CN104375732B - 内嵌式触控模组、驱动方法、触控显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内嵌式触控模组、驱动方法、触控显示面板和显示装置。所述嵌式触控模组，包括设置于阵列基板上的N条数据线，以及与数据线绝缘且位于不同层的公共电极；相邻的第2n‑1条数据线和第2n条数据线通过一切换开关连接，n是正整数，2n小于或等于N，N为大于1的整数；所述公共电极包括多个条形公共电极和多个U型公共电极；条形公共电极与数据线交叉设置，各U型公共电极围绕各所述条形公共电极设置，条形公共电极与U型公共电极之间相互绝缘；条形公共电极与电容触控感应信号线连接；U型公共电极的开口端与电磁触控扫描信号线连接。本发明降低触控模组的厚度，节省生产成本，不会降低触控模组的透过率和开口率。

Description

内嵌式触控模组、驱动方法、触控显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种内嵌式触控模组、驱动方法、触控显示面板和显示装置。
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。
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，电容式触摸屏一般采用电容触控驱动电极和电容触控感应电极，当人体触摸屏幕时，由于人体内存在电场，手指与触摸屏内的电容触控驱动电极和电容触控感应电极之间形成耦合电容，由于触摸点的电容变化，在电容触控驱动电极和电容触控感应电极中出现流向触摸点的感应电流，通过相关计算便可准确计算出触摸点的位置。
而电磁式触摸屏由于可以实现原笔迹手写的特点，在许多高阶计算机辅助绘图中广泛使用。目前，为了实现手笔双触控，需要将电容式和电磁式结合使用。
然而现有的电容式和电磁式结合的触摸屏主要是外挂式的，
如图1所示，现有的外挂式电容式和电磁式结合的触摸屏包括依次设置的电磁式触摸层11、背光单元(Back Light Unit，BLU)12、Array(阵列)基板13、液晶层(LC，LiquidCrystal)14、CF(Color Filter，彩膜)基板15和电容式触摸层16，增加了电磁式触摸层11和电容式触摸层16。如图2所述，另一种现有的外挂式电容式和电磁式结合的触摸屏包括依次设置的背光单元21、阵列基板22、液晶层23、彩膜基板24和电磁式和电容式结合的触摸层25，增加了电磁式和电容式结合的触摸层25。由于现有的外挂式电容式和电磁式结合的触摸屏至少需增加一触摸层，会导致触摸屏厚度较厚并增加了制作成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种内嵌式触控模组、驱动方法、触控显示面板和显示装置，解决现有技术中需要增加外挂的触摸层，而导致的触控模组的厚度较厚且增加了制作成本的问题，并提高了触控模组的透过率和开口率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种内嵌式触控模组，其特征在于，包括设置于阵列基板上的N条数据线，以及与所述数据线绝缘且位于不同层的公共电极；
相邻的第2n-1条数据线和第2n条数据线通过一切换开关连接，n是正整数，2n小于或等于N，N为大于1的整数；
所述公共电极包括多个条形公共电极和多个U型公共电极；
所述条形公共电极与所述数据线交叉设置，各所述U型公共电极围绕各所述条形公共电极设置，所述条形公共电极与所述U型公共电极之间相互绝缘；
所述条形公共电极与电容触控感应信号线连接；所述U型公共电极的开口端与电磁触控扫描信号线连接。
实施时，所述阵列基板上依次设置有栅金属层、栅绝缘层、有源层和源漏金属层，所述源漏金属层包括所述多条数据线；
在设置有源漏金属层的阵列基板上沉积有绝缘层，所述条形公共电极和所述U型公共电极都设置于所述绝缘层上。
实施时，所述绝缘层为钝化层或有机树脂层。
实施时，所述绝缘层形成有过孔；所述源漏金属层包括所述电容触控感应信号线和所述电磁触控扫描信号线；
所述条形公共电极通过所述过孔与所述电容触控感应信号线连接，所述U型公共电极通过所述过孔与所述电磁触控扫描信号线连接。
实施时，所述U型公共电极和所述条形电极插指状排列。
实施时，相邻的两个U型公共电极的开口方向相反。
