CN104077000A - 触摸面板及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触摸面板，包括触摸控制单元、多个驱动电极和多个感应电极，多个驱动电极和多个感应电极均与触摸控制单元电连接，触摸控制单元向每个驱动电极提供驱动信号，触摸控制单元还能够向每个感应电极提供感应信号，所述驱动电极和所述感应电极之间绝缘设置，多条驱动电极和多条感应电极沿相同的方向延伸，在沿驱动电极延伸的方向上，驱动电极上不同位置处电阻不同，感应电极能够向触摸控制单元输出感应信号。本发明还提供一种包括触摸面板的显示装置。由于驱动电极和感应电极均沿同一方向延伸，驱动电极和感应电极的引出线均位于同一边，从而有利于实现包括触摸面板的显示面板的窄边框显示。

Description

触摸面板及其驱动方法、显示装置
技术领域
本发明涉及触摸屏领域，具体地，涉及一种触摸面板及其驱动方法和一种包括该触摸面板的显示装置。
背景技术
触摸屏作为一种输入媒介，相比于键盘和鼠标，为使用者提供了更好的便利性。根据不同的实现原理，触摸屏可以分为电阻式、电容式、表面声波式、红外式等等。目前被广泛使用的是电阻式和电容式触摸屏技术。
互电容式触摸屏，凭借其较高的灵敏度以及多点真触控的优点，受到越来越多的追捧。图1中所示的是一种常见的互电容式触摸屏的示意图，如图1所示，互电容式触摸屏包括多条沿y轴方向延伸的驱动线(与驱动信号源101电连接)和多条沿x轴方向延伸的探测线(与检测电路106电连接)。
图1中所示的互电容式触摸屏的基本原理为：在驱动线侧加电压，在探测信号线侧检测信号变化。驱动线确定x向坐标，探测线确定y向坐标。在检测时，对x向驱动线进行逐行扫描，在扫描每一行驱动线时，均读取每条探测线上的信号，通过一轮的扫描，就可以把每个行列的交点都扫描到，共扫描x*y个信号。这种检测方式可以具体的确定多点的坐标，因此可以实现多点触摸。
图2中所示的是图1中所示的互电容式触摸屏的等效电路图。驱动信号源101为驱动线提供电信号，驱动线上存在驱动线电阻103，驱动线与探测线之间形成互电容102，驱动线、探测线与公共电极层间的寄生电容104，探测线上存在探测线电阻105。探测线与检测电路106相连。当手指触摸所述互电容式触摸屏时，有一部分电流流入手指，等效为驱动线及感应线之间的互电容改变，在检测端检测由此导致的微弱电流变化。
如图中所示，驱动线和探测线分别沿y方向和x方向延伸，导致了驱动线和探测先分别在显示面板的两侧引出，从而不利于实现显示面板的窄边框化。
因此，如实现包括互电容式触摸屏的显示面板的窄边框化成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触摸面板及其驱动方法、一种包括该触摸面板的显示装置。包括所述触摸面板的显示装置具有较窄的边框。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种触摸面板，该触摸面板包括触摸控制单元、多个驱动电极和多个感应电极，多个所述驱动电极和多个所述感应电极均与所述触摸控制单元电连接，所述触摸控制单元向每个所述驱动电极提供驱动信号，其中，所述驱动电极和所述感应电极绝缘设置，且多条所述驱动电极和多条所述感应电极沿相同的方向延伸，在沿所述驱动电极延伸的方向上，所述驱动电极上不同位置处电阻不同，所述感应电极能够向所述触摸控制单元输出感应信号。
可选地，所述触摸面板还包括驱动信号走线，多个所述驱动电极通过同一条所述驱动信号走线连接至所述触摸控制单元的驱动信号输出端。
可选地，所述驱动电极和所述感应电极均由透明电极材料制成。
可选地，所述驱动电极和所述感应电极设置在不同层。
可选地，所述驱动电极的宽度在3mm至7mm之间。
可选地，所述触摸面板还包括信号放大单元，该信号放大单元连接在所述感应电极和所述触摸控制单元之间，以放大所述感应电极输出的感应信号。
