CN105159507B - 阵列基板、触控显示装置及其驱动方法 - Google Patents

阵列基板、触控显示装置及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种阵列基板、触控显示装置及其驱动方法。该阵列基板包括设置于非显示区的栅极驱动电路与触控驱动电路。其中触控驱动电路包括多级触控选择输出单元，各级触控选择输出单元分别包括两个选通信号输入端，分别由栅极驱动电路中的相邻的两个移位寄存器的次级触发信号输出端提供选通信号。该阵列基板通过提供简化的触控驱动电路，更易于实现窄边框的设计，且减少了信号输入端，降低了IC成本；在每个半帧内其均可完成一次对所有触控驱动电极的扫描，实现了2倍帧频的报点率；且因每条触控驱动电极均可由两级触控选择输出单元从其两侧同时提供触控信号，有效避免了因单侧提供驱动信号而导致的驱动信号衰减问题，增强了驱动信号强度。

Description

阵列基板、触控显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板、包含该阵列基板的触控限制装置及其驱动方法。
背景技术
在现有的Hybrid In-Cell(混合式内嵌，HIC)触控显示屏中，通常在彩膜(ColorFilter，CF)基板远离液晶层的一侧设置触控感应(RX)电极，而将TFT阵列基板内侧的公共(Common)电极分割为多块作为触控驱动(TX)电极。而为了使显示驱动和触控驱动不互相干扰，在显示时间内，所有TX信号输出为VCOM电平；而在触控扫描期间，每一级TX电极输出N个脉冲信号，TX信号每隔N行输出一次，N由栅极线数目和TX电极数目来决定。
图1为目前的触控驱动电路示意图。如图1所示，该驱动电路需要包括扫描单元1和触控选择输出单元2。其中扫描单元1为选择输出单元2提供选通信号，以使选择输出单元2产生相应的触控驱动信号。从图1可知，目前的触控驱动电路较为复杂，当应用到触控显示电子设备中时，会在边框区域占据较大的位置，从而很难实现窄边框的触控显示设备。尤其对于手持移动设备(如智能手机、平板电脑等)而言，该问题则更为严峻。
此外，从图1还可以看出，该驱动电路中信号输入端(如图1中的SDST、SDCK1、SDCK2、RESET、TXH及THL)较多，从而使得控制其的集成电路(IC)输出的控制信号较多，提高了IC的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种具有简单触控驱动电路的阵列基板、触控显示装置及其驱动方法，从而实现触控电子设备的窄边框设计。
本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。
本发明一方面提供了一种阵列基板包括显示区和非显示区，其中所述非显示区至少位于所述显示区相对的两外侧，其特征在于，所述阵列基板还包括：N行扫描线，位于所述显示区，N为大于1的正整数；栅极驱动电路，位于所述非显示区，包括N级移位寄存器，其中每级移位寄存器包括触发信号输入端和次级触发信号输出端；所述栅极驱动电路被分为第一栅极驱动电路、第二栅极驱动电路、第三栅极驱动电路和第四栅极驱动电路；其中所述第一和第三栅极驱动电路设置在所述非显示区的一侧，分别为奇数行扫描线提供扫描信号，所述第一和第三栅极驱动电路中的各级移位寄存器交替间隔设置；所述第二和第四栅极驱动电路设置在所述非显示区相对的另一侧，分别为偶数行扫描线提供扫描信号，所述第二和第四栅极驱动电路中的各级移位寄存器交替间隔设置；所述第一、第二、第三和第四栅极驱动电路中的各移位寄存器分别与各自所属栅极驱动电路中的移位寄存器依次串联耦接，其中后一级移位寄存器的触发信号输入端与其前一级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；以及触控驱动电路，位于所述非显示区，包括第一触控驱动电路和第二触控驱动电路；其中所述第一触控驱动电路包括M1级第一触控选择输出单元，每级第一触控选择输出单元包括第一选通信号输入端和第二选通信号输入端；所述第二触控驱动电路包括M2级第二触控选择输出单元，每级第二触控选择输出单元包括第三选通信号输入端和第四选通信号输入端；其中M1和M2均为大于0且小于或等于[N/4]的正整数；各级第一触控选择输出单元的第一和第二选通信号输入端分别与相应的第一和第三栅极驱动电路中相邻的两级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；各级第二触控选择输出单元的第三和第四选通信号输入端分别与相应的第二和第四栅极驱动电路中相邻的两级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接。
本发明另一方面提供了一种触控显示装置，包括：上述任一种阵列基板；彩膜基板，与所述阵列基板相对设置；以及液晶层，位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间。
于一实施例中，该触控显示装置还包括：多条触控感应电极，设置于所述彩膜基板远离所述液晶层一侧；其中所述多条触控感应电极与所述M3条触控驱动电极交叉设置。
