CN103761014B - 触摸屏及其驱动方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触摸屏及其驱动方法和显示装置。触摸屏包括:相对设置的阵列基板和彩膜基板,彩膜基板和阵列基板之间形成有液晶层,阵列基板包括栅线、数据线以及由相邻的栅线和相邻的数据线相交形成的多个像素单元,像素单元包括薄膜晶体管和像素电极,彩膜基板包括多个公共电极;像素电极,用于在显示时间段内通过数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过数据线加载驱动信号;公共电极,用于在显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在触控时间段内通过公共电极线输出感应信号。本发明无需额外设置实现触控功能的触控电极和信号线,也无需额外增加相应的制作工艺步骤,可以实现TN模式下的电容式内嵌触摸屏的多点触控功能。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种触摸屏及其驱动方法和显
示装置。
背景技术
触摸屏按照组成结构可以分为:外挂式触摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触摸屏(On Cell Touch Panel)以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。其中,内嵌式触摸屏是将触摸屏的触控电极内嵌在液晶显示面板的内部而形成的触摸屏。
目前,若要将液晶显示面板制作成电容式内嵌触摸屏,则需要在液晶显示面板的内部额外制作出一些触控电极和信号线,制作工艺复杂;而且上述电容式内嵌触摸屏通常应用于边缘场开关(Fringe Field Switching,简称:FFS)模式下,从公开的文献中,能够实现扭曲向列(Twisted Nematic,简称:TN)模式下的电容式内嵌触摸屏的多点触控功能的技术方案还未见报道。
发明内容
本发明提供一种触摸屏及其驱动方法和显示装置,无需额外设置实现触控功能的触控电极和信号线,也无需额外增加相应的制作工艺步骤,并且可以实现TN模式下的电容式内嵌触摸屏的多点触控功能。
为实现上述目的,本发明提供了一种触摸屏,包括:相对设置的阵列基板和彩膜基板,所述彩膜基板和所述阵列基板之间形成有液晶层,所述阵列基板包括栅线、数据线以及由相邻的栅线和相邻的数据线相交形成的多个像素单元,所述像素单元包括薄膜晶体管和像素电极,所述彩膜基板包括多个公共电极,所述像素电极,用于在显示时间段内通过所述数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过所述数据线加载驱动信号;
所述公共电极,用于在所述显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在所述触控时间段内通过所述公共电极线输出感应信号。
可选地,所述公共电极为条状公共电极。
可选地,所述公共电极的数量大于1且小于或者等于栅线的数量。
可选地,在所述触控时间段内,所述栅线全部同时选通以使所述薄膜晶体管导通,同一列所述像素电极通过与该像素电极对应的所述薄膜晶体管和该列像素电极对应的所述数据线电连接。
可选地,所述公共电极与每列所述像素电极之间垂直交叉设置。
可选地,相邻多列所述像素电极上加载的驱动信号相同。
可选地,每列所述像素电极上加载的驱动信号不同。
为实现上述目的,本发明提供了一种显示装置,包括:上述触摸屏。
为实现上述目的,本发明提供了一种触摸屏的驱动方法,所述触摸屏包括:相对设置的阵列基板和彩膜基板,所述彩膜基板和所述阵列基板之间形成有液晶层,所述阵列基板包括栅线、数据线以及由相邻的栅线和相邻的数据线相交形成的多个像素单元,所述像素单元包括薄膜晶体管和像素电极,所述彩膜基板包括多个公共电极;
所述方法包括:
在显示时间段内,所述像素电极通过所述数据线加载数据信号,所述公共电极通过公共电极线加载公共电极信号;
在触控时间段内,所述像素电极通过所述数据线加载驱动信号,所述公共电极通过所述公共电极线输出感应信号。