作为本发明的另一个方面，提供一种显示装置，该显示装置包括本发明所提供的上述触摸面板。
本发明还提供一种触摸面板的驱动方法，多条驱动电极和多条感应电极沿相同的方向延伸，多条驱动电极和多条感应电极沿相同的方向延伸，所述驱动方法包括：通过沿所述驱动电极的延伸方向上所述驱动电极的不同位置的电阻产生的信号确定触摸点的一个坐标，通过感应电极输出的信号确定触摸点的另一个坐标。
由于驱动电极和感应电极均沿同一方向延伸，因此，驱动电极和感应电极的引出线均位于同一边，从而有利于实现包括所述触摸面板的显示面板的窄边框显示。并且本发明所提供的触摸面板可以嵌入显示面板内，减小显示面板的整体厚度。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是互电容式触摸屏的示意图；
图2是图1中所示的互电容式触摸屏的等效电路图；
图3是本发明所提供的触摸面板的示意图；
图4是图3中所示的触摸面板的等效电路图；
图5是图3中所示的触摸面板中，在驱动电极的近驱动端、驱动电极的中部和驱动电极的远驱动端，在触摸前后的信号强度模拟图。
附图标记说明
10：触摸控制单元              20：驱动电极
30：感应电极                  40：驱动信号走线
101：驱动信号源               102：互电容
103：驱动线电阻               104：寄生电容
105：探测线电阻               106：检测电路
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图3所示，作为本发明的一个方面，提供一种触摸面板，该触摸面板包括触摸控制单元10、多个驱动电极20和多个感应电极30，多个驱动电极20和多个感应电极30均与触摸控制单元10电连接，触摸控制单元10向多个驱动电极20提供驱动信号，其中，驱动电极20和感应电极30之间绝缘设置，以在相邻的驱动电极20和感应电极30之间形成电容，多个驱动电极20和多个感应电极30沿相同的方向延伸，在沿驱动电极20延伸的方向上，该驱动电极20上不同位置处的电阻不同，感应电极30可以向触摸控制单元10输出感应信号。
当所述触摸面板应用于显示装置时，触摸控制单元10向驱动电极20提供驱动信号，并接收感应电极30输出的感应信号。如图4所示，相邻的驱动电极20和感应电极30之间可以形成电容。由于驱动电极20和感应电极30本身都存在内阻，即，驱动电极20和感应电极30相当于由多个电阻串联而成。因此，驱动电极20与感应电极30在近驱动端(即，靠近触摸控制单元10的一端)形成的电容不同于驱动电极20与感应电极30在远驱动端(即，远离触摸控制单元10的一端)形成的电容。由此可知，当触摸点位于靠近触摸控制单元10的一端时感应电极30上产生的感应信号不同于当触摸点位于远离触摸控制单元10的一端时产生的感应信号。
图5中展示了在驱动电极的近驱动端、驱动电极的近中部以及驱动电极的远驱动端处，触摸前后的信号强度差别。其中，纵轴表示电流，横轴表示时间。从图中可以看出，驱动电极的近驱动端的电流、驱动电极的中部的电流以及驱动电极的远驱动端的电流互不相同。因此，驱动电极上沿长度方向的各处与感应电极形成的电容也互不相同。
当操作者的手指触摸包括所述触摸面板的显示装置时，手指会使得触摸处的驱动电极20和感应电极30之间的电容发生变换，因此，感应电极30上的感应信号会发生变化，容易理解的是，当触摸点位于驱动电极20的不同长度处时，引起的感应信号的变化量是不同的。触摸控制单元可以计算出根据发生变换的感应信号判断触摸点的坐标。根据感应信号的不同，可以判断触摸点在y轴方向的坐标，根据产生感应信号的感应电极30的位置可以判断触摸点在x轴方向的坐标。
