CN103257770A - 一种电容式触摸阵列基板、触摸显示屏及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电容式触摸阵列基板、触摸显示屏及其驱动方法，涉及显示领域，改善公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常。本发明所述的电容式触摸阵列基板包括阵列基板，所述阵列基板包括公共电极，所述公共电极包括第一部分和第二部分，所述第一部分与公共电压驱动电路相连，所述第二部分包括多条触摸驱动电极，所述公共电极的第一部分通过开关管与所述触摸驱动电极相连。

Description

一种电容式触摸阵列基板、触摸显示屏及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种电容式触摸阵列基板、触摸显示屏及其驱动方法。
背景技术
触摸显示屏发展迅速，当前主流产品都采用了外置触摸屏(Add on)的结构设计，但传统Add on触摸屏，整体机构厚重，成本较高，随着消费者对显示器的薄化需求，嵌入式(In Cell)液晶屏成为触摸显示领域中一个重要发展的方向。
但由于嵌入式方案需要在液晶盒内增加电极，或多或少会对显示效果有影响。一种现有的In Cell触摸显示屏的结构中，驱动电极及感应电极都设计在液晶盒的内部，其中感应电极制作在对盒基板的内侧，且位于黑矩阵的对应位置上，驱动电极采用公共电极分割出的一部分，即在显示屏显示区域(AA area)，公共电极一分为二，一部分与现有公共电极完全相同，与公共电压驱动电路相连，另一部分的公共电极采用分时驱动，在显示阶段加公共电压，起公共电极作用，在触摸阶段加触摸驱动电压(方波、正弦波等)，起触摸驱动电极作用。这种嵌入式结构虽然能实现触摸显示功能，但实际上发明人发现：由于现在触摸显示屏的显示驱动电路和触摸驱动电路是相互独立的，往往显示驱动电路与触摸驱动电路间的差异或者显示驱动电路和触摸驱动电路本身的升压差异，无法保证显示阶段两部分公共电极的电位一致(即来自显示驱动电路的公共电压和来自触摸驱动电路的公共电压完全相等)，而若二者电位不一致，驱动液晶的电场则存在差异，从而影响触摸显示屏的透过率，宏观上导致显示不均。
发明内容
本发明提供一种电容式触摸阵列基板、触摸显示屏及其驱动方法，可提高透过率，改善公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明提供一种电容式触摸阵列基板，所述阵列基板包括公共电极，所述公共电极包括独立的第一部分和第二部分，所述第一部分均与公共电压驱动电路相连，所述第二部分包括多条触摸驱动电极，
所述公共电极的第一部分通过开关管与所述触摸驱动电极相连。
优选地，所述公共电极的第一部分通过公共电极引线与公共电压驱动电路相连，所述触摸驱动电极通过触摸驱动引线与触摸驱动电路相连，
所述触摸驱动电极通过触摸驱动引线与所述开关管连接。
可选地，所述开关管为薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极与所述触摸驱动引线相连，所述薄膜晶体管的漏极与所述公共电极引线相连，所述薄膜晶体管的栅极输入第一信号。
优选地，所述所有薄膜晶体管的栅极与所述触摸驱动电极对应区域内的栅线一一对应连接，所述第一信号为所述栅线接收的信号。
本发明提供一种触摸显示屏，包括上述的电容式触摸阵列基板。
对应地，本发明还提供一种触摸显示屏的驱动方法，包括：
在显示阶段，所述第一信号开启所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通；
在触摸感应阶段，所述第一信号关断所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相互断开。一种优选的实施方式中，所述第一信号为栅极扫描信号，所述在显示阶段，所述第一信号开启所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通，具体包括：
