CN105117087A - 触控扫描驱动电路及内嵌式触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控扫描驱动电路及内嵌式触控显示装置，属于显示驱动技术领域。其中触控扫描驱动电路包括多个栅极驱动单元电路，触控扫描驱动单元电路适用于一内嵌式触控显示装置，内嵌式触控显示装置包括多条数据线和多条栅极线，至少一条栅极线复用为触控扫描线并且至少一条数据线复用为触控感应线，或至少一条数据线复用为触控扫描线并且至少一条栅极线复用为触控感应线，触控扫描驱动单元电路包括：栅极驱动单元电路以及与栅极驱动单元电路相连的第一触控控制模块及第二触控控制模块，栅极扫描信号输出端、第一模块、第二模块、驱动模块和低电平维持模块。本发明电路结构简单、成本较低。

Description

触控扫描驱动电路及内嵌式触控显示装置

技术领域

本发明涉及显示驱动技术领域，特别涉及一种触控扫描驱动电路及内嵌式触控显示装置。

背景技术

随着科学技术的日益发展，移动电话、个人数字助理、笔记本电脑等数字化工具得到了广泛的应用，其中显示屏幕是这些工具中不可或缺的人机沟通界面。为了达到更便利、更轻巧以及更人性化的目的，许多信息产品已经由传统的键盘或鼠标等，转为使用触控面板(TouchPanel)作为其输入装置。

触控面板依照触控感应原理的不同可分为电阻式、电容式、光学式、声波式以及电磁式等多种类型，其中，由于电容式触控面板具有反应速度快、灵敏度高、可靠度佳以及耐用度高等优点，目前已被广为使用。依照组成方式的不同，电容式触控面板具有多种类型，如：直接在保护玻璃上形成透明电极层的类型(OneGlassSolution，OGS)；在保护玻璃与显示面板之间的两层薄膜上分别形成透明电极层的类型(Glass/Film/Film，GFF)；将触控感应层设置在显示面板的偏光片与彩色滤光片基板之间的类型(On-Cell，外挂式)；以及将触控感应层嵌入到显示面板的像素结构之中的类型(In-Cell，内嵌式)等。

为了符合目前产品轻薄短小的趋势，内嵌式(In-Cell)触控面板因为可以和阵列基板集成在一起，有效减少了整个触摸显示装置的厚度并简化了制作工艺，因此得到了较为广泛的应用。

目前，现有的内嵌式触控面板是在现有的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，即在阵列基板的表面制作两层相互异面相交的条状ITO(IndiumTinOxides，铟锡金属氧化物)电极，这两层ITO电极分别作为触控面板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。

上述这种电容式内嵌式触控面板，需要在现有的阵列基板上增加额外的触控扫描线和触控感应线，一方面会降低触控面板的开口率，进而影响触控面板的透光率。另一方面，由于需要在现有的阵列基板上增加触控扫描线和触控感应线，还会增多制作工艺中的掩膜次数，增大触摸屏的厚度，从而增加生产成本。

发明内容

本发明提供一种触控扫描驱动电路及内嵌式触控显示装置，以解决现有电路生产成本高等问题。

所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种触控扫描驱动电路，包括多个栅极驱动单元电路，所述触控扫描驱动单元电路适用于一内嵌式触控显示装置，内嵌式触控显示装置包括多条数据线和多条栅极线，至少一条栅极线复用为触控扫描线并且至少一条数据线复用为触控感应线，或至少一条数据线复用为触控扫描线并且至少一条栅极线复用为触控感应线，触控扫描驱动单元电路包括：栅极驱动单元电路以及与栅极驱动单元电路相连的第一触控控制模块及第二触控控制模块，栅极驱动单元电路包括栅极扫描信号输出端、第一模块、第二模块、驱动模块和低电平维持模块，其中；第一模块，包括用于输入第五控制信号的第五控制信号输入端、用于输入第四控制信号的第四控制信号输入端和输出端，其输出端连接到控制节点；在显示阶段，第四控制信号和第五控制信号在一帧的时间内具有一个高电平交叠期，在正向扫描模式下第一模块响应第四控制信号和第五控制信号的高电平交叠期信号，通过其输出端对控制节点进行充电，在反向扫描模式下第一模块在第四控制信号和第五控制信号分别为低电平和高电平时，对控制节点进行放电，在触控阶段，第一模块处于截止状态；第二模块，包括用于输入第六控制信号的第六控制信号输入端、用于输入第二控制信号的第二控制信号输入端和输出端，其输出端连接到控制节点；在显示阶段，第二控制信号和第六控制信号在一帧的时间内具有一个高电平交叠期，在正向扫描模式下第二模块在第二控制信号和第六控制信号分别为低电平和高电平时，对控制节点进行放电，在反向扫描模式下，第二模块响应第二控制信号和第六控制信号的高电平交叠期信号，通过其输出端对控制节点进行充电，在触控阶段，第二模块处于截止状态；驱动模块，包括耦合到控制节点的控制端、用于输入第一控制信号的第一控制信号输入端、驱动模块的输出端耦合到栅极扫描信号输出端；在显示阶段，驱动模块在控制节点高电平的控制下，将第一控制信号的电平施加到驱动模块的输出端；第一控制信号位于第四控制信号、第五控制信号的高电平交叠期与第二控制信号、第六控制信号的高电平交叠期之间，在触控阶段，驱动模块导通；低电平维持模块，包括用于输入第三控制信号的第三控制信号输入端，低电平维持模块耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一控制信号，第三控制信号与第一控制信号为互补信号；在显示阶段，低电平维持模块在第一控制信号和第三控制信号的控制下，当第一模块或第二模块对控制节点进行放电后将控制节点耦合到低电平直到下次控制节点被充电，在触控阶段，低电平维持模块处于截止状态；第一触控控制模块，包括用于输入触控扫描使能信号的第一触控扫描控制端及用于输入触控扫描通道选择信号的第二触控扫描控制端；在显示阶段，第一触控控制模块在第一触控扫描使能信号和触控扫描通道选择信号的控制下不工作，在触控阶段，接收栅极线上传送的触控扫描信号；第二触控控制模块，包括用于输入触控扫描通道选择信号的触控扫描控制端；在显示阶段，第二触控控制模块在第一触控扫描使能信号和触控扫描通道选择信号的控制下不工作，在触控阶段，第二触控控制模块控制导通驱动模块。

