CN102768604A - 一种电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置，将TFT阵列基板中的至少一条栅线作为触控扫描线，将至少一条数据线设置为触控感应线；或，反之，将TFT阵列基板中的至少一条数据线作为触控扫描线，将至少一条栅线设置为触控感应线，实现触摸屏的功能。由于利用现有的TFT阵列基板中的栅线和数据线作为触控扫描线和触控感应线，相对于现有技术中的内嵌式触摸屏不需要增加额外的布线，因此，不会降低TFT阵列基板的开口率。

Description

一种电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触摸屏（Touch Screen Panel）已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照工作原理可以分为：电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式。其中，电容式触摸屏以其独特的触控原理，凭借高灵敏度、长寿命、高透光率等优点，被业内追捧为新宠。
目前，现有的电容式内嵌（in cell）触摸屏是在现有的TFT（Thin FilmTransistor，薄膜场效应晶体管）阵列基板上直接另外增加触控扫描线和触控感应线实现的，即在TFT阵列基板的表面制作两层相互异面相交的条状ITO电极，这两层ITO（Indium Tin Oxides，铟锡金属氧化物）电极分别作为触摸屏的触控扫描线和触控感应线，在两条ITO电极的异面相交处形成感应电容。其工作过程为：在对作为触控扫描线的ITO电极加载触控扫描信号时，检测触控感应线通过感应电容耦合出的电压信号，在此过程中，有人体接触触摸屏时，人体电场就会作用在感应电容上，使感应电容的电容值发生变化，进而改变触控感应线耦合出的电压信号，根据电压信号的变化，就可以确定触点位置。
开口率是指除去每一个像素的配线部、晶体管部（通常采用黑色矩阵隐藏）后的光线通过部分的面积和每一个像素整体的面积之间的比例。开口率越高，光线通过的效率越高。可以看出，上述这种电容式内嵌触摸屏，需要在现有的TFT阵列基板上增加额外的触控扫描线和触控感应线以及驱动电路，会降低TFT基板的开口率，进而影响TFT阵列基板的透光性。
并且，上述这种电容式内嵌触摸屏中增加的两层ITO电极会与TFT阵列基板中原有的数据线和栅线在垂直方向上发生交叠，因此，ITO电极在传输触控扫描信号时，会对TFT阵列基板中原有的显示驱动信号产生严重的信号干扰，有可能导致TFT阵列基板不能正常工作。
发明内容
本发明实施例提供了一种电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置，用以提高现有的电容式内嵌触摸屏的开口率。
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏，包括：具有数据线和栅线的TFT阵列基板；
将至少一条所述栅线设置为触控扫描线，将至少一条所述数据线设置为触控感应线；或，将至少一条所述数据线设置为触控扫描线，将至少一条所述栅线设置为触控感应线；其中，
所述触控扫描线用于传递触控扫描信号；
所述触控感应线用于通过感应电容，耦合所述触控扫描信号的电压信号并输出；所述感应电容形成于所述触控扫描线与所述触控感应线的异面相交处。
本发明实施例提供的一种显示装置，包括本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏。
本发明实施例提供一种基于本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏的触摸定位方法，包括：
对触摸屏中设置的触控扫描线加载触控扫描信号；
检测触控感应线通过感应电容耦合出的所述触控扫描信号的电压信号；根据检测出的所述电压信号的变化以及所述感应电容的位置，确定所述触摸屏的触点位置。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置，将TFT阵列基板中的至少一条栅线作为触控扫描线，将至少一条数据线设置为触控感应线；或，反之，将TFT阵列基板中的至少一条数据线作为触控扫描线，将至少一条栅线设置为触控感应线，实现触摸屏的功能。由于利用现有的TFT阵列基板中的栅线和数据线作为触控扫描线和触控感应线，相对于现有技术中的内嵌式触摸屏不需要增加额外的布线，因此，不会降低TFT阵列基板的开口率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏的结构分解示意图；
图3为本发明实施例提供的实例的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的实例的驱动时序图；
图5为本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏的触摸定位方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各层薄膜厚度和区域大小形状不反映阵列基板或彩膜基板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏，如图1所示，包括：具有数据线和栅线的TFT阵列基板；