本发明再一方面提供了一种触控显示装置的驱动方法，所述触控显示装置包括：多个第一移位寄存器组、多个第二移位寄存器组、多个第三移位寄存器组和多个第四移位寄存器组及多级第一触控选择输出单元和多级第二触控选择输出单元；其中每个所述第一、第二、第三和第四移位寄存器组分别包括至少一级移位寄存器，各移位寄存器组内每级移位寄存器产生用于扫描一行扫描线的扫描信号以及用于驱动其所属移位寄存器组内下一级移位寄存器的次级触发信号；每个所述第一与第三移位寄存器组内的移位寄存器分别为奇数行扫描线提供扫描信号，且所述第一与第三移位寄存器组内的各移位寄存器交替间隔设置；每个所述第二与第四移位寄存器组内的移位寄存器分别为偶数行扫描线提供扫描信号，且所述第二与第四移位寄存器组内的各移位寄存器交替间隔设置；每级第一触控选择输出单元包括第一选通信号输入端和第二选通信号输入端，所述第一选通信号输入端与对应所述第一移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，所述第二选通信号输入端与对应所述第三移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；其中每级第二触控选择输出单元包括第三选通信号输入端和第四选通信号输入端，所述第三选通信号输入端与对应所述第二移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，所述第四选通信号输入端与对应所述第四移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；所述驱动方法包括：在显示扫描的第一个半帧，每个所述第一移位寄存器组中的各移位寄存器和每个所述第二移位寄存器组中的各移位寄存器交错地扫描对应耦接的扫描线；在每个所述第一和第二移位寄存器组中的各移位寄存器扫描完其对应耦接的扫描线之后，每个所述第一移位寄存器组中最后一个移位寄存器和每个所述第二移位寄存器组中最后一个移位寄存器各自产生的次级触发信号分别驱动对应耦接的所述第一触控选择输出单元和所述第二触控选择输出单元，以同时向同一条触控驱动电极提供第一触控驱动信号；在显示扫描的第二个半帧，每个所述第三移位寄存器组中的各移位寄存器和每个第四移位寄存器组中的各移位寄存器交错地扫描对应耦接的扫描线；在每个所述第三和第四移位寄存器组中的各移位寄存器扫描完其对应耦接的扫描线之后，每个所述第三移位寄存器组中最后一个移位寄存器和每个所述第四移位寄存器组中最后一个移位寄存器各自产生的次级触发信号分别驱动对应耦接的所述第一触控选择输出单元和所述第二触控选择输出单元，以同时向同一条触控驱动电极提供第二触控驱动信号。
本发明提供的阵列基板、触控显示装置及其驱动方法，首先通过提供更为简化的触控驱动电路，更易于实现窄边框的设计，且减少了信号输入端，降低了IC成本；其次，在每个半帧内均可完成一次对所有触控驱动电极的扫描，实现了2倍帧频的报点率。进一步地，因每条触控驱动电极均可由两级触控选择输出单元从其两侧同时提供触控信号，有效避免了因单侧提供驱动信号而导致的驱动信号衰减问题，增强了驱动信号强度。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1为目前的触控驱动电路示意图。
图2为根据本发明实施例示出的阵列基板的结构示意图。
图3为根据本发明一实施例示出的触控选择输出单元的电路示意图。
图4为根据本发明一实施例示出的触控驱动电路的结构示意图。
图5为根据本发明一实施例示出的栅极驱动电路的结构示意图。
图6为根据本发明实施例示出的阵列基板的栅极驱动电路与触控驱动电路中各输入信号与输出信号的时序关系图。
图7A为根据本发明实施例示出的触控显示装置的结构示意图。
图7B为根据本发明实施例示出的触控显示装置的俯视图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元等，也可以实践本发明的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本发明。
图2为根据本发明一实施例示出的阵列基板的结构示意图。如图2所示，阵列基板10包括：显示区110和非显示区120。其中非显示区120至少位于显示区110相对的两外侧，例如位于显示区110左右的两外侧；或者，也可以如图中所示，位于显示区110的周边。
此外，阵列基板10还包括：N行扫描线Ls、栅极驱动电路130及触控驱动电路140。其中，N行扫描线Ls位于显示区110，N为大于1的正整数。
栅极驱动电路130位于非显示区120，包括N级移位寄存器Rs；其中每级移位寄存器Rs包括触发信号输入端和次级信号输出端。栅极驱动电路130被分为第一栅极驱动电路1310、第二栅极驱动电路1320、第三栅极驱动电路1330及第四栅极驱动电路1340。
其中第一栅极驱动电路1310和第三栅极驱动电路1330设置于非显示区120的一侧。第一栅极驱动电路1310和第三栅极驱动电路1330中的移位寄存器Rs交替间隔设置，分别为奇数行扫描线Ls提供扫描信号。例如如图2所示，第一栅极驱动电路1310包括第1级、第5级、……、第117级及第121级移位寄存器Rs，第三栅极驱动电路1330包括第3级、第7级、……、第119级及第123级移位寄存器Rs。第一栅极驱动电路1310及第三栅极驱动电路1330中的各移位寄存器Rs分别与各自所属栅极驱动电路中的移位寄存器Rs依次串联耦接，其中后一级移位寄存器Rs的触发信号输入端与其前一级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接。例如如图2所示，第一栅极驱动电路1310中的第1级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端与第5级移位寄存器Rs的触发信号输入端耦接，而第5级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端则与第9级移位寄存器Rs(图中未示出)的触发信号输入端耦接，以此类推。同样的，第三栅极驱动电路1330中的第3级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端与第7级移位寄存器Rs的触发信号输入端耦接，而第7级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端与第11级移位寄存器Rs(图中未示出)的触发信号输入端耦接，以此类推。