在本发明的一个实施例中，第一模块包括第一晶体管，第一晶体管的栅极用于输入第五控制信号即栅极扫描信号，第一端用于输入第四时钟信号，第二端连接到控制节点。

在本发明的一个实施例中，第二模块包括第三晶体管，第三晶体管的栅极用于输入第六控制信号即栅极扫描信号，第一端连接到控制节点，第二端用于输入第二时钟信号。

在本发明的一个实施例中，驱动模块包括第二晶体管，第二晶体管的栅极耦合到控制节点，第一端用于输入第一时钟信号，第二端耦合到栅极扫描信号输出端。

在本发明的一个实施例中，低电平维持模块包括第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管；第五晶体管的栅极用于输入第三时钟信号，第五晶体管的第一端耦合到栅极扫描信号输出端，第二端耦合到低电平提供装置，第七晶体管的栅极耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一时钟信号，第一端耦合到栅极扫描信号输出端，第二端耦合到低电平提供装置；第四晶体管的栅极耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一时钟信号，第一端耦合到控制节点，第二端耦合到栅极扫描信号输出端，第六晶体管的栅极耦合到栅极扫描信号输出端，第一端耦合到低电平提供装置。

在本发明的一个实施例中，低电平维持模块还包括第一电容和第二电容，第一电容连接在控制节点和栅极扫描信号输出端之间，第二电容连接在第七晶体管的栅极和第一控制信号输入端之间。

在本发明的一个实施例中，第一触控控制模块包括第八晶体管及第九晶体管，第八晶体管的栅极耦合到第一触控扫描控制端，用于接收触控扫描使能信号，第一端耦合到控制节点，第二端耦合到第二触控扫描控制端，用于接收触控扫描通道选择信号；第九晶体管的栅极用于接收触控扫描使能信号，第一端耦合到第一控制信号输入端，第二端用于接收触控扫描使能信号，用于输入第一时钟信号。

在本发明的一个实施例中，第二触控控制模块包括第十晶体管，第十晶体管的栅极耦合到触控扫描控制端，第一端耦合到低电平提供装置，第二端耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一时钟信号。

本发明实施例提供了一种内嵌式触控显示装置，其包括：显示面板，面板包括由多个像素构成的二维像素阵列，以及与每个像素阵列相连的第一方向的多条栅极线和第二方向的多条数据线；源极驱动电路，用于在显示阶段给数据线提供数据信号；上述触控扫描驱动电路，用于在显示阶段给栅极线提供栅极扫描信号和在触控阶段接收栅极线上传送的触控扫描信号；与触控感应线连接的触控感应驱动电路，触控感应驱动电路在触控阶段接收触控感应线上传送的触控感应信号。

在本发明的一个实施例中，触控显示装置还包括设置在触控感应线和触控感应驱动电路之间的触控开关，用于在触控阶段开启触控感应线与触控感应驱动电路之间的连接，在显示阶段关闭触控感应线与触控感应驱动电路之间的连接；触控显示装置还包括设置在数据线和源极驱动电路之间的显示开关，用于在在显示阶段开启数据线与源极驱动电路之间的连接，在触控阶段关闭数据线与源极驱动电路之间的连接。

在本发明的一个实施例中，触控显示装置还包括设置在触控扫描线和触控扫描驱动电路之间的触控开关，用于在触控阶段开启触控扫描线与触控扫描驱动电路之间的连接，在显示阶段关闭触控扫描线与触控扫描驱动电路之间的连接；触控显示装置还包括设置在栅极线和栅极驱动电路之间的显示开关，用于在显示阶段开启栅极线与栅极驱动电路之间的连接，在触控阶段关闭栅极线与栅极驱动电路之间的连接。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将数据线或栅极线复用为触控扫描线，将栅极线或数据线复用为触控感应线，并通过触控扫描驱动电路在触控阶段感应栅极线上传送的触控扫描信号，以实现触控功能，在显示阶段向栅极线输出栅极扫描信号，以供触控显示装置实现显示功能。相较于传统的内嵌式触控显示装置，本发明并不需要额外设置触控扫描线和触控感应线，从而可以减少制作工艺中的掩膜次数，减小触摸屏的厚度，具有轻薄化的优势，降低生产成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的触控扫描驱动单元电路的电路图；