由于驱动电极20和感应电极30均沿同一方向延伸(图3中所示的实施方式中，驱动电极20和感应电极30均沿y轴方向延伸)，因此，驱动电极20和感应电极30的引出线均位于同一边(在图3中所示的实施方式中，驱动电极20和感应电极30的引出线均位于显示面板的下部)，从而有利于实现包括所述触摸面板的显示面板的窄边框显示。此外，触摸控制单元10既具有为驱动电极20提供驱动信号的功能，又具有接收感应电极30输出的感应信号的功能，相当于将背景技术中的驱动信号源101与检测电路106集成在一起，从而进一步减小了触摸面板的体积，有利于实现包括所述触摸面板的显示面板的窄边框显示。
本发明所提供的触摸面板可以嵌入显示面板内，减小显示面板的整体厚度。例如，可以将多个驱动电极20设置在阵列基板上，并将多个感应电极30设置在与阵列基板相对设置的对盒基板上。或者将驱动电极20和感应电极30分别设置在阵列基板的不同层中或者彩膜基板的不同层中。
本发明中，对制成驱动电极20和感应电极30的材料并没有特殊的限定。例如，可以利用导电金属材料制成驱动电极20和感应电极30。优选地，可以采用电阻较大的材料制成驱动电极20和感应电极30，从而可以增加驱动电极20在近驱动端的驱动信号与驱动电极20在远驱动端的信号之间的差异，从而可以更准确地判断触摸点的坐标。
进一步，优选地，可以利用透明电极材料(例如，ITO)制成驱动电极20和感应电极30。与普通的金属材料相比，透明电极材料具有较大的电阻，因此，利用透明电极材料制成驱动电极20和感应电极30可以增加驱动电极20在近驱动端的驱动信号与驱动电极20在远驱动端的信号之间的差异，从而可以更准确地判断触摸点的坐标。此外，利用透明电极材料制成驱动电极20和感应电极30还不会降低显示面板的开口率。
为了提高所述触摸面板的集成化程度，优选地，所述触摸面板还可以包括驱动信号走线40，该驱动信号走线40与触摸控制单元10的输出端电连接，多个驱动电极20通过同一个驱动信号走线40与触摸控制单元10的输出端电连接。
如图2中所示，不同的感应电极30在不同的接口处与触摸控制单元相连，从而可以判断触摸点具体位于哪个感应电极30上。
如上文中所述，相邻的驱动电极20和感应电极30之间互相绝缘间隔设置。因此，作为本发明的一种优选实施方式，可以将驱动电极20和感应电极30设置在不同层中。感应电极30的个数可以与驱动电极20的个数完全相同，即，驱动电极20与感应电极30一一对应，这样设置可以增加触控的灵敏度。或者，驱动电极20与感应电极30间隔交替设置(如图3所示)，这样设置可以降低触摸面板的成本并简化触摸面板的制造工艺。使用者可以根据具体的要求具体设置感应电极30和驱动电极20的个数。例如，对触控灵敏度要求较高的场合中，可以一一对应地设置感应电极30和驱动电极20；在对触控灵敏度要求相对较低、需要较低成本的场合中，可以使得驱动电极20与感应电极30间隔设置。
优选地，驱动电极20的宽度在3mm至7mm之间，从而可以增加驱动电极20在近驱动端与远驱动端之间的信号差异。
为了更加精确地判断触摸点的位置，优选地，可以在感应电极30与触摸控制单元10之间增加信号放大单元。当有触摸产生时，感应电极30上产生感应电流，经信号放大单元放大之后，便于触控单元判断触摸点的坐标。
作为本发明的另一个方面，提供一种显示装置，该显示装置包括触摸面板和显示面板，该显示面板包括阵列基板和对盒基板，其中，所述触摸面板为本发明所提供的上述触摸面板。
本领域技术人员应当理解的是，当本发明所提供的触摸面板用作外挂式(即，on-cell式)的触摸面板时，还可以包括上基板和下基板，可以将驱动电极设置在下基板上，感应电极设置在上基板上。在使用时，直接将触摸面板设置在相对应的显示面板的出光表面上即可。
当然，本发明所体统的触摸面板还可以用作嵌入式(即，in-cell)的触摸面板。此时，触摸面板与显示面板并不是独立的两个个体，而是集成为一体。在这种情况中，所述触摸面板的多个驱动电极设置在所述阵列基板或所述对盒基板上，所述触摸面板的多个感应电极设置在所述阵列基板或所述对盒基板上。