第二栅极驱动电路1320和第四栅极驱动电路1340设置于非显示区120相对的另一侧。第二栅极驱动电路1320和第四栅极驱动电路1340中的移位寄存器Rs交替间隔设置，分别为偶数行扫描线Ls提供扫描信号。例如如图2所示，第二栅极驱动电路1320包括第2级、第6级、……、第118级及第122级移位寄存器Rs，第四栅极驱动电路1340包括第4级、第8级、……、第120级及第124级移位寄存器Rs。第二栅极驱动电路1320及第四栅极驱动电路1340中的各移位寄存器Rs分别与各自所属栅极驱动电路中的移位寄存器Rs依次串联耦接，其中后一级移位寄存器Rs的触发信号输入端与其前一级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接。例如如图2所示，第二栅极驱动电路1320中的第2级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端与第6级移位寄存器Rs的触发信号输入端耦接，而第6级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端则与第10级移位寄存器Rs(图中未示出)的触发信号输入端耦接，以此类推。同样的，第四栅极驱动电路1340中的第4级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端与第8级移位寄存器Rs的触发信号输入端耦接，而第8级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端与第12级移位寄存器Rs(图中未示出)的触发信号输入端耦接，以此类推。
触控驱动电路140也位于非显示区120，包括第一触控驱动电路1410和第二触控驱动电路1420。其中，第一触控驱动电路1410位于非显示区120的一侧，例如第一栅极驱动电路1310与第三栅极驱动电路1330所在的一侧，且第一触控驱动电路1410相比于第一栅极驱动电路1310及第三栅极驱动电路1330，更靠近于显示区110。也即第一触控驱动电路1410位于第一栅极驱动电路1310及第三栅极驱动电路1330与显示区110之间。第二触控驱动电路1420位于非显示区120相对的另一侧，例如第二栅极驱动电路1320与第四栅极驱动电路1340所在的一侧，且第二触控驱动电路1420相比于第二栅极驱动电路1320及第四栅极驱动电路1340，更靠近于显示区110。也即第二触控驱动电路1420位于第二栅极驱动电路1320及第四栅极驱动电路1340与显示区110之间。
第一触控驱动电路1410包括M1级第一触控选择输出单元Us1，每级第一触控选择输出单元Us1包括第一选通信号输入端CTS1和第二选通信号输入端CTS2。第二触控驱动电路1420包括M2级第二触控选择输出单元Us2，每级第二触控选择输出单元Us2包括第三选通信号输入端CTS3和第四选通信号输入端CTS4。M1和M2均为大于1的正整数。
各级第一触控选择输出单元Us1的第一选通信号输入端CTS1和第二选通信号输入端CTS2分别与相对应的第一栅极驱动电路1310和第三栅极驱动电路1330中相邻的两级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；各级第二触控选择输出单元Us2的第三选通信号输入端CTS3和第四选通信号输入端CTS4分别与相对应的第二栅极驱动电路1320和第四栅极驱动电路1340中相邻的两级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接。
具体地，第一栅极驱动电路1310和第三栅极驱动电路1330包括M1个移位寄存器组，第二栅极驱动电路1320和第四栅极驱动电路1340包括M2个移位寄存器组，每个移位寄存器组包括至少一级移位寄存器Rs。例如如图2中所示，第一栅极驱动电路1310中第一个移位寄存器组包括第1级、第5级、……、第57级移位寄存器，第二个移位寄存器组包括第61级、第65级、……、第117级移位寄存器；第三栅极驱动电路1330中第一个移位寄存器组包括第3级、第7级、……、第59级移位寄存器，第二个移位寄存器组包括第63级、第67级……、第119级移位寄存器；第二栅极驱动电路1320中第一个移位寄存器组包括第2级、第6级、……、第58级移位寄存器，第二个移位寄存器组包括第62级、第66级、……、第118级移位寄存器；第四栅极驱动电路1340中第一个移位寄存器组包括第4级、第8级、……、第60级移位寄存器，第二个移位寄存器组包括第64级、第68级……、第120级移位寄存器。
其中，每级第一触控选择输出单元Us1的第一选通信号输入端CTS1依次与第一栅极驱动电路1310中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接，例如图2中，第1级第一触控选择输出单元Us1的第一选通信号输入端CTS1与第一栅极驱动电路1310中的第一个移位寄存器组中的第57级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接；每级第一触控选择输出单元Us1的第二选通信号输入端CTS2依次与第三栅极驱动电路1330中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接，例如图2中，第1级第一触控选择输出单元Us1的第二选通信号输入端CTS2与第三栅极驱动电路1330中的第一个移位寄存器组中的第59级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接；每级第二触控选择输出单元Us2的第三选通信号输入端CTS3依次与第二栅极驱动电路1320中