将至少一条栅线设置为触控扫描线，将至少一条数据线设置为触控感应线；或，将至少一条数据线设置为触控扫描线，将至少一条栅线设置为触控感应线；其中，
触控扫描线用于传递触控扫描信号；
触控感应线用于通过感应电容，耦合触控扫描信号的电压信号并输出；该感应电容形成于触控扫描线与触控感应线的异面相交处。
较佳地，本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏，如图1所示，还可以包括：设置于TFT阵列基板上方、且与TFT阵列基板大小相同的的彩膜基板；
该彩膜基板背向TFT阵列基板的一面具有用于屏蔽电场的金属层；
该金属层的分布区域为除感应电容对应区域之外的区域，即在金属层对应感应电容的区域无图案，无图案的区域为图1中虚线框所示。
在具体实施时，该金属层的材料可以为ITO，金属层可以屏蔽外界电场的干扰，如图2的结构分解示意图所示，在金属层与形成的感应电容对应的区域无图案（即开天窗），人体电场可以通过天窗作用到感应电容上，这样，由于人体电场作用会使对应的感应电容的电容值发生变化，可以通过耦合的感应电容的电压变化来确定是否存在触点。
一般地，触摸屏的触控精度通常在毫米级，而TFT阵列基板的显示精度通常在微米级，可以看出，触控屏所需的触控扫描线和触控感应线比TFT阵列基板显示所需的驱动线（数据线和栅线）要少的多，并且，TFT阵列基板中每个TFT对应的数据线和栅线都异面相交，即两条线相互绝缘且在垂直方向上的投影相交，因此，可以将TFT阵列基板中的一部分驱动线（数据线和栅线）作为触摸屏的触控线（触控扫描线和触控感应线），并且，在数据线和栅线的异面相交处形成感应电容，以实现电容式触摸屏的功能。
较佳地，本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏中，在设定触控扫描线和触控感应线时，一般将各触控扫描线之间的间距设置为相同，各触控感应线之间的间距设置为相同。
最佳地，将各触控扫描线之间的间距与各触控感应线之间的间距设置为相同，以统一触摸屏的触控精度。
具体地，可以将TFT阵列基板中部分数据线作为触控扫描线，对应地，将与其异面相交的栅线作为触控感应线；也可以将TFT阵列基板中部分栅线作为触控扫描线，对应地，将与其异面相交的数据线作为触控感应线，在此不做限定。
在本发明实施例中为了叙述方便，以将栅线作为触控扫描线，对应的数据线作为触控感应线为例进行说明。
较佳地，本发明实施例提供的上述电容式内嵌触摸屏，还包括：与设置的触控感应线连接的触控接收器，用于接收触控感应线输出的电压信号。
在具体实施时，该触控接收器可以制作在原有的TFT阵列基板的驱动数据线的IC芯片内部，也可以单独设置。
较佳地，本发明实施例提供的上述电容式内嵌触摸屏，还包括：设置在各触控感应线与触控接收器之间的触控开关，用于在触控扫描线传递的触控扫描信号对像素放电结束后，开启触控感应线与触控接收器的连接；在触控扫描线传递的触控扫描信号对像素充电时，关闭触控感应线与触控接收器的连接。
具体地，触控开关可以设置在触控接收器的内部，也可以设置在触控感应线与触控接收器的连接处，在此不做限定。
在具体实施时，触控开关的数量应该和设置的触控感应线的数量一致，一个触控开关具体可以为一个TFT。
较佳地，本发明实施例提供的上述电容式内嵌触摸屏，还包括：与触控感应线连接的显示驱动器，以及设置在各触控感应线与显示驱动器之间的驱动开关；
该显示驱动器，用于对触控感应线加载显示驱动信号；
该驱动开关，用于在触控扫描线传递的触控扫描信号对像素放电结束后，关闭触控感应线与显示驱动器的连接；在触控扫描线传递的触控扫描信号对像素充电时，开启触控感应线与显示驱动器的连接。
具体地，驱动开关可以设置在显示驱动器的内部，也可以设置在触控感应线与显示驱动器的连接处，在此不做限定。
在具体实施时，驱动开关的数量应该和设置的触控感应线的数量一致，一个驱动开关具体可以为一个TFT。
对应地，对触控扫描线加载信号时，可以采用驱动触控和LCD显示的分时驱动方式，以消除两者之间的信号干扰。
下面以一个具体的实例来说明本发明实施例提供的上述电容式内嵌触控屏，如图3所示，将每隔两条数据线设置为触控感应线，即将第1条、第4条和第7条数据线设置为触控感应线。其中，每条触控感应线分别通过触控开关和显示开关与触控接收器和显示驱动器连接。将每隔N行的栅线设置为触控扫描线，即第2行，第N+2行的栅线为触控扫描线。其中，栅线和触控扫描线的驱动电路可以使用现有的栅线驱动电路，具体可以是GOA（Gate Driver onArray，阵列基板行驱动电路），COF（Chip on Flexible Printed Circuit，外接柔性驱动电路）和COG（Chip on Glass，外接集成电路），在此不做限定。
上述实例的驱动时序图如图4所示，首先，在第一行栅线G1加载的信号为高时，每条触控感应线对应的触控开关断开，显示开关开启，通过显示驱动器加载显示信号，即每条触控感应线对第一行的像素进行充电。
然后，在作为触控扫描线的第二行栅线G2开始扫描时，第一个脉冲为复位，其作用是对该行像素的电量进行放电，以保证该行栅线在进行触控扫描时，对应的触控感应线的电压相同，避免由于在显示画面时作为触控感应线的各数据线的电压不同而带来的问题；在放电结束后，第二行栅线G2开始进行触控扫描，此时，每条触控感应线对应的触控开关开启，显示开关断开，第二行栅线G2加载的触控扫描信号经过感应电容的耦合，通过每条触控感应线传输到触控接收器中，在此过程中如果有手指碰触，感应电容的电容值会发生变化，导致触控感应线上的电压信号不同；在第二行栅线G2加载的触控扫描信号的最后，对该行像素进行充电，此时每条触控感应线对应的触控开关断开，显示开关开启，即每条触控感应线置于显示驱动器上，这样，该行像素就不会在进行触控扫描时发生误充电，导致显示画面异常。