图2是本发明第一实施例中触控扫描驱动电路的级联框图；

图3是图1的触控扫描驱动单元电路的时序图；

图4是图1的触控扫描驱动单元电路的另一时序图；

图5是本发明第二实施例提供的内嵌式触控显示装置的示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例及结合附图对本发明做详细的描述。

第一实施例

图1是本发明第一实施例提供的触控扫描驱动单元电路的电路图。触控扫描驱动单元电路适用于一内嵌式触控显示装置，所述触控显示装置包括多条数据线和多条栅极线，至少一条栅极线复用为触控扫描线并且至少一条数据线复用为触控感应线，或至少一条数据线复用为触控扫描线并且至少一条栅极线复用为触控感应线。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和触控感应线的异面相交处。

请参阅图1，触控扫描驱动单元电路5包括：栅极驱动单元电路、以及与栅极驱动单元电路相连的第一触控控制模块17及第二触控控制模块18。第一触控控制模块17和第二触控控制模块18构成触控模块，多个栅极驱动单元电路构成栅极驱动电路。栅极驱动单元电路包括栅极扫描信号输出端V0、第一模块11、第二模块12、驱动模块13和低电平维持模块14。

本实施例的触控扫描驱动电路包括多级如图1所示的触控扫描驱动单元电路，栅极扫描信号输出端V0用于输出栅极扫描信号VG[n]，栅极扫描信号输出端V0耦合到与其对应的一条栅极线，栅极扫描信号输出端V0输出的栅极扫描信号VG[n]被施加到对应的栅极线。在栅极驱动单元电路的实际应用中，往往需要其具有双向扫描功能，即栅极扫描信号的扫描脉冲传递的次序可以从小序号的级数往大序号的级数传递，例如按照1、2、3……N-1、N级地顺次传递，称为正向扫描。还可以从大序号的级数往小序号的级数传递，例如按照N、N-1……3、2、1级地顺次传递，称为反向扫描。

在本实施例中，上述触控扫描驱动单元电路的驱动周期包括显示阶段和触控阶段。多条栅极线和数据线连接触控扫描驱动电路，触控扫描驱动电路经由多条栅极线在显示阶段向栅极线输出栅极扫描信号，以供触控显示装置实现显示功能。而在触控阶段，用以接收产生于栅极线上的多个触控扫描信号。也即触控扫描驱动电路分别在不同时间段通过多个栅极线进行传送多个栅极扫描信号的动作以及接收多个触控扫描信号的动作。

在本发明实施例中，均假设当前栅极驱动单元电路为第n级栅极驱动单元电路，VG[n]表示第n级栅极驱动单元电路输出的栅极扫描信号，VG[n+1]表示本级栅极驱动单元电路的下一级(第n+1级)栅极驱动单元电路输出的栅极扫描信号，VG[n-1]表示本级栅极驱动单元电路的上一级(第n-1级)栅极驱动单元电路输出的栅极扫描信号。

第一模块11，包括用于输入第五控制信号的第五控制信号输入端111、用于输入第四控制信号的第四控制信号输入端112和输出端113，其输出端连接到控制节点Q。在显示阶段，第四控制信号和第五控制信号在一帧的时间内具有一个高电平交叠期，在正向扫描模式下第一模块11响应第四控制信号和第五控制信号的高电平交叠期信号，通过其输出端113对控制节点Q进行充电，在反向扫描模式下第一模块11在第四控制信号和第五控制信号分别为低电平和高电平时，对控制节点Q进行放电，在触控阶段，第一模块11处于截止状态；高电平交叠期是指两个或多个时序信号的时序图中，都为高电平的阶段。

第二模块12，包括用于输入第六控制信号的第六控制信号输入端121、用于输入第二控制信号的第二控制信号输入端122和输出端123，其输出端连接到控制节点Q。在显示阶段，所述第二控制信号和第六控制信号在一帧的时间内具有一个高电平交叠期，在正向扫描模式下第二模块12在第二控制信号和第六控制信号分别为低电平和高电平时，对控制节点Q进行放电，在反向扫描模式下，第二模块12响应第二控制信号和第六控制信号的高电平交叠期信号，通过其输出端123对控制节点Q进行充电，在触控阶段，第二模块12处于截止状态。

驱动模块13，包括耦合到控制节点Q的控制端133、用于输入第一控制信号的第一控制信号输入端131、驱动模块的输出端132耦合到栅极扫描信号输出端V0。在显示阶段，驱动模块13在控制节点Q高电平的控制下，将第一控制信号的电平施加到驱动模块13的输出端132；所述第一控制信号位于第四控制信号、第五控制信号的高电平交叠期与第二控制信号、第六控制信号的高电平交叠期之间，在触控阶段，驱动模块13导通。其中，每一级栅极驱动单元电路耦合到与其对应的一条栅极线，在本实例中，该栅极驱动单元电路输出的栅极扫描信号VG[n]被施加到与其对应的栅极线。

低电平维持模块14，包括用于输入第三控制信号的第三控制信号输入端141，所述低电平维持模块14耦合到第一控制信号输入端13，用于输入第一控制信号，所述第三控制信号与第一控制信号为互补信号。在显示阶段，低电平维持模块14在第一控制信号和第三控制信号的控制下，当第一模块11或第二模块12对控制节点Q进行放电后将控制节点Q耦合到低电平直到下次控制节点Q被充电，在触控阶段，低电平维持模块14处于截止状态。