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接，例如图2中，第1级第二触控选择输出单元Us2的第三选通信号输入端CTS3与第二栅极驱动电路1320中的第一个移位寄存器组中的第58级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接；每级第二触控选择输出单元Us2的第四选通信号输入端CTS4依次与第四栅极驱动电路1340中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接，例如图2中，第1级第二触控选择输出单元Us的第四选通信号输入端CTS4与第四栅极驱动电路1340中的第一个移位寄存器组中最后一个第60级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接。
此外，在第一触控驱动电路1410与第二触控驱动电路1420中，同级的第一触控选择输出单元Us1和第二触控选择输出单元Us2分别与第一和第三栅极驱动电路及第二和第四栅极驱动电路中的各级移位寄存器Rs之间为对称设置。
例如图2所示，第一栅极驱动电路1310中的第57级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第一触控驱动电路1410中第1级第一触控选择输出单元Us1的第一选通信号输入端CTS1，第三栅极驱动电路1330中的第59级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第一触控驱动电路1410中第1级第一触控选择输出单元Us1的第二选通信号输入端CTS2；第二栅极驱动电路1320中的第58级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第二触控驱动电路1420中第1级第二触控选择输出单元Us2的第三选通信号输入端CTS3，第四栅极驱动电路1340中的第60级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第二触控驱动电路1420中第1级第二触控选择输出单元Us2的第四选通信号输入端CTS4。
又如图2中，第一栅极驱动电路1310中的第117级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第一触控驱动电路1410中第2级第一触控选择输出单元Us1的第一选通信号输入端CTS1，第三栅极驱动电路1330中的第119级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第一触控驱动电路1410中第2级第一触控选择输出单元Us1的第二选通信号输入端CTS2；第二栅极驱动电路1320中的第118级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第二触控驱动电路1420中第2级第二触控选择输出单元Us2的第三选通信号输入端CTS3，第四栅极驱动电路1340中的第120级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端耦接第二触控驱动电路1420中第2级第二触控选择输出单元Us2的第四选通信号输入端CTS4。
需要说明的是，本发明不限制任意两级第一触控选择输出单元之间的移位寄存器Rs的数量，也不限制任意两级第二触控选择输出单元之间的移位寄存器Rs的数量，其可以根据实际设计和需求来确定；例如，可以设置任意两级第一触控选择输出单元之间或者任意两级第二触控选择输出单元之间的移位寄存器Rs的数量为相等，也可以设计为不相等，或者也可以将头尾部分的移位寄存器的数量设置为相同，而将中间各级第一触控选择输出单元或者第二触控选择输出单元之间的移位寄存器Rs的数量设置为相同，例如头尾为a级，中间间隔b级等，本发明不以此为限。
如图2所示，阵列基板10还包括M3条触控驱动电极Tx，位于显示区110。当第一触控选择输出单元的级数M1和第二触控选择输出单元的级数M2相等时，M3等于M1及M2，同一条触控驱动电极Tx分别与同一级的第一触控选择输出单元Us1和/或第二触控选择输出单元Us2耦接，例如图2中的第一条触控驱动电极Tx1与第1级第一触控选择输出单元Us1和第1级第二触控选择输出单元Us2耦接；第二条触控驱动电极Tx2与第2级第一触控选择输出单元Us1和第2级第二触控选择输出单元Us2耦接；以此类推。而当M1与M2不相等时，M3等于M1与M2中的最大值。而如果M1大于M2，则有M3减去M2条触控驱动电极Tx仅与M1减去M2级第一触控选择输出单元Us1耦接；如果M2大于M1，则有M3减去M1条触控驱动电极Tx仅与M2减去M1级第二触控选择输出单元Us2耦接。通过使触控驱动电极Tx的条数M3等于M1和M2中的最大值，可以保证第一触控驱动电路1410和第二触控驱动电路1420中至少一个触控驱动电路可以为所有的触控驱动电极Tx提供触控驱动信号，以完成对所有触控驱动电极Tx的扫描。
较优地，在本发明一些实施例中，第一触控选择输出单元Us1的级数M1等于第二触控选择输出单元Us2的级数M2。由此每条触控驱动电极均分别与一级第一触控选择输出单元Us1及一级第二触控选择输出单元Us2耦接，使得在触控扫描期间由第一触控选择输出单元Us1及第二触控选择输出单元Us2分别从两侧同时为同一条触控驱动电极提供驱动信号，其可避免因单侧提供驱动信号而导致驱动信号在另一侧的衰减问题，从而提高了驱动信号的强度。
在一些实施例中，M3条触控驱动电极Tx复用为公共电极。相应地，每条触控驱动电极Tx在宽度方向上至少覆盖一行或一列的像素单元。