在显示阶段，所述栅极扫描信号在打开第一行栅线给第一行像素电极充电过程中，第一行栅线输出的高电平打开与所述第一行栅线相连的开关管，使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通；所述栅极扫描信号关闭第一行栅线开启下一行栅线时，由下一行栅线输出的高电平打开与所述下一行栅线相连的开关管，使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通，依次类推直至最后一行栅线；
所述在触摸感应阶段，所述第一信号关断所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相互断开，具体包括：
在触摸感应阶段，所述栅极扫描信号关闭第一行至最后一行栅线，所有栅线均输出低电平，与所述栅线相连的所有所述开关管均关断，所述公共电极的第一部分与所述第二部分相互断开。
所述开关管为薄膜晶体管。
本发明提供一种电容式触摸阵列基板、触摸显示屏及其驱动方法，在显示阶段将公共电极的第一部分与第二部分相导通，使第一部分与第二部分实现电位平衡；在触摸感应阶段将公共电极的第一部分与第二部分相互断开，第二部分加载触摸驱动电压以实现触摸功能，从而改善公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常，提高触摸显示屏透过率，改善显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为现有电容式触摸阵列基板示意图；
图2为电容式触摸阵列基板显示区域公共电极的分布示意图；
图3为本发明实施例一提供的第一种电容式触摸阵列基板的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的另一种电容式触摸阵列基板的结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的触摸显示屏的驱动方法流程图。
附图标记说明
10-公共电极，101-第一部分，102-第二部分，11-公共电极引线，12-触摸驱动电极对应区域，13-触摸驱动引线，14-薄膜晶体管，15-栅线，1021-触摸驱动电极。
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作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。
如图1和图2所示，为一种现有内置式电容式触摸阵列基板，阵列基板包括公共电极10，每一公共电极10包括独立的第一部分101和第二部分102，第一部分101均通过公共电极引线11与公共电压驱动电路(图中未示出)相连，所述第二部分102包括多条触摸驱动电极。触摸驱动电极通过一触摸驱动引线13与触摸驱动电路(图中未示出)相连。
本发明针对图1和图2所示的电容式触摸阵列基板，提供一种改善包含该电容式触摸阵列基板的触摸显示屏显示效果的方法，其原理如下：
在显示阶段，公共电极10的第一部分101与第二部分102相导通；
在触摸感应阶段，公共电极10的第一部分101与第二部分102相互断开。
其中，本发明及其实施例所述的公共电极10的第一部分101与第二部分102相导通，指第一部分101与第二部分102通过直接或间接方式实现零电阻的电连接，使二者(第一部分101与第二部分102)能够保持电位一致，公共电极10的第一部分101处与第二部分102处产生的驱动液晶转动的电场不存在差异，从而避免了因公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常，提高了触摸显示屏透过率，改善了显示效果。
具体而言，公共电极的第一部分与第二部分的导通/断开，可通过开关管的开启/关断来实现，其中开关管可设置在电容式触摸阵列基板的显示区域，也可设置在电容式触摸阵列基板边缘的非显示区域(其中优选的实施方式如实施例一和二所述)。
实施例一
本发明实施例提供一种电容式触摸阵列基板，所述阵列基板包括公共电极，公共电极包括独立的第一部分和第二部分，所述第一部分均与公共电压驱动电路相连，第二部分包括多条触摸驱动电极，触摸驱动电极与触摸驱动电路相连，公共电极的第一部分通过开关管与触摸驱动电极相连。
参照图2，第二部分102包括多条触摸驱动电极1021。