最后，对第三行栅线加载正常的显示驱动信号，直至到作为触控扫描线的第N+2行栅线开始扫描时，重复前述触控感应线执行的操作。
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电容式内嵌触摸屏。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于本发明实施例提供的电容式内嵌触摸屏的触摸定位方法，由于方法解决问题的原理与前述一种电容式内嵌触摸屏相似，因此该方法的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种基于本发明实施例提供的上述电容式内嵌触摸屏的触摸定位方法，如图5所示，包括以下步骤：
S501、对触摸屏中设置的触控扫描线加载触控扫描信号；
S502、检测触控感应线通过感应电容耦合出的触控扫描信号的电压信号；该感应电容形成于触控扫描线与触控感应线的异面相交处，当与感应电容对应的区域存在触控时，感应电容的电容值发生变化；
S503、根据检测出的电压信号的变化以及感应电容的位置，确定触摸屏的触点位置。
本发明实施例提供的一种电容式内嵌触摸屏、其触摸定位方法及显示装置，将TFT阵列基板中的至少一条栅线作为触控扫描线，将至少一条数据线设置为触控感应线；或，反之，将TFT阵列基板中的至少一条数据线作为触控扫描线，将至少一条栅线设置为触控感应线，实现触摸屏的功能。由于利用现有的TFT阵列基板中的栅线和数据线作为触控扫描线和触控感应线，相对于现有技术中的内嵌式触摸屏不需要增加额外的布线，因此，不会降低TFT阵列基板的开口率。
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。

Claims (11)

1.一种电容式内嵌触摸屏，其特征在于，包括：具有数据线和栅线的TFT阵列基板；
将至少一条所述栅线设置为触控扫描线，将至少一条所述数据线设置为触控感应线；或，将至少一条所述数据线设置为触控扫描线，将至少一条所述栅线设置为触控感应线；其中，
所述触控扫描线用于传递触控扫描信号；
所述触控感应线用于通过感应电容，耦合所述触控扫描信号的电压信号并输出；所述感应电容形成于所述触控扫描线与所述触控感应线的异面相交处。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，各所述触控扫描线之间的间距相同，各所述触控感应线之间的间距相同。
3.如权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，各所述触控扫描线之间的间距与各所述触控感应线之间的间距相同。
4.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，还包括：设置于所述TFT阵列基板上方、且与所述TFT阵列基板大小相同的彩膜基板；
所述彩膜基板背向所述TFT阵列基板的一面具有用于屏蔽电场的金属层；
所述金属层的分布区域为除所述感应电容对应区域之外的区域。
5.如权利要求1-4任一项所述的触摸屏，其特征在于，还包括：与所述触控感应线连接的触控接收器，用于接收所述触控感应线输出的所述电压信号。
6.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，还包括：设置在各触控感应线与所述触控接收器之间的触控开关，用于在所述触控扫描线传递的触控扫描信号对像素放电结束后，开启所述触控感应线与所述触控接收器的连接；在所述触控扫描线传递的触控扫描信号对像素充电时，关闭所述触控感应线与所述触控接收器的连接。
7.如权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，还包括：与所述触控感应线连接的显示驱动器，以及设置在各触控感应线与所述显示驱动器之间的驱动开关；
所述显示驱动器，用于对所述触控感应线加载显示驱动信号；
所述驱动开关，用于在所述触控扫描线传递的触控扫描信号对像素放电结束后，关闭所述触控感应线与所述显示驱动器的连接；在所述触控扫描线传递的触控扫描信号对像素充电时，开启所述触控感应线与所述显示驱动器的连接。
8.如权利要求7所述的触摸屏，其特征在于，所述触控开关设置于所述触控接收器的内部，或设置于所述触控感应线与所述触控接收器的连接处；
所述驱动开关设置于所述显示驱动器的内部，或设置于所述触控感应线与所述显示驱动器的连接处。
9.如权利要求7所述的触摸屏，其特征在于，所述触控开关和所述驱动开关为TFT。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电容式内嵌触摸屏。
11.一种基于如权利要求1所述的电容式内嵌触摸屏的触摸定位方法，其特征在于，包括：
对触摸屏中设置的触控扫描线加载触控扫描信号；
检测触控感应线通过感应电容耦合出的所述触控扫描信号的电压信号；根据检测出的所述电压信号的变化以及所述感应电容的位置，确定所述触摸屏的触点位置。
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