相比于现有技术中将栅极驱动电路和触控驱动电路独立设置，且在触控驱动电路中设置扫描单元来为触控选择输出单元提供选通信号，本发明利用栅极驱动电路中各级移位寄存器的次级触发输出信号作为触控选择输出单元的选通信号，减少了现有触控驱动电路中的扫描单元，简化了触控驱动电路设计，从而更易于实现触控显示装置窄边框的设计。此外，也减少了相应的输入端，节省了IC成本。
图3为根据本发明一实施例示出的触控选择输出单元的电路示意图。在本发明实施例中，第一触控选择输出单元Us1与第二触控选择输出单元Us2的电路结构相同，均为图3所示，包括：与非门NAND、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第一NMOS管NM1、第一PMOS管PM1、第二NMOS管NM1、第二PMOS管PM1、第一信号输入端TXH、第二信号输入端TXL及信号输出端TOUT。
其中，与非门NAND的两个输入端分别接收第一选通信号和第二选通信号。在第一触控选择输出单元Us1中，与非门NAND的第一输入端和第二输入端分别与第一选通信号输入端CTS1和第二选通信号输入端CTS2耦接，分别接收该第一选通信号和该第二选通信号；而在第二触控选择输出单元Us2中，与非门NAND的第一输入端和第二输入端则分别与第三选通信号输入端CTS3和第四选通信号输入端CTS4耦接，分别接收该第一选通信号和该第二选通信号。
具体地，第一选通信号输入端CTS1从与其耦接的第一栅极驱动电路1310中的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的次级触发信号作为该第一选通信号；第二选通信号输入端CTS2从与其耦接的第三栅极驱动电路1330中的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的次级触发信号作为该第二选通信号。或者，第三选通信号输入端CTS3从与其耦接的第二栅极驱动电路1320中的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的次级触发信号作为该第一选通信号；第四选通信号输入端CTS4从与其耦接的第四栅极驱动电路1340中的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的次级触发信号作为该第二选通信号。
第一反相器INV1的输入端耦接于与非门NAND的输出端。第二反相器INV2的输入端耦接于第一反相器INV1的输出端。第一NMOS管NM1的栅极与第一反相器INV1的输出端耦接；第一PMOS管PM1的栅极与第二反相器INV2的输出端耦接，其源极与第一NMOS管NM1的漏极耦接，其漏极与第一NMOS管NM1的源极耦接；第二NMOS管NM2的栅极与第二反相器INV2的输出端耦接；第二PMOS管PM2的栅极与第一反相器INV1的输出端耦接，其源极与第二NMOS管NM2的漏极耦接，其漏极与第二NMOS管的源极耦接；第一信号输入端TXH与第一NMOS管NM1的源极耦接，用于接收一第一信号；第二信号输入端TXL与第二NMOS管NM2的源极耦接，用于接收一第二信号；第一NMOS管NM1的漏极与第二NMOS管的漏极耦接在一起并与信号输出端TOUT耦接；信号输出端TOUT用于输出第一信号或第二信号。
表1为图3所示的触控选择输出单元电路的真值表。其中，SCTS1为第一选通信号输入端CTS1或者第三选通信号输入端CTS3接收的第一选通信号；SCTS2为第二选通信号输入端CTS2或者第四选通信号输入端CTS4接收的第二选通信号；STXH为第一信号输入端TXH接收的第一信号；STXL为第二信号输入端TXL接收的第二信号；SOUT为信号输出端TOUT输出的触控驱动信号。
表1
SCTS1 SCTS2 SOUT
高电平 高电平 STXH
高电平 低电平 STXH
低电平 高电平 STXH
低电平 低电平 STXL
如表1中所示，仅当SCTS1与SCTS2均为低电平时，SOUT输出STXL，否则SOUT输出STXH。
图4为根据本发明一实施例示出的触控驱动电路的结构示意图。如图4所示，触控驱动电路140还包括：第一信号线Ltx1及第二信号线Ltx2，分别提供第一信号与第二信号。各级第一触控选择输出单元Us1的第一信号输入端TXH_1～TXH_M1以及各级第二触控选择输出单元Us2的第一信号输入端TXH_1～TXH_M2与第一信号线Ltx1耦接；各级第一触控选择输出单元Us1的第二信号输入端TXL_1～TXL_M1以及各级第二触控选择输出单元Us2的第二信号输入端TXL_1～TXL_M2与第二信号线Ltx2耦接。
此外，当M3条触控驱动电极Tx复用为公共电极时，第二信号线TXL提供的第二信号为公共电压信号VCOM。
图5为根据本发明一实施例示出的栅极驱动电路的结构示意图。如图5所示，栅极驱动电路130还包括：第一触发信号线Lstv1、第二触发信号线Lstv2、第一时钟信号线Lckv1、第二时钟信号线Lckv2、第三时钟信号线Lckv3、第四时钟信号线Lckv4以及复位信号线Lres。其中，栅极驱动电路130中的各级移位寄存器Rs的复位信号输入端RES均与复位信号线Lres耦接。
第一栅极驱动电路1310与第二栅极驱动电路1320中各自的第一级移位寄存器Rs(例如图5中的第1级Rs与第2级Rs)的触发信号输入端STV分别与第一触发信号线Lstv1耦接；第三栅极驱动电路1330与第四栅极驱动电路1340中各自的第一级移位寄存器Rs(例如图5中的第3级Rs与第4级Rs)的触发信号输入端STV分别与第二触发信号线Lstv2耦接。