第一触控控制模块17，包括用于输入触控扫描使能信号的第一触控扫描控制端171及用于输入触控扫描通道选择信号的第二触控扫描控制端172。在显示阶段，第一触控控制模块17在第一触控扫描使能信号和触控扫描通道选择信号的控制下不工作，从而不影响栅极驱动单元电路的工作状态，在触控阶段，接收栅极线上传送的触控扫描信号。

第二触控控制模块18，包括用于输入触控扫描通道选择信号的触控扫描控制端181。在显示阶段，第二触控控制模块18在第一触控扫描使能信号和触控扫描通道选择信号的控制下不工作，从而不影响栅极驱动单元电路的工作状态，在触控阶段，第二触控控制模块18控制导通驱动模块13。

在一帧的时间内每条栅极线被扫描一次，因此在一帧的时间内，每个栅极驱动单元电路只输出一次栅极扫描信号，这要求一帧的时间内对控制节点Q进行一次充电和一次放电，因此要求第四控制信号和第五控制信号在每一帧的时间内都具有一个高电平交叠期，当该高电平交叠期到来时，第一模块11对控制节点Q进行充电。同时要求第二控制信号和第六控制信号在每一帧的时间内也具有一个高电平交叠期，在一帧的时间内，控制节点Q保持为高电平，从而驱动模块也具备下拉功能；而第六控制信号、第二控制信号分别为高电平和低电平时，第二模块12对控制节点Q进行放电。为使第一模块11和第二模块12在正向扫描和反向扫描时复用，可通过对控制信号的时序设计，使第一控制信号位于第四控制信号、第五控制信号的高电平交叠期与第二控制信号、第六控制信号的高电平交叠期之间，第三控制信号在触控控制节点Q放电的高电平交叠期之后，从而使在正向扫描模式下，第一模块在第四控制信号、第五控制信号的高电平交叠期到来时对控制节点Q进行充电，第二模块在第二控制信号、第六控制信号分别为低电平和高电平时对控制节点Q进行放电；而在反向扫描模式下，第二模块12在第二控制信号、第六控制信号的高电平交叠期到来时对控制节点Q进行充电，第一模块11在第四控制信号、第五控制信号分别为低电平和高电平时对控制节点Q进行放电。

本实施例中，第一控制信号为第一时钟信号VA，第二控制信号为第二时钟信号VB，第三控制信号为第三时钟信号VC，第四控制信号为第四时钟信号VD；在正向扫描模式下，第二时钟信号VB比第一时钟信号VA晚一个相位，第三时钟信号VC比第一时钟信号VA晚两个相位，第四时钟信号VD比第一时钟信号VA晚三个相位；在反向扫描模式下，第二时钟信号VB比第一时钟信号VA早一个相位，第三时钟信号VC比第一时钟信号VA早两个相位，第四时钟信号VD比第一时钟信号VA早三个相位；按照正向扫描方向，假设当前栅极驱动单元电路为第n级栅极驱动单元电路，则第五控制信号为第n-2级栅极驱动单元电路输出的栅极扫描信号VG[n-2]，第六控制信号为第n+2级栅极驱动单元电路输出的栅极扫描信号VG[n+2]，相邻两条栅极线的栅极扫描信号相差一个相位，则栅极扫描信号VG[n-2]和栅极扫描信号VG[n+2]相差两个相位，一个相位为T/4，T为时钟信号的周期。

本实施例中，第一模块11包括第一晶体管T1，第一晶体管T1的栅极用于输入第五控制信号即栅极扫描信号VG[n-2]，第一端用于输入第四时钟信号VD，第二端连接到控制节点Q。第二模块12包括第三晶体管T3，第三晶体管T3的栅极用于输入第六控制信号即栅极扫描信号VG[n+2]，第一端连接到控制节点Q，第二端用于输入第二时钟信号VB。驱动模块13包括第二晶体管T2，第二晶体管T2的栅极耦合到控制节点Q，第一端用于输入第一时钟信号VA，第二端耦合到栅极扫描信号输出端V0。低电平维持模块14包括第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7。优选地，在本实施例中，低电平维持模块14还可以包括第一电容C1和第二电容C2，第五晶体管T5的栅极用于输入第三时钟信号VC，第五晶体管T5的第一端耦合到栅极扫描信号输出端V0，第二端耦合到低电平提供装置VGL，第七晶体管T7的栅极耦合到第一控制信号输入端131，用于输入第一时钟信号VA，第一端耦合到栅极扫描信号输出端V0，第二端耦合到低电平提供装置VGL。第一电容C1连接在控制节点Q和栅极扫描信号输出端V0之间，第二电容C2连接在第七晶体管T7的栅极和第一控制信号输入端131之间，第四晶体管T4的栅极耦合到第一控制信号输入端131，用于输入第一时钟信号VA，第一端耦合到控制节点Q，第二端耦合到栅极扫描信号输出端V0，第六晶体管T6的栅极耦合到栅极扫描信号输出端V0，第一端耦合到低电平提供装置VGL，第二端耦合到第二电容C2的一端。第一触控控制模块17包括第八晶体管T8及第九晶体管T9，第八晶体管T8的栅极耦合到第一触控扫描控制端171，用于接收触控扫描使能信号TP-EN，第一端耦合到控制节点Q，第二端耦合到第二触控扫描控制端172，用于接收触控扫描通道选择信号TPn。第九晶体管T9的栅极用于接收触控扫描使能信号TP-EN，第一端耦合到第一控制信号输入端131，第二端用于接收触控扫描使能信号TP-EN，用于输入第一时钟信号VA。第二触控控制模块18包括第十晶体管T10，第十晶体管T10的栅极耦合到触控扫描控制端181，第一端耦合到低电平提供装置VGL，第二端耦合到第一控制信号输入端131，用于输入第一时钟信号VA。