本发明还提供了一种内嵌式触控模组的驱动方法，应用于上述的内嵌式触控模组，所述驱动方法包括：在每一显示周期内，
在显示阶段，控制断开切换开关，控制所述数据线接入显示数据信号，控制所述条形公共电极和所述U型公共电极都接入公共电极信号；
在电容触控阶段，控制断开所述切换开关，所述数据线作为电容触控驱动电极，所述多条条形电极作为电容触控感应电极，控制所述多条数据线依次接入电容触控扫描信号，通过所述多条条形电极传送至电容触控感应信号线的电容触控感应信号来确定触控坐标位置，以实现电容触控；
在电磁触控阶段，控制所述切换开关导通，第2n-1条数据线和第2n条数据线相互连接而作为第一电磁触控电极，所述U型公共电极作为第二电磁触控电极，控制电磁触控扫描信号线向所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极提供电磁触控扫描信号，通过检测所述第一电磁触控电极的第一电磁触控感应信号以及所述第二电磁触控电极的第二电磁触控感应信号，以实现电磁触控。
本发明还提供了一种触控显示面板，包括上述的内嵌式触控模组。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的内嵌式触控模组。
与现有技术相比，本发明所述的内嵌式触控模组、驱动方法、触控显示面板和显示装置，通过设置于阵列基板不同层上的相互绝缘的公共电极和数据线，即可以实现电磁触控和电容触控相结合，不需要增加外挂的触摸层，降低触控模组的厚度，节省生产成本，不会降低触控模组的透过率和开口率。
附图说明
图1是现有的一种外挂式电容式和电磁式结合的触摸屏的结构示意图；
图2是现有的另一种外挂式电容式和电磁式结合的触摸屏的结构示意图；
图3是本发明实施例所述的内嵌式触控模组的结构示意图；
图4是本发明实施例所述的内嵌式触控模组的阵列基板上的公共电极和数据线的位置关系示意图；
图5A是在本发明实施例所述的内嵌式触控模组的阵列基板的源漏金属层包括的数据线和金属走线的布线示意图；
图5B是进一步在本发明实施例所述的内嵌式触控模组的阵列基板的有机树脂层或钝化层设置的过孔的示意图；
图5C是在本发明实施例所述的内嵌式触控模组的阵列基板的有机树脂层或钝化层上进一步设置公共电极，以及公共电极通过过孔与源漏金属层包括的金属走线相连接的示意图；
图6是本发明实施例所述的内嵌式触控模组的驱动方法的时序图。
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做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。
本发明实施例所述的内嵌式触控模组，包括设置于阵列基板的上的N条数据线，以及与所述数据线绝缘且位于不同层的公共电极；
相邻的第2n-1条数据线和第2n条数据线通过一切换开关连接，n是正整数，2n小于或等于N，N为大于1的整数；
所述公共电极包括多个条形公共电极和多个U型公共电极；
所述条形公共电极与所述数据线交叉设置，各所述U型公共电极围绕各所述条形公共电极设置，所述条形公共电极与所述U型公共电极之间相互绝缘；
所述条形公共电极与电容触控感应信号线连接；所述U型公共电极的开口端与电磁触控扫描信号线连接。
本发明实施例所述的内嵌式触控模组，通过设置于阵列基板不同层上的相互绝缘的公共电极和数据线，即可以实现电磁触控和电容触控相结合，不需要增加外挂的触摸层，降低触控模组的厚度，节省生产成本，不会降低触控模组的透过率和开口率。
本发明实施例所述的内嵌式触控模组在工作时，
当需要进行显示时，所述切换开关断开，所述数据线接入显示数据信号，所述条形公共电极和所述U型公共电极都接入公共电极信号；
当需要进行电容式触控时，所述切换开关断开，所述数据线充当电容触控驱动电极，所述条形电极充当电容触控感应电极；
当需要进行电磁式触控时，所述切换开关导通，相互连接的相邻的两数据线充当第一电磁触控电极，所述U型公共电极充当第二电磁触控电极。
优选的，所述U型公共电极和所述条形电极插指状排列，这样可以方便在阵列基板的绝缘层上布线，节省空间。
如图3所示，本发明实施例所述的内嵌式触控模组包括依次排列的阵列基板31、液晶层32和彩膜基板33，其中，
所述阵列基板31上设置有数据线DL以及公共电极COM，所述数据线DL和所述公共电极COM在所述阵列基板31上不同层设置。