将第一栅极驱动电路1310、第二栅极驱动电路1320、第三栅极驱动电路1330及第四栅极驱动电路1340中的移位寄存器Rs分别顺序进行编号。例如，如图5所示，第一栅极驱动电路1310中的第1级Rs编号为1，第5级Rs编号为2，第9级Rs(图中未示出)编号为3，第13级Rs(图中未示出)编号为4，以此类推；第二栅极驱动电路1320中的第2级Rs编号为1，第6级Rs编号为2，第10级Rs(图中未示出)编号为3，第14级Rs(图中未示出)编号为4，以此类推；第三栅极驱动电路1330中的第3级Rs编号为1，第7级Rs编号为2，第11级Rs(图中未示出)编号为3，第15级Rs(图中未示出)编号为4，以此类推；第四栅极驱动电路1340中的第4级Rs编号为1，第8级Rs编号为2，第12级Rs(图中未示出)编号为3，第16级Rs(图中未示出)编号为4，以此类推；
第一栅极驱动电路1310与第三栅极驱动电路1330中顺序编号为奇数的移位寄存器Rs(如图5中的第1级Rs与第3级Rs)的第一时钟信号输入端CKV1和第二时钟信号输入端CKV2分别与第一时钟信号线Lckv1和第三时钟信号线Lckv3耦接；而顺序编号为偶数的移位寄存器Rs(如图5中的第5级Rs与第7级Rs)的第一时钟信号输入端CKV1和第二时钟信号输入端CKV2则分别与第三时钟信号线Lckv3和第三时钟信号线Lckv1耦接。
第二栅极驱动电路1320与第四栅极驱动电路1340中顺序编号为奇数移位寄存器Rs(如图5中的第2级Rs与第4级Rs)的第一时钟信号输入端CKV1和第二时钟信号输入端CKV2分别与第二时钟信号线Lckv2和第四时钟信号线Lckv4耦接；而顺序编号为偶数的移位寄存器Rs(如图5中的第6级Rs与第8级Rs)的第一时钟信号输入端CKV1和第二时钟信号输入端CKV2则分别与第四时钟信号线Lckv4和第二时钟信号线Lckv2耦接。
此外，各级移位寄存器的扫描信号输出端GOUT1～GOUTN分别与N行扫描线Ls耦接，以提供扫描驱动信号。
图5中的栅极驱动电路及其移位寄存器的工作原理为本领域技术人员所熟知，为了避免混淆本发明，在此不再赘述。接下来将对触控驱动电路140与栅极驱动电路130耦接后的连接关系及工作原理做进一步说明。
图6为根据本发明实施例示出的阵列基板的栅极驱动电路与触控驱动电路中各输入信号与输出信号的时序关系图。联合参考图4、图5及图6。其中，将图4所示的触控驱动电路中的第1级第一触控选择输出单元Us1的第一选通信号输入端CTS1_1与图5所示的栅极驱动电路中的第57级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端CTS_57(图中未示出)耦接，其第二选通信号输入端CTS2_1与图5所示的栅极驱动电路中的第59级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端CTS_59(图中未示出)耦接；将图4所示的触控驱动电路中的第1级第二触控选择输出单元Us2的第三选通信号输入端CTS3_1与图5所示的栅极驱动电路中的第58级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端CTS_58(图中未示出)耦接，其第四选通信号输入端CTS4_1与图5所示的栅极驱动电路中的第60级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端CTS_60(图中未示出)耦接。其余连接可参考上述，在此不再赘述。以此连接关系为例，说明图6中的时序关系。
如图6所示，SSTV1代表栅极驱动电路130的触发信号线Lstv1提供的信号；SSTV2代表栅极驱动电路130的触发信号线Lstv2提供的信号；CCKV1代表栅极驱动电路130的第一时钟信号信号线Lckv1提供的信号；CCKV2代表栅极驱动电路130的第二时钟信号信号线Lckv2提供的信号；CCKV3代表栅极驱动电路130的第三时钟信号信号线Lckv3提供的信号；CCKV3代表栅极驱动电路130的第四时钟信号信号线Lckv4提供的信号；SNEXT57代表第57级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号；SNEXT58代表第58级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号；SNEXT59代表第59级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号；SNEXT60代表第60级移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号；STXH代表第一信号线Ltx1提供的第一信号，如图中所示在被选通时的多个脉冲信号；STXL第二信号线Ltx2提供的第二信号，第二信号时钟为低电平；SOUT1为第一级第一触控选择输出单元Us1的输出信号；SOUT2为第一级第二触控选择输出单元Us2的输出信号。
继续联合参考图4-图6，在第一个1/2帧，即前半帧中，只有SSTV1有高电平起始信号，第一栅极驱动电路1310和第二栅极驱动电路1320中的各级移位寄存器Rs交替进行扫描，每级第一触控选择输出单元Us1利用第一栅极驱动电路1310中对应的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号置高电平，在对应位置输出STXH信号；同时，每级第二触控选择输出单元Us2利用第二栅极驱动电路1320中对应的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号置高电平，在对应位置输出STXH信号，例如图6中，SNEXT57与SNEXT58置高电平，SOUT1与SOUT2同时输出STXH，从而完成一次所有触控驱动电极的扫描。