本实施例所述的开关管具有两个连接端，一个控制端，所述控制端用于输入控制两个连接端是否导通的控制信号。本实施例所述开关管的两个连接端，一个连接端与公共电极的第一部分相连，另一连接端与公共电极的第二部分(触摸驱动电极)相连，控制端输入第一信号。
本发明所述第一信号在显示阶段开启开关管，使公共电极的第一部分与第二部分相导通，即第一部分与第二部分通过直接或间接方式实现零电阻的电连接，使二者(第一部分与第二部分)能够保持电位一致，公共电极的第一部分处与第二部分处产生的驱动液晶转动的电场不存在差异，从而避免了因公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常，提高了包含该电容式触摸阵列基板的触摸显示屏的透过率，改善了显示效果。在触摸感应阶段，所述第一信号关断开关管使公共电极的第一部分与第二部分相互断开，公共电极的第二部分接收触摸信号，实现触摸功能。
实施例二
本发明实施例提供一种电容式触摸阵列基板，参照图2和图3所示，该电容式触摸阵列基板包括公共电极10，公共电极10包括独立的第一部分101和第二部分102，第一部分101通过公共电极引线11与公共电压驱动电路(未示出)相连，所述第二部分102包括多条触摸驱动电极，所述触摸驱动电极通过触摸驱动引线13与触摸驱动电路相连(图中未示出)，所述触摸驱动电极通过触摸驱动引线13与开关管连接。
具体而言，所述第二部分102包括多条触摸驱动电极1021，每条触摸驱动电极在基板边缘通过一触摸驱动引线13与触摸驱动电路(图中未示出)相连，所述每一条触摸驱动引线13均与一开关管相连。
如图3所示，优选地，本实施例所述开关管为薄膜晶体管14，每一触摸驱动引线13都通过薄膜晶体管14与公共电极引线11相连，薄膜晶体管14的源极与触摸驱动引线13相连，漏极与公共电极引线11相连，栅极输入第一信号。
具体地，所述第一信号在显示阶段输出高电平，开启薄膜晶体管14，触摸驱动引线13与公共电极引线11导通，从而使公共电极10的第一部分101与第二部分102相导通；在触摸感应阶段，所述第一信号在显示阶段输出低电平，关断薄膜晶体管14，触摸驱动引线13与公共电极引线11相断开，从而使公共电极10的第一部分101与第二部分102相互断开，第二部分102上触摸驱动电位的变化不会影响公共电压。其中，所述的第一信号可以利用现有的控制信号如栅极扫描信号，也可以利用时钟信号重新产生符合上述要求的控制信号。
本发明实施例提供的电容式触摸阵列基板，在显示阶段，公共电极的第一部分与第二部分相导通；在触摸感应阶段，公共电极的第一部分与第二部分相互断开，避免了因公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常，提高了包含该电容式触摸阵列基板的触摸显示屏透过率，改善了显示效果。
本发明实施例还提供另一种电容式触摸阵列基板，与上述的第一种电容式触摸阵列基板的区别之处在于，开关管的数量与触摸驱动电极对应区域内的栅线的数量相同。
如图4所示，开关管为薄膜晶体管14，薄膜晶体管14的源极与触摸驱动引线13相连，漏极与公共电极引线11相连，所有薄膜晶体管14的栅极与触摸驱动电极对应区域内的栅线15一一对应连接，第一信号为栅线接收的信号。
下面对图4所示的电容式触摸阵列基板进行详细描述，第二部分102包括多条触摸驱动电极，每条触摸驱动电极在基板边缘与一触摸驱动引线13相连。与同一触摸驱动引线13相连的薄膜晶体管14的数目等于该条触摸驱动电极对应区域12内栅线15的行数；薄膜晶体管14的栅极与该条触摸驱动电极对应区域12(即图中的虚线框区域)内的栅线15一一对应相连。
本实施例利用栅极扫描信号控制薄膜晶体管14的开启/关断，即利用栅极扫描信号产生所述的第一信号。