可选地,包括:在所述触控时间段内,所述栅线全部同时选通以使所述薄膜晶体管导通,同一列所述像素电极通过与该列像素电极对应的所述薄膜晶体管和该列像素电极对应的所述数据线电连接。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供的触摸屏及其驱动方法和显示装置的技术方案中,像素电极在显示时间段内通过数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过数据线加载驱动信号,公共电极在显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在触控时间段内通过公共电极线输出感应信号,在显示时间段内像素电极和公用电极可实现显示功能,而在触控时间段内像素电极和公共电极可实现触控功能,本实施例无需额外设置实现触控功能的触控电极和信号线,也无需额外增加相应的制作工艺步骤,并且可以实现TN模式下的电容式内嵌触摸屏的多点触控功能。
附图说明
图1为本发明实施例一中阵列基板的结构示意图;
图2为本发明实施例一中彩膜基板上的公共电极的结构示意图;
图3为本发明实施例一提供的触摸屏的驱动时序图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的触摸屏及其驱动方法和显示装置进行详细描述。
本发明实施例一提供了一种触摸屏,该触摸屏可包括:相对设置的阵列基板和彩膜基板,彩膜基板和阵列基板之间形成有液晶层。
图1为本发明实施例一中阵列基板的结构示意图,如图1所示,该阵列基板包括:栅线、数据线以及由相邻的栅线和相邻的数据线相交形成的多个像素单元1,像素单元1包括薄膜晶体管2和像素电极3。其中,栅线G1、G2、……、Gn和数据线Data限定像素单元1。像素电极3用于在显示时间段内通过数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过数据线加载驱动信号。
图2为本发明实施例一中彩膜基板上的公共电极的结构示意图,如图2所示,彩膜基板包括多个公共电极4。公共电极4用于在显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在触控时间段内通过公共电极线输出感应信号。
本实施例中,公共电极4为条状公共电极,例如公共电极4为矩形公共电极。且公共电极4之间平行设置。在实际应用中,公共电极4还可以采用其它形状,且公共电极4之间还可以采用其它位置关系设置。
公共电极4的数量根据触摸精度设置。优选地,公共电极4的数量大于1且小于或者等于栅线的数量。
本实施例中,在触控时间段内,栅线全部同时选通,即栅线输出高电平信号以使薄膜晶体管2导通,同一列像素电极3通过与该列像素电极3对应的薄膜晶体管2和该列像素电极3对应的数据线电连接,即同一列的每一个像素电极3通过与该像素电极同属于一个像素单元的薄膜晶体管2和同一根数据线电连接,从而使得该列像素电极3之间电连接以形成条状驱动电极。如图2所示,公共电极4横向设置,因此,公共电极4与每列像素电极3之间垂直交叉设置。
图3为本发明实施例一提供的触摸屏的驱动时序图。下面结合图1、图2和图3对触摸屏的工作原理进行详细描述。
在显示时间段:栅线G1、G2、……、Gn依次选通,向薄膜晶体管2输出高电平信号以使薄膜晶体管2导通,数据线Data通过导通的薄膜晶体管2向像素电极3输出数据信号以使像素电极3加载数据信号,此时彩膜基板上的公共电极4通过公共电极Vcom加载公共电极信号。在阵列基板上的像素电极3和彩膜基板上的公共电极4的配合下,触摸屏在显示时间段实现了显示功能。