而在第二个1/2帧，即后半帧中，只有SSTV2有高电平起始信号，第三栅极驱动电路1330和第四栅极驱动电路1340中的各级移位寄存器Rs交替进行扫描，每级第一触控选择输出单元Us1利用第三栅极驱动电路1330中对应的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号置高电平，在对应位置输出STXH信号；同时，每级第二触控选择输出单元Us2利用第四栅极驱动电路1340中对应的移位寄存器Rs的次级触发信号输出端输出的信号置高电平，在对应位置输出STXH信号，例如图6中，SNEXT59与SNEXT60置高电平，SOUT1与SOUT2同时输出STXH，从而完成一次所有触控驱动电极的扫描。
由此，在每个半帧内均完成了一次对所有触控驱动电极的扫描，也即在一帧中完成了两次对所有触控驱动电极的扫描，从而实现了两倍帧频的扫描频率，提高了触控的报点率。此外，如上所述，在每个半帧内，每条触控驱动电极均可由两个触控选择输出单元从其两侧同时提供驱动信号，避免了单侧提供驱动信号时驱动信号在另一侧的衰减问题，增强了驱动信号的强度。
图7A为根据本发明实施例示出的触控显示装置的结构示意图。如图7A所示，触控显示装置20包括：阵列基板10、与阵列基板10相对设置的彩膜基板210以及位于阵列基板10与彩膜基板210之间的液晶层220。其中液晶层220包括多个液晶分子2210。
图7B为根据本发明实施例示出的触控显示装置的俯视图。如图B所示，触控显示装置20还包括设置在彩膜基板210远离液晶层220一侧的多条触控感应电极Rx。其中多条触控感应电极Rx与M3条触控驱动电极交叉设置。或者，多条触控感应电极Rx也可以位于彩膜基板210的任意膜层，也可以设置在阵列基板10的任意膜层，本发明不以此为限。此外，触控感应电极Rx与触控驱动电极Tx可以位于同一层，也可以位于不同层，本发明不以此为限。
本发明实还提供了一种触控显示装置的驱动方法。该触控显示装置包括：多个第一移位寄存器组、多个第二移位寄存器组、多个第三移位寄存器组、多个第四移位寄存器组及多级第一触控选择输出单元和多级第二触控选择输出单元。其中每个第一、第二、第三和第四移位寄存器组分别包括至少一级移位寄存器，各移位寄存器组内每级移位寄存器产生用于扫描一行扫描线的扫描信号以及用于驱动其所属移位寄存器组内下一级移位寄存器的次级触发信号；每个第一与第三移位寄存器组内的移位寄存器分别为奇数行扫描线提供扫描信号，且第一与第三移位寄存器组内的各移位寄存器交替间隔设置；每个第二与第四移位寄存器组内的移位寄存器分别为偶数行扫描线提供扫描信号，且第二与第四移位寄存器组内的各移位寄存器交替间隔设置；每级第一触控选择输出单元包括第一选通信号输入端和第二选通信号输入端，第一选通信号输入端与对应第一移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，第二选通信号输入端与对应第三移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；其中每级第二触控选择输出单元包括第三选通信号输入端和第四选通信号输入端，第三选通信号输入端与对应第二移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，第四选通信号输入端与对应第四移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；驱动方法30包括：
步骤S310，在显示扫描的第一个半帧，每个第一移位寄存器组中的各移位寄存器和每个第二移位寄存器组中的各移位寄存器交错地扫描对应耦接的扫描线；
步骤S320，在每个第一和第二移位寄存器组中的各移位寄存器扫描完其对应耦接的扫描线之后，每个第一移位寄存器组中最后一个移位寄存器和每个第二移位寄存器组中最后一个移位寄存器各自产生的次级触发信号分别驱动对应耦接的第一触控选择输出单元和第二触控选择输出单元，以同时向同一条触控驱动电极提供第一触控驱动信号；
步骤S330，在显示扫描的第二个半帧，每个第三移位寄存器组中的各移位寄存器和每个第四移位寄存器组中的各移位寄存器交错地扫描对应耦接的扫描线；
步骤S340，在每个第三和第四移位寄存器组中的各移位寄存器扫描完其对应耦接的扫描线之后，每个第三移位寄存器组中最后一个移位寄存器和每个第四移位寄存器组中最后一个移位寄存器各自产生的次级触发信号分别驱动对应耦接的第一触控选择输出单元和第二触控选择输出单元，以同时向同一条触控驱动电极提供第二触控驱动信号。
需要说明的是，有效的第一触控驱动信号和第二触控驱动信号均为由同一条信号线提供的多个脉冲信号。
本发明提供的阵列基板、触控显示装置及其驱动方法，首先通过提供更为简化的触控驱动电路，更易于实现窄边框的设计，且减少了信号输入端，降低了IC成本；其次，在每个半帧内均可完成一次对所有触控驱动电极的扫描，实现了2倍帧频的报点率；此外，因每条触控驱动电极均可由两级触控选择输出单元从其两侧同时提供触控信号，有效避免了因单侧提供驱动信号而导致的驱动信号衰减问题，增强了驱动信号强度。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (13)

1.一种阵列基板，包括显示区和非显示区，其中所述非显示区至少位于所述显示区相对的两外侧，其特征在于，所述阵列基板还包括：
N行扫描线，位于所述显示区，N为大于1的正整数；
栅极驱动电路，位于所述非显示区，包括N级移位寄存器，其中每级移位寄存器包括触发信号输入端和次级触发信号输出端；所述栅极驱动电路被分为第一栅极驱动电路、第二栅极驱动电路、第三栅极驱动电路和第四栅极驱动电路；其中所述第一和第三栅极驱动电路设置在所述非显示区的一侧，分别为奇数行扫描线提供扫描信号，所述第一和第三栅极驱动电路中的各级移位寄存器交替间隔设置；所述第二和第四栅极驱动电路设置在所述非显示区相对的另一侧，分别为偶数行扫描线提供扫描信号，所述第二和第四栅极驱动电路中的各级移位寄存器交替间隔设置；所述第一、第二、第三和第四栅极驱动电路中的各移位寄存器分别与各自所属栅极驱动电路中的移位寄存器依次串联耦接，其中后一级移位寄存器的触发信号输入端与其前一级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；以及