本实施例中，在显示阶段，当栅极驱动单元电路工作在低电平维持阶段时，由于第七晶体管T7的栅极是通过第二电容C2耦合到第一时钟信号VA的，因此当第一时钟信号VA跳变为高电平时，第七晶体管T7的栅极电压也是跳变到一个较高电压值，使第七晶体管T7闭合导通；而当第一时钟信号VA跳变为低电平时，第七晶体管T7的栅极电压仍然跳变回低电平电压。此外，第四晶体管T4和第一电容C1也是起到维持控制节点Q为低电平的作用。由于控制节点Q上的电压跳变主要是由第二晶体管T2的栅极-漏极寄生电容引起的。而控制节点Q上电压跳变的量主要是由第二晶体管T2的栅极-漏极寄生电容与包括第一电容C1在内的控制节点上的其它电容的比率而决定的。增加第一电容C1的值，能够有效地抑制由于第一时钟信号VA的跳变而引起的控制节点Q的电压跳变。

上述晶体管的第一端可以是晶体管的源极或漏极，对应的，第二端为晶体管的漏极或源极。

晶体管类型可以为非晶硅、低温多晶硅或者氧化物半导体，由于氧化物TFT的高迁移率和Ioff很低的特点，此电路产生的触控扫描信号对显示的影响最小，而其触控效果最佳，因此优选为氧化物半导体晶体管。”

一般地，触控显示装置的触控精度通常在毫米级，而显示精度通常在微米级，可以看出，触控显示装置所需的触控扫描线和触控感应线比阵列基板所需的驱动线(数据线和栅极线)要少的多，并且，阵列基板中对应的数据线和栅极线都异面相交，即两条线相互绝缘且在垂直方向上的投影相交，因此可以将一部分数据线和栅极线作为触控线(触控扫描线和触控感应线)，并且，在数据线和栅极线的异面相交处形成感应电容，以实现触摸功能。此外，还可以将多条(例如3条)数据线和栅极线作为一个触控通道，即每个触控感应通道包括3条数据线，每个触控扫描通道包括3条栅极线。

本实施例中，均将栅极驱动单元电路的时钟信号复用为触控扫描的时钟信号，触控扫描通道数为栅极驱动单元电路时钟信号数目的整数倍。例如对于FHD分辨率的显示装置，栅极线的数目为1920，假设每条栅极线的寄生电容为40pF，栅极驱动单元电路的时钟数目为8，触控扫描推力(即触控扫描时能承受的最大负载)为1000pF，则触控扫描通道数目为80。其计算过程如下：1000/40＝25，25/8＝3，1920/3/8＝80。

图2是本发明第一实施例中触控扫描驱动单元电路的构成的触控扫描驱动电路级联框图。此触控扫描驱动电路包括N个级联的如图1所述的触控扫描驱动单元电路，所述N为大于1的整数，触控扫描驱动电路还包括四路时钟信号线(VA1、VB1、VC1、VD1)。其中，第一时钟信号线VA1、第二时钟信号线VB1、第三时钟信号线VC1、第四时钟信号线VD1的时钟依次晚一个相位。

在本触控扫描驱动电路中，第一级触控扫描驱动单元电路501的第一时钟信号端51VA、第二时钟信号端51VB、第三时钟信号端51VC、第四时钟信号端51VD分别连接第一时钟信号线VA1、第二时钟信号线VB1、第三时钟信号线VC1、第四时钟信号线VD1以接收第一时钟信号VA、第二时钟信号VB、第三时钟信号VC及第四时钟信号VD(如图1所示)。第一级触控扫描驱动单元电路501的电压接收端51VGL连接低电平提供装置VGL。第一级触控扫描驱动单元电路501的两个控制端51TP-EN、51TPn分别接收触控扫描使能信号TP-EN和触控扫描通道选择信号TPn。第一级触控扫描驱动单元电路501的栅极扫描信号输出端51VG[n]输出栅极扫描信号VG[1]。第一级触控扫描驱动单元电路501的栅极扫描信号接收端51VG[n+2]连接第三级触控扫描驱动单元电路503的栅极扫描信号输出端53VG[n]，以接收第三级触控扫描驱动单元电路503输出的栅极扫描信号VG[3]。

第二级触控扫描驱动单元电路502的第一时钟信号端52VA、第二时钟信号端52VB、第三时钟信号端52VC、第四时钟信号端52VD分别连接第二时钟信号线VB1、第三时钟信号线VC1、第四时钟信号线VD1、第一时钟信号线VA1以接收第二时钟信号VB、第三时钟信号VC、第四时钟信号VD及第一时钟信号VA。第二级触控扫描驱动单元电路502的电压接收端52VGL连接低电平提供装置VGL。第二级触控扫描驱动单元电路502的两个控制端52TP-EN、52TPn分别接收触控扫描使能信号TP-EN和触控扫描通道选择信号TPn。第二级触控扫描驱动单元电路502的栅极扫描信号输出端52VG[n]输出栅极扫描信号VG[2]。第二级触控扫描驱动单元电路502的栅极扫描信号接收端52VG[n+2]连接第四级触控扫描驱动单元电路504的栅极扫描信号输出端54VG[n]，以接收第四级触控扫描驱动单元电路504输出的栅极扫描信号VG[4]。