具体而言，如图4所示，连续排列的1～n行栅线控制的像素所在区域的公共电极作为第一条触摸驱动电极，在电容式触摸阵列基板的边缘非显示区域第一条触摸驱动电极与第一条触摸驱动引线TX1相连；连续排列的n+1～2n行栅线控制的像素所在区域的公共电极作为第二条触摸驱动电极，在电容式触摸阵列基板的边缘非显示区域第二条触摸驱动电极与第二条触摸驱动引线TX2相连；连续排列的2n+1～3n行栅线控制的像素所在区域的公共电极作为第三条触摸驱动电极，与第三条触摸驱动引线TX3相连；依次类推，连续排列的kn+1～(k+1)n行栅线控制的像素所在区域的公共电极作为第k条触摸驱动电极与第k条触摸驱动引线TXk相连。其中，n为不为零的自然数，其具体取值与整个显示屏的尺寸、分辨率、设计等有关，业界标准通常是从G1～Gn的显示区的宽度是5mm；k为不为零的自然数，k通常为电容式触摸阵列基板总的触摸驱动电极的条数，具体取值与电容式触摸阵列基板的尺寸、分辨率、设计等有关。
本发明实施例在任一触摸驱动引线13与公共电极引线11之间设置薄膜晶体管14，薄膜晶体管14的具体数目等于该触摸驱动电极对应区域内栅线15的行数。下面以第一条触摸驱动引线TX1为例进行具体说明：第一条触摸驱动引线TX1和公共电极引线11之间设置有n个薄膜晶体管14，这些薄膜晶体管14的源极均与触摸驱动引线TX1相连，漏极均与公共电极引线11相连，这些薄膜晶体管14的栅极与1～n行栅线(G1～Gn)分别一一对应连接，如图4中所示。
其余的触摸驱动引线(TX2～TXk)与公共电极引线11之间也设置有薄膜晶体管14，具体连接方式大致类似，只不过触摸驱动引线TX2与公共电极引线11之间设置有n个薄膜晶体管14，其栅极与n+1～2n行栅线(Gn+1～G2n)分别一一对应连接，触摸驱动引线TXk与公共电极引线11之间设置有薄膜晶体管14，其栅极与kn+1～(k+1)n行栅线(Gkn+1～G(k+1)n)分别一一对应连接，在此不再一一赘述。
需要说明的是，触摸驱动引线可与触摸驱动电极对应区域的所有栅线全部连接，也可选择某个区域或某几条栅线进行连接，在此不作限定；每一触摸驱动电极也可以只在电容式触摸阵列基板边缘的一侧设置触摸驱动引线，不需要两侧都设置触摸驱动引线。
基于上述结构描述，本领域技术人员可理解：在显示阶段，栅极扫描信号逐行打开栅线，数据线向像素电极加载驱动电压的过程中，栅线输出的高电平会同时开启触摸驱动引线13和公共电极引线11之间的薄膜晶体管14，使得公共电极10的第一部分101与第二部分102相导通，保证了二者电位一致，从而改善公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常，提高了包含该电容式触摸阵列基板的触摸显示屏的透过率，改善显示效果。在触摸感应阶段，所有栅线均输出低电平信号，所有薄膜晶体管均处于关断状态，公共电极的第一部分101与第二部分102相互断开，这时公共电极的第二部分102加载触摸驱动电压，与感应线相互配合共同实现触摸感应功能，此时第一部分101与第二部分102断开，所以第一部分的电位不受影响。
进一步可选地，本实施例所述电容式触摸阵列基板可采用周边走线方式，触摸驱动引线走线13在公共电极引线11的外侧。
可选地，本实施例所述的薄膜晶体管连接在触摸驱动引线走线13在公共电极引线11之间，且位于基板边缘的非显示区域，制备时，薄膜晶体管可与显示区域的驱动薄膜晶体管同步完成。
本实施例所述的电容式触摸阵列基板，利用栅极扫描信号控制薄膜晶体管开启/关断，从而使公共电极的第一部分与第二部分在显示阶段相互导通，在触摸感应阶段第一部分与第二部分相互断开，从而改善公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常，提高了包含该电容式触摸阵列基板的触摸显示屏的透过率，改善显示效果。
进一步地，本发明还提供一种触摸显示屏，包括上述实施例任一所述的电容式触摸阵列基板，还包括设置有感应电极的对盒基板，可选地，所述感应电极可设置在对盒基板的内侧，且位于黑矩阵的对应位置上。
感应电极与触摸驱动电极纵横交错，当触摸驱动电极被驱动时，感应电极即得到感应电容，手指(或其他物体)靠近或触摸时，会影响在触摸点附近相交叉的触摸驱动电极和感应电极之间的电容，通过检测传感电极的电容变化就可以识别触摸点的位置。
实施例三
本发明还提供一种触摸显示屏的驱动方法，如图4和图5所示，该方法包括：
301、在显示阶段，第一信号开启开关管使公共电极的第一部分与第二部分相导通；
302、在触摸感应阶段，第一信号关断开关管使公共电极的第一部分与第二部分相互断开。