从图3中可以看出，本发明实施例所述的内嵌式触控模组利用设置于阵列基板的不同层上的数据线和公共电极即可以完成电容式触控和电磁式触控的结合，不需要外加触摸层，降低触控模组的厚度，节省生产成本，不会降低触控模组的透过率和开口率。
具体的，图4示出了阵列基板上的四根数据线：第一数据线Data1、第二数据线Data2、第三数据线Data3和第四数据线Data4，Data1的下端和Data2的下端通过第一切换开关SW1连接，Data3的下端和Data4的下端通过第二切换开关SW2连接；
还示出了阵列基板上的第一条形电极T1和第二条形电极T2，T1与数据线交叉设置，T2与数据线交叉设置；
还示出了与第一条形电极T1插指状设置的第一U型电极U1，以及，与第二条形电极T2插指状设置的第二U型电极U2；
U1的开口方向与U2的开口方向相反。
在具体实施时，在图3中，U1的开口方向与U2的开口方向也可以相同，将其设置为相反仅是为了金属走线可以在阵列基板的两侧布线，方便实现窄边框，所述金属走线包括电容触控感应信号线和电磁触控扫描信号线，具体内容将在之后的说明书中介绍，在此不再赘述。
具体的，所述阵列基板上依次设置有栅金属层、栅绝缘层、有源层和源漏金属层，所述源漏金属层包括所述多条数据线；
在设置有源漏金属层的阵列基板上沉积有绝缘层，所述条形公共电极和所述U型公共电极都设置于所述绝缘层上。
在具体实施时，所述绝缘层可以为有机树脂层或钝化层。
具体的，所述绝缘层形成有过孔；所述源漏金属层包括金属走线，所述金属走线包括所述电容触控感应信号线和所述电磁触控扫描信号线；
所述条形公共电极通过所述过孔与所述电容触控感应信号线连接，所述U型公共电极通过所述过孔与所述电磁触控扫描信号线连接。
优选的，相邻的两个U型公共电极的开口方向相反，使得可以在阵列基板的两侧布线，实现窄边框。
下面通过三幅图来说明本发明实施例所述的内嵌式触控模组的阵列基板的制造过程：
在阵列基板上依次设置栅金属层、栅绝缘层、有源层和源漏金属层；
如图5A所示，在阵列基板的源漏金属层上设置四根数据线Data：第一数据线Data1、第二数据线Data2、第三数据线Data3和第四数据线Data4，Data1的下端和Data2的下端通过第一切换开关SW1连接，Data3的下端和Data4的下端通过第二切换开关SW2连接；
所述源漏金属层包括电容触控感应信号线51和电磁触控扫描信号线52；
在设置有源漏金属层的阵列基板上沉积有一层有机树脂层或钝化层(图中未示)，如图5B所示，通过构图工艺在有机树脂层或钝化层形成多个过孔HL，所述多个过孔HL的位置根据其后制备的公共电极的布线情况来确定；
在有机树脂层或钝化层表面形成公共电极，并通过构图工艺将公共电极进行图形化；如图5C所示，所述公共电极包括第一条形公共电极T1、第二条形公共电极T2、第一U型公共电极U1和第二U型公共电极U2；
T1与数据线交叉设置，T2与数据线交叉设置；
第一U型电极U1与第一条形公共电极T1插指状设置，第二U型电极U2与第二条形公共电极T2插指状设置，以节省空间；
形成于有机树脂层或钝化层表面的公共电极通过过孔HL与源漏金属层包括的金属走线连接；其中，第一条形公共电极T1和第二条形公共电极T2分别与一电容触控感应信号线51连接；
第一U型公共电极U1的两端和第二U型公共电极U2的两端都分别与一电磁触控扫描信号线52连接；
U1的开口方向与U2的开口方向相反，使得可以在阵列基板的两侧设置金属走线，相对于仅在阵列基板的一侧设置金属走线，更方便实现窄边框。
本发明实施例所述的内嵌式触控模组的驱动方法，应用于上述的内嵌式触控模组，所述驱动方法包括：在每一显示周期内，
在显示阶段，控制断开切换开关，控制所述数据线接入显示数据信号，控制所述条形公共电极和所述U型公共电极都接入公共电极信号；
在电容触控阶段，控制断开所述切换开关，所述数据线作为电容触控驱动电极，所述多条条形电极作为电容触控感应电极，控制所述多条数据线依次接入电容触控扫描信号，通过所述多条条形电极传送至电容触控感应信号线的电容触控感应信号来确定触控坐标位置，以实现电容触控；
在电磁触控阶段，控制所述切换开关导通，第2n-1条数据线和第2n条数据线相互连接而作为第一电磁触控电极，所述U型公共电极作为第二电磁触控电极，控制电磁触控扫描信号线向所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极提供电磁触控扫描信号，通过检测所述第一电磁触控电极的第一电磁触控感应信号以及所述第二电磁触控电极的第二电磁触控感应信号，以实现电磁触控。