第三级触控扫描驱动单元电路503的第一时钟信号端53VA、第二时钟信号端53VB、第三时钟信号端53VC、第四时钟信号端53VD分别连接第三时钟信号线VC1、第四时钟信号线VD1、第一时钟信号线VA1、第二时钟信号线VB1以接收第三时钟信号VC第四时钟信号VD、第一时钟信号VA、第二时钟信号VB。第三级触控扫描驱动单元电路503的电压接收端53VGL连接低电平提供装置VGL。第三级触控扫描驱动单元电路503的两个控制端53TP-EN、53TPn分别接收触控扫描使能信号TP-EN和触控扫描通道选择信号TPn。第三级触控扫描驱动单元电路503的栅极扫描信号输出端53VG[n]输出栅极扫描信号VG[3]。第三级触控扫描驱动单元电路503的栅极扫描信号接收端53VG[n+2]连接第五级触控扫描驱动单元电路的栅极扫描信号输出端，以接收第五级触控扫描驱动单元电路输出的栅极扫描信号。

第四级触控扫描驱动单元电路504的第一时钟信号端54VA、第二时钟信号端54VB、第三时钟信号端54VC、第四时钟信号端54VD分别连接第四时钟信号线VD1、第一时钟信号线VA1、第二时钟信号线VB1、第三时钟信号线VC1以接收第四时钟信号VD、第一时钟信号VA、第二时钟信号VB、第三时钟信号VC。第四级触控扫描驱动单元电路504的电压接收端54VGL连接低电平提供装置VGL。第四级触控扫描驱动单元电路504的两个控制端54TP-EN、54TPn分别接收触控扫描使能信号TP-EN和触控扫描通道选择信号TPn。第四级触控扫描驱动单元电路504的栅极扫描信号输出端54VG[n]输出栅极扫描信号VG[4]。第四级触控扫描驱动单元电路504的栅极扫描信号接收端54VG[n+2]连接第六级触控扫描驱动单元电路的栅极扫描信号输出端，以接收第六级触控扫描驱动单元电路输出的栅极扫描信号。

在栅极驱动电路中，第一至第四触控扫描驱动单元电路构成一个周期，后续触控扫描驱动单元电路循环重复第一至第四级单元电路的连接关系，在此不再赘述。

图3是图1的触控扫描驱动单元电路的时序图。该时序图是通过SPICE(Simulationprogramwithintegratedcircuitemphasis，集成电路模拟程序)模拟得到的。图3中的曲线1A、1B、1C、1D分别表示第一时钟信号VA、第二时钟信号VB、第三时钟信号VC和第四时钟信号VD的电压变化曲线，图3中的曲线TX1、TX2、TX3、TX4分别表示第n极、第n+1级、第n+2级、第n+3级触控扫描驱动单元电路传送的触控扫描信号电压变化曲线，图3中的曲线1TP-EN1、1TP-EN2、1TP-EN3、1TP-EN4分别表示第n极、第n+1级、第n+2级、第n+3级触控扫描驱动单元电路接收的触控扫描使能信号的电压变化曲线。图4是图1的触控扫描驱动单元电路的另一时序图。图4中的曲线TX11、TX12、TX1m-1、TX1m分别表示第1极、第2级、第m-1级、第m级触控扫描驱动单元电路传送的触控扫描信号电压变化曲线。图4中的曲线G1、G2、Gm-1、Gm分别表示第1极、第2级、第m-1级、第m级触控扫描驱动单元电路输出的栅极扫描信号电压变化曲线。以下将结合图1至图4，说明本实施例栅极驱动单元电路的工作过程：在显示阶段，触控扫描使能信号TP_EN、触控扫描通道选择信号TPn均为低电平电压(例如低电平VGL1)，晶体管T8～T10截止，栅极驱动单元电路工作，栅极驱动单元电路的工作过程如上所述，在此不再赘述。在触控阶段，触控扫描使能信号TP_EN为高电平电压，晶体管T8和T9导通。当触控扫描通道选择信号TPn为高电平电压(例如高电平VGH)时，控制节点Q为高电平电压，节点QB为低电平电压，晶体管T2导通，触控扫描信号则从栅极扫描信号输出端V0传送到第一控制信号输入端131，触控扫描驱动单元电路会通过栅极线接收触控扫描信号，当有物体触碰触控显示装置时，会引起触控扫描信号的变化而可以判断触点位置。其中，触控阶段在每帧时间的displayblanking(显示消隐)区域有效或者按照需求将显示画面时的几帧时间用作触控。例如:一种方法是时钟信号频率为60Hz时，每帧时间的displayblanking(显示消隐)区域中，触控扫描只扫描触控面板1/n，从而n帧时间完成全面板扫描，每秒完成60/n次触控扫描；另一种方法是时钟信号为60Hz时，10帧时间用作显示，而2帧时间用作触控，如此5个循环达到每秒50帧画面显示和10帧时间用作触控。