在触控时间段:栅线G1、G2、……、Gn全部同时选通,同时向薄膜晶体管2输出高电平信号以使薄膜晶体管2全部导通,同一列像素电极3通过与该列像素电极3对应的薄膜晶体管2和数据线电连接,从而使得该列像素电极3之间电连接以形成条状驱动电极,即同一列的每一个像素电极3通过与该像素电极同属于一个像素单元的薄膜晶体管2和同一根数据线电连接。此时,数据线在功能上切换为驱动信号线Tx,像素电极3在功能上切换为触控驱动电极,数据线(即:驱动信号线Tx)向该数据线所在列的像素电极3输出驱动信号以使像素电极3加载驱动信号,如图1所示,驱动信号线Tx可包括:Tx1、Tx2、……、Txm,则驱动信号线Tx1向该Tx1所在列的像素单元3输出驱动信号,驱动信号线Tx2向该Tx2所在列的像素单元3输出驱动信号,驱动信号线Txm向该Txm所在列的像素单元3输出驱动信号。此时,公共电极线在功能上切换为感应信号线Rx,公共电极4在功能上切换为触控感应电极,公共电极4通过该公共电极线(即:感应信号线Rx)输出感应信号,如图2所示,感应信号线Rx可包括:Rx1、Rx2、……、Rxm,则公共电极4可通过与该公共电极4连接的感应信号线Rx1输出感应信号,公共电极4可通过与该公共电极4连接的感应信号线Rx2输出感应信号,公共电极4可通过与该公共电极4连接的感应信号线Rxm输出感应信号。在触控时间段内,像素电极3和公共电极4之间形成互感电容,即:触控驱动电极和触控感应电极之间形成互感电容,本实施例中,采用条状触控驱动电极和条状触控感应电极形成互感电容,使得触摸屏可以更加精确的实现触控功能。在触控时间段内触摸屏的具体工作过程为:触控驱动电极通过驱动信号线加载驱动信号,感应信号线通过互感电容耦合出感应信号并输出,在上述过程中若有人体接触触摸屏时,人体电场就会作用在由像素电极3和公共电极4形成的互感电容上,使互感电容的电容值发生变化,进而改变感应信号线耦合出的感应信号,检测感应信号线耦合出的感应信号的变化,从而确定出触控点位置。
本实施例中,每列像素电极3上加载的驱动信号不同。在实际应用中,可选地,相邻多列像素电极上加载的驱动信号可以相同,具体地,。如图1所示,例如:Tx1所在列的像素电极3、Tx2所在列的像素电极3和Tx3所在列的像素电极3上加载的驱动信号相同,此时三列像素电极3可作为一个触控驱动电极使用,由同一个驱动信号控制。
如图3所示,本实施例中对各信号线采用分时复用对触摸屏进行驱动。例如:触摸屏的显示一帧画面的时间为16.7ms,其中,显示时间段为12.7ms,触控时间段为4ms。在实际应用中,也可以根据集成电路(Integrated Circuit,简称:IC)芯片的处理能力适当的调整显示时间段和触控时间段所占用的时长,在此不做具体限定。
本实施例提供的触摸屏可通过TN模式下的液晶显示器实现。具体地,可将TN模式下的液晶显示器中彩膜基板上的公共电极图案化后形成多个条状公共电极,该条状公共电极分时段可作为显示时间段的公共电极使用以及触控时间段的触控感应电极使用,并且TN模式下的液晶显示器中阵列基板上的像素电极分时段可作为显示时间段的像素电极使用以及触控时间段的触控驱动电极使用。本实施例中的触摸屏可在不同的时间段分别实现显示功能和触控功能,并且可以实现TN模式下的多点触摸功能。
本实施例提供的触摸屏中,像素电极在显示时间段内通过数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过数据线加载驱动信号,公共电极在显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在触控时间段内通过公共电极线输出感应信号,在显示时间段内像素电极和公用电极可实现显示功能,而在触控时间段内像素电极和公共电极可实现触控功能,本实施例无需额外设置实现触控功能的触控电极和信号线,也无需额外增加相应的制作工艺步骤,并且可以实现TN模式下的电容式内嵌触摸屏的多点触控功能。
本发明实施例二提供了一种显示装置,该显示装置可包括:触摸屏,该触摸屏可采用上述实施例一提供的触摸屏,此处不再赘述。
本实施例提供的显示装置中,像素电极在显示时间段内通过数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过数据线加载驱动信号,公共电极在显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在触控时间段内通过公共电极线输出感应信号,在显示时间段内像素电极和公用电极可实现显示功能,而在触控时间段内像素电极和公共电极可实现触控功能,本实施例无需额外设置实现触控功能的触控电极和信号线,也无需额外增加相应的制作工艺步骤,并且可以实现TN模式下的电容式内嵌触摸屏的多点触控功能。