本发明实施例所述的内嵌式触控模组的驱动方法的时序图如图6所示，在一帧的显示时间内进行分时驱动：
在显示阶段，数据线接入显示数据信号，公共电极接入公共电极电压，切换开关的控制端接入的切换控制信号SW为低电平，切换开关断开；
在电容触控阶段，切换控制信号SW为低电平，切换开关断开，由数据线构成的电容触控驱动电极被依次逐行扫描，根据由条形公共电极构成的电容触控感应电极的电容触控感应信号来确定触控坐标位置，以实现电容触控；
在电磁触控阶段，切换控制信号SW为高电平，切换开关导通相邻两数据线的连接，由连接的两数据线构成的第一电触控电极，与由U型公共电极构成的第二电磁触控电极交叉，实现电磁触控。(在图6中，V-SYNC是同步信号，当V-SYNC为高电平时为显示阶段，V-SYNC为低电平时为触控阶段)
本发明实施例所述的触控显示面板，包括上述的内嵌式触控模组。
具体的，所述显示装置可以包括液晶显示装置，例如液晶面板、液晶电视、 手机、液晶显示器。除了液晶显示装置外，所述显示装置还可以包括其他类型的显示装置，比如电子阅读器等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种内嵌式触控模组，其特征在于，包括设置于阵列基板上的N条数据线，以及与所述数据线绝缘且位于不同层的公共电极；
第2n-1条数据线仅和相邻的第2n条数据线通过一切换开关连接，与第2n条数据线之外的数据线断开，n是正整数，2n小于或等于N，N为大于1的整数；
所述公共电极包括多个条形公共电极和多个U型公共电极；
所述条形公共电极与所述数据线交叉设置，各所述U型公共电极围绕各所述条形公共电极设置，所述条形公共电极与所述U型公共电极之间相互绝缘；
所述条形公共电极与电容触控感应信号线连接；所述U型公共电极的开口端与电磁触控扫描信号线连接。
2.如权利要求1所述的内嵌式触控模组，其特征在于，所述阵列基板上依次设置有栅金属层、栅绝缘层、有源层和源漏金属层，所述源漏金属层包括多条所述数据线；
在设置有源漏金属层的阵列基板上沉积有绝缘层，所述条形公共电极和所述U型公共电极都设置于所述绝缘层上。
3.如权利要求2所述的内嵌式触控模组，其特征在于，所述绝缘层为钝化层或有机树脂层。
4.如权利要求2所述的内嵌式触控模组，其特征在于，所述绝缘层形成有过孔；所述源漏金属层包括所述电容触控感应信号线和所述电磁触控扫描信号线；
所述条形公共电极通过所述过孔与所述电容触控感应信号线连接，所述U型公共电极通过所述过孔与所述电磁触控扫描信号线连接。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的内嵌式触控模组，其特征在于，所述U型公共电极和所述条形公共电极插指状排列。
6.如权利要求1至4中任一权利要求所述的内嵌式触控模组，其特征在于，相邻的两个U型公共电极的开口方向相反。
7.一种内嵌式触控模组的驱动方法，应用于如权利要求1至6中任一权利要求所述的内嵌式触控模组，其特征在于，所述驱动方法包括：在每一显示周期内，
在显示阶段，控制断开切换开关，控制所述数据线接入显示数据信号，控制所述条形公共电极和所述U型公共电极都接入公共电极信号；
在电容触控阶段，控制断开所述切换开关，所述数据线作为电容触控驱动电极，多条所述条形公共电极作为电容触控感应电极，控制多条所述数据线依次接入电容触控扫描信号，通过所述多条条形公共电极传送至电容触控感应信号线的电容触控感应信号来确定触控坐标位置，以实现电容触控；
在电磁触控阶段，控制所述切换开关导通，第2n-1条数据线和第2n条数据线相互连接而作为第一电磁触控电极，所述U型公共电极作为第二电磁触控电极，控制电磁触控扫描信号线向所述第一电磁触控电极和所述第二电磁触控电极提供电磁触控扫描信号，通过检测所述第一电磁触控电极的第一电磁触控感应信号以及所述第二电磁触控电极的第二电磁触控感应信号，以实现电磁触控。
8.一种触控显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一权利要求所述的内嵌式触控模组。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的内嵌式触控模组。
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