第二实施例

图5是本发明第二实施例提供的内嵌式触控显示装置的示意图。如图5所示，所述内嵌式触控显示装置，包括：面板50，面板50包括由多个像素构成的二维像素阵列，以及与每个像素阵列相连的第一方向的多条数据线53和第二方向的多条栅极线51；源极驱动电路57，用于在显示阶段给所述数据线53提供数据信号；还包括实施例一中的触控扫描驱动电路，用于在显示阶段给所述栅极线51提供栅极扫描信号和在触控阶段接收栅极线51上传送的触控扫描信号，其中，触控扫描驱动电路包括栅极驱动电路55(即图1中的栅极驱动单元电路)和触控模块56。如图5所示，触控显示装置还包括与触控感应线连接的触控感应驱动电路58，触控感应驱动电路58在触控阶段接收触控感应线上传送的触控感应信号。其中，源极驱动电路和触控感应驱动电路可以集成在源极驱动芯片上。

进一步地，触控显示装置还包括设置在触控感应线和触控感应驱动电路58之间的触控开关K1，用于在触控阶段开启触控感应线与触控感应驱动电路之间的连接，在显示阶段关闭触控感应线与触控感应驱动电路58之间的连接。

进一步地，触控显示装置还包括设置在数据线和源极驱动电路之间的显示开关K2，用于在在显示阶段开启数据线与源极驱动电路58之间的连接，在触控阶段关闭数据线与源极驱动电路58之间的连接。

进一步地，触控显示装置还包括设置在触控扫描线和触控模块56之间的触控开关K3，用于在触控阶段开启触控扫描线与触控模块56之间的连接，在显示阶段关闭触控扫描线与触控模块56之间的连接。

进一步地，触控显示装置还包括设置在栅极线和栅极驱动电路之间的显示开关K4，用于在显示阶段开启栅极线与栅极驱动电路55之间的连接，在触控阶段关闭栅极线与栅极驱动电路55之间的连接。

一般地，触控显示装置的触控精度通常在毫米级，而显示精度通常在微米级，可以看出，触控显示装置所需的触控扫描线和触控感应线比阵列基板所需的驱动线(数据线和栅极线)要少的多，并且，阵列基板中对应的数据线和栅极线都异面相交，即两条线相互绝缘且在垂直方向上的投影相交，因此可以将一部分数据线和栅极线作为触控线(触控扫描线和触控感应线)，并且，在数据线和栅极线的异面相交处形成感应电容，以实现触摸功能。此外，还可以将多条(例如3条)数据线和栅极线作为一个触控通道，即每个触控感应通道包括3条数据线，每个触控扫描通道包括3条栅极线。

较佳地，本发明实施例中，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，以统一触控显示装置的触控精度。

综上所述，本发明实施例的触控扫描驱动电路和内嵌式触控显示装置通过将数据线或栅极线复用为触控扫描线，将栅极线或数据线复用为触控感应线，并通过触控扫描驱动电路在触控阶段感应栅极线上传送的触控扫描信号，以实现触控功能，在显示阶段向栅极线输出栅极扫描信号，以供触控显示装置实现显示功能。相较于传统的内嵌式触控显示装置，本发明实施例并不需要额外设置触控扫描线和触控感应线，从而可以减少制作工艺中的掩膜次数，减小触摸屏的厚度，具有轻薄化的优势，降低生产成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动，仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种触控扫描驱动电路，包括多个栅极驱动单元电路，所述触控扫描驱动单元电路适用于一内嵌式触控显示装置，所述内嵌式触控显示装置包括多条数据线和多条栅极线，其特征在于，至少一条栅极线复用为触控扫描线并且至少一条数据线复用为触控感应线，或至少一条数据线复用为触控扫描线并且至少一条栅极线复用为触控感应线，所述触控扫描驱动单元电路包括：栅极驱动单元电路以及与所述栅极驱动单元电路相连的第一触控控制模块及第二触控控制模块，所述栅极驱动单元电路包括栅极扫描信号输出端、第一模块、第二模块、驱动模块和低电平维持模块，其中；

所述第一模块，包括用于输入第五控制信号的第五控制信号输入端、用于输入第四控制信号的第四控制信号输入端和输出端，其输出端连接到控制节点；在显示阶段，第四控制信号和第五控制信号在一帧的时间内具有一个高电平交叠期，在正向扫描模式下所述第一模块响应第四控制信号和第五控制信号的高电平交叠期信号，通过其输出端对控制节点进行充电，在反向扫描模式下所述第一模块在第四控制信号和第五控制信号分别为低电平和高电平时，对控制节点进行放电，在触控阶段，所述第一模块处于截止状态；

所述第二模块，包括用于输入第六控制信号的第六控制信号输入端、用于输入第二控制信号的第二控制信号输入端和输出端，其输出端连接到控制节点；在显示阶段，所述第二控制信号和第六控制信号在一帧的时间内具有一个高电平交叠期，在正向扫描模式下所述第二模块在第二控制信号和第六控制信号分别为低电平和高电平时，对控制节点进行放电，在反向扫描模式下，所述第二模块响应第二控制信号和第六控制信号的高电平交叠期信号，通过其输出端对控制节点进行充电，在触控阶段，所述第二模块处于截止状态；

所述驱动模块，包括耦合到控制节点的控制端、用于输入第一控制信号的第一控制信号输入端、驱动模块的输出端耦合到栅极扫描信号输出端；在显示阶段，所述驱动模块在控制节点高电平的控制下，将第一控制信号的电平施加到所述驱动模块的输出端；所述第一控制信号位于第四控制信号、第五控制信号的高电平交叠期与第二控制信号、第六控制信号的高电平交叠期之间，在触控阶段，所述驱动模块导通；