本发明实施例三提供了一种触摸屏的驱动方法,所述触摸屏包括:相对设置的阵列基板和彩膜基板,所述彩膜基板和所述阵列基板之间形成有液晶层,所述阵列基板包括栅线、数据线以及由相邻的栅线和相邻的数据线相交形成的多个像素单元,所述像素单元包括薄膜晶体管和像素电极,所述彩膜基板包括多个公共电极;
该方法包括:
在显示时间段内,像素电极通过数据线加载数据信号,公共电极通过公共电极线加载公共电极信号。
在触控时间段内,像素电极通过数据线加载驱动信号,公共电极通过公共电极线输出感应信号。
进一步地,该方法还包括:在触控时间段内,栅线全部同时选通以使薄膜晶体管导通,同一列像素电极通过与该列像素电极对应的薄膜晶体管和该列像素电极对应的数据线电连接。
本实施例提供的触摸屏的驱动方法可用于驱动上述实施例一提供的触摸屏,对触摸屏的描述可参见上述实施例一,此处不再赘述。
本实施例提供的触摸屏的驱动方法中,像素电极在显示时间段内通过数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过数据线加载驱动信号,公共电极在显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在触控时间段内通过公共电极线输出感应信号,在显示时间段内像素电极和公用电极可实现显示功能,而在触控时间段内像素电极和公共电极可实现触控功能,本实施例无需额外设置实现触控功能的触控电极和信号线,也无需额外增加相应的制作工艺步骤,并且可以实现TN模式下的电容式内嵌触摸屏的多点触控功能。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种触摸屏,其特征在于,包括:相对设置的阵列基板和彩膜基板,所述彩膜基板和所述阵列基板之间形成有液晶层,所述阵列基板包括栅线、数据线以及由相邻的栅线和相邻的数据线相交形成的多个像素单元,所述像素单元包括薄膜晶体管和像素电极,所述彩膜基板包括多个公共电极;
所述像素电极,用于在显示时间段内通过所述数据线加载数据信号以及在触控时间段内通过所述数据线加载驱动信号;
所述公共电极,用于在所述显示时间段内通过公共电极线加载公共电极信号以及在所述触控时间段内通过所述公共电极线输出感应信号。
2.根据权利要求1所述的触摸屏,其特征在于,所述公共电极为条状公共电极。
3.根据权利要求2所述的触摸屏,其特征在于,所述公共电极的数量大于1且小于或者等于栅线的数量。
4.根据权利要求1所述的触摸屏,其特征在于,在所述触控时间段内,所述栅线全部同时选通以使所述薄膜晶体管导通,同一列所述像素电极通过与该列像素电极对应的所述薄膜晶体管和该列像素电极对应的所述数据线电连接。
5.根据权利要求4所述的触摸屏,其特征在于,所述公共电极与每列所述像素电极之间垂直交叉设置。
6.根据权利要求4所述的触摸屏,其特征在于,相邻多列所述像素电极上加载的驱动信号相同。
7.根据权利要求4所述的触摸屏,其特征在于,每列所述像素电极上加载的驱动信号不同。
8.一种显示装置,其特征在于,包括:权利要求1至7任一所述的触摸屏。
9.一种触摸屏的驱动方法,其特征在于,所述触摸屏包括:相对设置的阵列基板和彩膜基板,所述彩膜基板和所述阵列基板之间形成有液晶层,所述阵列基板包括栅线、数据线以及由相邻的栅线和相邻的数据线相交形成的多个像素单元,所述像素单元包括薄膜晶体管和像素电极,所述彩膜基板包括多个公共电极;
所述方法包括:
在显示时间段内,所述像素电极通过所述数据线加载数据信号,所述公共电极通过公共电极线加载公共电极信号;
在触控时间段内,所述像素电极通过所述数据线加载驱动信号,所述公共电极通过所述公共电极线输出感应信号。
10.根据权利要求9所述的触摸屏的驱动方法,其特征在于,包括:
在所述触控时间段内,所述栅线全部同时选通以使所述薄膜晶体管导通,同一列所述像素电极通过与该列像素电极对应的所述薄膜晶体管和该列像素电极对应的所述数据线电连接。
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