板玻璃内表面上设置的若干相互平行的条状电极，可以是独立与显示驱动电极的触控专用条状电极；也可以是将显示驱动公共电极分离为若干条相互平行的条状电极，显示驱动信号和触控探测信号复用条状电极组，让条状电极组既作为显示驱动公共电极，又作为触控电极，让显示屏电极既传输显示驱动信号，又感测并传输触控信号。
在上基板玻璃内表面上的条状电极组既作为显示驱动公共电极，又作为触控电极时，条状电极至少完整地覆盖一行或一列的显示象素。
有源平板显示屏上基板玻璃内表面上条状触控电极的边缘，可以是直线状；可以是折线状；也可以是曲线状。
有源平板显示屏上基板玻璃内表面上条状触控电极，可以是从上基板玻璃上的引出端直接引出；也可以是通过上下基板玻璃的导通点转移到下基板玻璃上的引出端引出。
附图说明
图1是一种上基板玻璃上设置专用条状触控电极线的触控式TFT-LCD的示意图。
图2是一种时分复用上基板玻璃上条状电极的触控式TFT-LCD的示意图。
图3是一种频分复用上基板玻璃上条状电极的触控式TFT-LCD的示意图。
具体实施方式
本发明的实施例之一如图1所示：一种上基板玻璃上设置专用条状触控电极线的触控式TFT-LCD 100。TFT-LCD显示屏100有上基板玻璃110、显示屏下基板玻璃120。显示屏100下基板玻璃120上有N条显示扫描电极线121和M条信号电极线122，显示扫描电极线121和信号电极线122通过各自的引出端连接显示驱动电路130。显示屏100上基板玻璃110上有显示公共电极111，在显示公共电极111和上基板之间设置M条专用探测触控的条状触控电极线，此M条触控电极线组成触控电极组112；显示公共电极111通过上下基板玻璃间的导通点，从下基板玻璃120上的引出端连接显示驱动电路130；触控电极组112的各条电极线各自通过上下基板玻璃间的导通点，从下基板玻璃120上的引出端连接触控电路140。显示驱动电路130通过显示扫描电极线121、信号电极线122和显示公共电极111，驱动上下基板玻璃间的液晶层显示。触控电路140检测触控电极组112上触控信号的变化，以检测到触控信号变化的触控电极线，定位被触控电极，以检测到被触控电极上触控信号的大小，定位触控物在被触控电极上的位置，由被触控电极和触控物在被触控电极上的位置确定触控物在显示屏上的位置。
本发明的实施例之二如图2所示：一种时分复用上基板玻璃上条状电极的触控式TFT-LCD 200。TFT-LCD显示屏200有上基板玻璃210、下基板玻璃220。显示屏200下基板玻璃220上有显示扫描电极线221和信号电极线222，N条显示扫描电极线221和M条信号电极线222通过各自的引出端连接显示驱动电路230。显示屏200上基板玻璃210上有各自覆盖一列显示象素的M条条状ITO电极组211，条状ITO电极组211各电极从两端分别具有引出端，两端的引出端分别通过模拟开关组261、262和263，连接显示驱动电路230和触控电路241、242。模拟开关组261与模拟开关组262和263不同时闭合连通，模拟开关组262的控制端和263的控制端连通，模拟开关组261的控制端与模拟开关组262和263的控制端保持逻辑非的关系。控制电路250通过模拟开关组261、262和263，将触控式TFT-LCD 200从时间上分割成显示状态和触控状态，在显示状态时，模拟开关组261闭合连通，模拟开关组262和263断开，条状ITO电极组211起显示公共电极的作用，显示驱动电路230通过显示扫描电极线221、信号电极线222和起显示公共电极作用的ITO电极组211，驱动上下基板玻璃间的液晶层显示；在触控状态时，模拟开关组261断开，模拟开关组262和263闭合连通，条状ITO电极组211起触控探测电极的作用，触控电路241、242检测条状ITO电极组211两端触控信号的变化，以检测到触控信号变化的ITO电极，定位被触控电极，以检测到被触控电极的两端触控信号的差别，定位触控物在被触控电极上的位置，由被触控电极和触控物在被触控电极上的位置确定触控物在显示屏上的位置。
本发明的实施例之三如图3所示：一种频分复用上基板玻璃上条状电极的触控式TFT-LCD 300。TFT-LCD显示屏300有上基板玻璃310、下基板玻璃320。显示屏300下基板玻璃320上有显示扫描电极线321和信号电极线322，N条显示扫描电极线321和M条信号电极线322通过各自的引出端连接显示驱动电路330。显示屏300上基板玻璃310上有各自覆盖一列显示象素的M条条状ITO电极组311，条状ITO电极组311各电极从两端分别具有引出端，各电极一端的引出端通过信号复合器组350分别连接显示驱动电路330和触控电路341，各电极另一端的引出端通过信号隔离器组360连接触控电路342。信号复合器组350将相对低频的显示驱动信号与相对高频的触控信号相叠加送入ITO电极组311的一端；信号隔离器组360对相对低频的显示驱动信号为高阻态，防止显示驱动信号的洩漏，同时让相对高频的触控信号从ITO电极组311的另一端流入各条ITO电极。信号复合器组350和信号隔离器组360，使条状ITO电极组311同时起显示公共电极的作用和触控探测电极的作用，让触控式TFT-LCD 300同时处于显示状态和触控状态。显示驱动电路330通过显示扫描电极线321、信号电极线322和起显示公共电极作用的ITO电极组311，驱动上下基板玻璃间的液晶层显示；触控电路341、342检测条状ITO电极组311两端触控信号的变化，以检测到触控信号变化的ITO电极，定位被触控电极，以检测到被触控电极的两端触控信号的差别，定位触控物在被触控电极上的位置，由被触控电极和触控物在被触控电极上的位置确定触控物在显示屏上的位置。
上述三个实施例并不代表所有可能的实施方案，其它的变形方案也应是本发明的保护范围。
Claims (12)
1.触控式有源平板显示屏，以TFT阵列基板为下基板玻璃，由上下基板玻璃及边框粘接胶组成显示盒，其特征在于：在有源平板显示屏的上基板玻璃的内表面上设置若干条条状电极作为触控探测电极。
2.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：条状电极单端具有引出端。
3.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：条状电极双端具有引出端。
4.根据权利要求2或3所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：上基板玻璃上的条状电极通过上下基板玻璃间的导通点从下基板玻璃上具有引出端。
5.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：上基板玻璃上条状的触控探测电极是透明金属氧化物电极。
6.根据权利要求5所述的透明金属氧化物电极，其特征在于：条状的透明金属氧化物电极通过模拟开关连接显示驱动电路和触控电路。
7.根据权利要求5所述的透明金属氧化物电极，其特征在于：条状的透明金属氧化物电极通过信号复合器连接显示驱动电路和触控电路。
8.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：以检测到触控信号变化的触控探测电极，定位被触控电极，以检测到触控信号的大小，定位触控物在被触控电极上的位置。
9.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：以检测到触控信号变化的触控探测电极，定位被触控电极，以检测到的被触控电极两侧端头触控信号的差别，定位触控物在被触控电极上的位置。
10.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：条状电极至少完整地覆盖一行或一列的显示象素。
11.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：条状触控电极之间相互绝缘隔离。
12.根据权利要求1所述的触控式有源平板显示屏，其特征在于：条状触控电极的边缘是直线状、是折线状、曲线状中至少一种。
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