所述低电平维持模块，包括用于输入第三控制信号的第三控制信号输入端，所述低电平维持模块耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一控制信号，所述第三控制信号与第一控制信号为互补信号；在显示阶段，所述低电平维持模块在第一控制信号和第三控制信号的控制下，当第一模块或第二模块对控制节点进行放电后将控制节点耦合到低电平直到下次控制节点被充电，在触控阶段，所述低电平维持模块处于截止状态；

所述第一触控控制模块，包括用于输入触控扫描使能信号的第一触控扫描控制端及用于输入触控扫描通道选择信号的第二触控扫描控制端；在显示阶段，所述第一触控控制模块在第一触控扫描使能信号和触控扫描通道选择信号的控制下不工作，在触控阶段，接收栅极线上传送的触控扫描信号；

所述第二触控控制模块，包括用于输入触控扫描通道选择信号的触控扫描控制端；在显示阶段，所述第二触控控制模块在第一触控扫描使能信号和触控扫描通道选择信号的控制下不工作，在触控阶段，第二触控控制模块控制导通所述驱动模块。

2.根据权利要求1所述的触控扫描驱动电路，其特征在于，所述第一模块包括第一晶体管，所述第一晶体管的栅极用于输入第五控制信号即栅极扫描信号，第一端用于输入第四时钟信号，第二端连接到控制节点。

3.根据权利要求1所述的触控扫描驱动电路，其特征在于，所述第二模块包括第三晶体管，所述第三晶体管的栅极用于输入第六控制信号即栅极扫描信号，第一端连接到控制节点，第二端用于输入第二时钟信号。

4.根据权利要求1所述的触控扫描驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括第二晶体管，所述第二晶体管的栅极耦合到控制节点，第一端用于输入第一时钟信号，第二端耦合到栅极扫描信号输出端。

5.根据权利要求1所述的触控扫描驱动电路，其特征在于，所述低电平维持模块包括第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管；所述第五晶体管的栅极用于输入第三时钟信号，所述第五晶体管的第一端耦合到栅极扫描信号输出端，第二端耦合到低电平提供装置，所述第七晶体管的栅极耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一时钟信号，第一端耦合到栅极扫描信号输出端，第二端耦合到低电平提供装置；所述第四晶体管的栅极耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一时钟信号，第一端耦合到控制节点，第二端耦合到栅极扫描信号输出端，所述第六晶体管的栅极耦合到栅极扫描信号输出端，第一端耦合到低电平提供装置。

6.根据权利要求5所述的触控扫描驱动电路，其特征在于，所述低电平维持模块还包括第一电容和第二电容，所述第一电容连接在控制节点和栅极扫描信号输出端之间，所述第二电容连接在第七晶体管的栅极和第一控制信号输入端之间。

7.根据权利要求1所述的触控扫描驱动电路，其特征在于，所述第一触控控制模块包括第八晶体管及第九晶体管，所述第八晶体管的栅极耦合到第一触控扫描控制端，用于接收触控扫描使能信号，第一端耦合到控制节点，第二端耦合到第二触控扫描控制端，用于接收触控扫描通道选择信号；所述第九晶体管的栅极用于接收触控扫描使能信号，第一端耦合到第一控制信号输入端，第二端用于接收触控扫描使能信号，用于输入第一时钟信号。

8.根据权利要求1所述的触控扫描驱动电路，其特征在于，所述第二触控控制模块包括第十晶体管，所述第十晶体管的栅极耦合到触控扫描控制端，第一端耦合到低电平提供装置，第二端耦合到第一控制信号输入端，用于输入第一时钟信号。

9.一种内嵌式触控显示装置，其特征在于，其包括：

显示面板，所述面板包括由多个像素构成的二维像素阵列，以及与每个像素阵列相连的第一方向的多条栅极线和第二方向的多条数据线；

源极驱动电路，用于在显示阶段给所述数据线提供数据信号；

如权利要求1-8中任一项所述的触控扫描驱动电路，用于在显示阶段给所述栅极线提供栅极扫描信号和在触控阶段接收栅极线上传送的触控扫描信号；

与触控感应线连接的触控感应驱动电路，触控感应驱动电路在触控阶段接收触控感应线上传送的触控感应信号。

10.根据权利要求9所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置还包括设置在触控感应线和触控感应驱动电路之间的触控开关，用于在触控阶段开启触控感应线与触控感应驱动电路之间的连接，在显示阶段关闭触控感应线与触控感应驱动电路之间的连接；触控显示装置还包括设置在数据线和源极驱动电路之间的显示开关，用于在在显示阶段开启数据线与源极驱动电路之间的连接，在触控阶段关闭数据线与源极驱动电路之间的连接。

11.根据权利要求9所述的内嵌式触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置还包括设置在触控扫描线和触控扫描驱动电路之间的触控开关，用于在触控阶段开启触控扫描线与触控扫描驱动电路之间的连接，在显示阶段关闭触控扫描线与触控扫描驱动电路之间的连接；触控显示装置还包括设置在栅极线和栅极驱动电路之间的显示开关，用于在显示阶段开启栅极线与栅极驱动电路之间的连接，在触控阶段关闭栅极线与栅极驱动电路之间的连接。