如上文中所述，可以将多个所述驱动电极设置在阵列基板上，并将多个所述感应电极设置在与阵列基板相对设置的对盒基板上。或者将所述驱动电极和所述感应电极分别设置在阵列基板的不同层中，或者将所述驱动电极和所述感应电极分别设置在对盒基板的不同层中。
作为本发明的一种实施方式，可以将所述多个驱动电极设置在所述阵列基板和所述对盒基板中的一者上，并将所述多个感应电极设置在所述阵列基板和所述对盒基板中的另一者上。
容易理解的是，可以在所述对盒基板上设置彩膜层和黑矩阵，使所述对盒基板形成为彩膜基板。
在所述触摸面板包括所述驱动信号走线的实施方式中，所述驱动信号走线和所述触摸控制单元均可以设置在所述显示面板的走线区。该走线区可以位于所述显示面板的一侧，从而可以实现窄边框。
作为本发明的还一个方面，提供一种显示装置，该显示装置包括显示面板，其中，所述显示面板为本发明所提供的上述显示面板。所述显示装置可以为手机、平板电脑等。
本发明实施例还提供触摸面板的驱动方法，多条驱动电极和多条感应电极沿相同的方向延伸，多条驱动电极和多条感应电极沿相同的方向延伸，所述驱动方法包括：通过沿所述驱动电极的延伸方向上所述驱动电极的不同位置的电阻产生的信号确定触摸点的一个坐标，通过感应电极输出的信号确定触摸点的另一个坐标。
需要说明的是，本发明实施例中的触摸控制单元集成了驱动信号源给驱动电极发射驱动信号的功能和检测电路检测感应电极输出感应信号的功能。
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 (8)

1.一种触摸面板，其特征在于，该触摸面板包括触摸控制单元、多个驱动电极和多个感应电极，多个所述驱动电极和多个所述感应电极均与所述触摸控制单元电连接，所述触摸控制单元向每个所述驱动电极提供驱动信号，所述驱动电极和所述感应电极绝缘设置，且多条所述驱动电极和多条所述感应电极沿相同的方向延伸，在沿所述驱动电极延伸的方向上，所述驱动电极上不同位置处电阻不同，所述感应电极能够向所述触摸控制单元输出感应信号。
2.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，所述触摸面板还包括驱动信号走线，多个所述驱动电极通过同一条所述驱动信号走线连接至所述触摸控制单元的驱动信号输出端。
3.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极均由透明电极材料制成。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的触摸面板，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极设置在不同层。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的触摸面板，其特征在于，所述驱动电极的宽度在3mm至7mm之间。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的触摸面板，其特征在于，所述触摸面板还包括信号放大单元，该信号放大单元连接在所述感应电极和所述触摸控制单元之间，以放大所述感应电极输出的感应信号。
7.一种显示装置，该显示装置包括触摸面板，其特征在于，所述触摸面板为权利要求1至7中任意一项所述的触摸面板。
8.一种根据权利要求1所述触摸面板的驱动方法，其特征在于，多条驱动电极和多条感应电极沿相同的方向延伸，所述驱动方法包括：通过沿所述驱动电极的延伸方向上所述驱动电极的不同位置的电阻产生的信号确定触摸点的一个坐标，通过感应电极输出的信号确定触摸点的另一个坐标。
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