具体地，所述开关管为薄膜晶体管，所述第一信号可为栅极扫描信号，则该方法具体包括：
在显示阶段，栅极扫描信号在打开第一行栅线G1给第一行像素电极充电过程中，第一行栅线G1输出的高电平打开与第一行栅线G1相连的薄膜晶体管14，使公共电极的第一部分与第二部分相导通；栅极扫描信号关闭第一行栅线G1开启下一行栅线G2时，由下一行栅线G2输出的高电平打开与该行栅线相连的薄膜晶体管14，使公共电极的第一部分与第二部分相导通，依次类推直至最后一行栅线，显示阶段结束；
在触摸感应阶段，栅极扫描信号关闭第一行至最后一行栅线，所有栅线均输出低电平，与栅线相连的所有薄膜晶体管均关断，公共电极的第一部分与第二部分相互断开。
本实施例所述的触摸显示屏的驱动方法，利用栅极扫描信号控制薄膜晶体管开启/关断，从而使公共电极的第一部分与第二部分在显示阶段相互断开，在触摸感应阶段第一部分与第二部分相互断开，从而改善公共电极各部分驱动电压不平衡造成的显示异常，提高触摸显示屏透过率，改善显示效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电容式触摸阵列基板，所述阵列基板包括公共电极，所述公共电极包括第一部分和第二部分，所述第一部分与公共电压驱动电路相连，所述第二部分包括多条触摸驱动电极，其特征在于，
所述公共电极的第一部分通过开关管与所述触摸驱动电极相连。
2.根据权利要求1所述的电容式触摸阵列基板，其特征在于，
所述公共电极的第一部分通过公共电极引线与公共电压驱动电路相连，所述触摸驱动电极通过触摸驱动引线与触摸驱动电路相连，
所述触摸驱动电极通过触摸驱动引线与所述开关管连接。
3.根据权利要求2所述的电容式触摸阵列基板，其特征在于，
所述开关管的数量与所述触摸驱动电极对应区域内的栅线的数量相同。
4.根据权利要求3所述的电容式触摸阵列基板，其特征在于，
所述开关管为薄膜晶体管，所述薄膜晶体管的源极与所述触摸驱动引线相连，所述薄膜晶体管的漏极与所述公共电极引线相连，所述薄膜晶体管的栅极输入第一信号。
5.根据权利要求4所述的电容式触摸阵列基板，其特征在于，
所述所有薄膜晶体管的栅极与所述触摸驱动电极对应区域内的栅线一一对应连接，所述第一信号为所述栅线接收的信号。
6.一种触摸显示屏，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的电容式触摸阵列基板。
7.一种触摸显示屏的驱动方法，其特征在于，包括：
在显示阶段，所述第一信号开启所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通；
在触摸感应阶段，所述第一信号关断所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相互断开。
8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，
所述第一信号为栅极扫描信号，所述在显示阶段，所述第一信号开启所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通，具体包括：
在显示阶段，所述栅极扫描信号在打开第一行栅线给第一行像素电极充电过程中，第一行栅线输出的高电平打开与所述第一行栅线相连的开关管，使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通；所述栅极扫描信号关闭第一行栅线开启下一行栅线时，由下一行栅线输出的高电平打开与该行栅线相连的开关管，使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相导通，依次类推直至最后一行栅线；
所述在触摸感应阶段，所述第一信号关断所述开关管使所述公共电极的第一部分与所述第二部分相互断开，具体包括：
在触摸感应阶段，所述栅极扫描信号关闭第一行至最后一行栅线，所有栅线均输出低电平，与所述栅线相连的所有所述开关管均关断，所述公共电极的第一部分与所述第二部分相互断开。
9.根据权利要求7或8所述的驱动方法，其特征在于，
所述开关管为薄膜晶体管。
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