触控驱动电路，位于所述非显示区，包括第一触控驱动电路和第二触控驱动电路；其中所述第一触控驱动电路包括M1级第一触控选择输出单元，每级第一触控选择输出单元包括第一选通信号输入端和第二选通信号输入端；所述第二触控驱动电路包括M2级第二触控选择输出单元，每级第二触控选择输出单元包括第三选通信号输入端和第四选通信号输入端；其中M1和M2均为大于1的正整数；各级第一触控选择输出单元的第一和第二选通信号输入端分别与相应的第一和第三栅极驱动电路中相邻的两级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；各级第二触控选择输出单元的第三和第四选通信号输入端分别与相应的第二和第四栅极驱动电路中相邻的两级移位寄存器的次级触发信号输出端耦接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，还包括：M3条触控驱动电极，位于所述显示区，其中同一条所述触控驱动电极分别与同一级的所述第一触控选择输出单元和/或所述第二触控选择输出单元耦接。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其中如果M1大于M2，则M3等于M1，且M3减去M2条所述触控驱动电极仅与M1减去M2级所述第一触控选择输出单元耦接；如果M1小于M2，则M3等于M2，且M3减去M1条所述触控驱动电极仅与M2减去M1级所述第二触控选择输出单元耦接。
4.根据权利要求2所述的阵列基板，其中M1、M2及M3均相等。
5.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其中所述第一和第三栅极驱动电路分别包括M1个移位寄存器组，所述第二和第四栅极驱动电路分别包括M2个移位寄存器组，每个移位寄存器组包括至少一级移位寄存器；
其中每级第一触控选择输出单元的第一选通信号输入端依次与所述第一栅极驱动电路中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，每级第一触控选择输出单元的第二选通信号输入端依次与所述第三栅极驱动电路中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；
其中每级第二触控选择输出单元的第一选通信号输入端依次与所述第二栅极驱动电路中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，每级第二触控选择输出单元的第二选通信号输入端依次与所述第四栅极驱动电路中对应的移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接。
6.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其中每级第一触控选择输出单元和每级第二触控选择输出单元分别包括：
与非门，其第一输入端和第二输入端分别与所述第一和第二选通信号输入端耦接，或者其第一输入端和第二输入端分别与所述第三和第四选通信号输入端耦接；
第一反相器，其输入端与所述与非门的输出端耦接；
第二反相器，其输入端与所述第一反相器的输出端耦接；
第一NMOS管，其栅极与所述第二反相器的输入端耦接；
第一PMOS管，其栅极与所述第二反相器的输出端耦接，其源极与所述第一NMOS管的漏极耦接，其漏极与所述第一NMOS管的源极耦接；
第二NMOS管，其栅极与所述第二反相器的输出端耦接；
第二PMOS管，其栅极与所述第二反相器的输入端耦接，其源极与所述第二NMOS管的漏极耦接，其漏极与所述第二NMOS管的源极耦接；
第一信号输入端，与所述第一NMOS管的源极耦接，用于接收一第一信号；
第二信号输入端，与所述第二NMOS管的源极耦接，用于接收一第二信号；以及
信号输出端，用于输出所述第一信号或所述第二信号；
其中所述第一NMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极耦接在一起并与所述信号输出端耦接。
7.根据权利要求6所述的阵列基板，其中所述触控驱动电路还包括：第一信号线和第二信号线；各级第一触控选择输出单元的第一信号输入端和各级第二触控选择输出单元的第一信号输入端分别与所述第一信号线耦接；各级第一触控选择输出单元的第二信号输入端和各级第二触控选择输出单元的第二信号输入端分别与所述第二信号线耦接。
8.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其中所述栅极驱动电路还包括：第一触发信号线和第二触发信号线；其中所述第一和第二栅极驱动电路中的第一级移位寄存器的触发信号输入端分别与所述第一触发信号线耦接；所述第三和第四栅极驱动电路中的第一级移位寄存器的触发信号输入端分别与所述第二触发信号线耦接。
9.根据权利要求8所述的阵列基板，其中所述栅极驱动电路还包括：第一时钟信号线、第二时钟信号线、第三时钟信号线和第四时钟信号线；其中所述第一和第三栅极驱动电路中的各级移位寄存器共用所述第一时钟信号线和所述第三时钟信号线；所述第二和第四栅极驱动电路中的各级移位寄存器共用所述第二时钟信号线和所述第四时钟信号线。
10.根据权利要求2所述的阵列基板，其中所述M3条触控驱动电极复用为公共电极。
11.一种触控显示装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1-10任一项所述的阵列基板；
彩膜基板，与所述阵列基板相对设置；以及
液晶层，位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间。
12.根据权利要求11所述的触控显示装置，还包括：多条触控感应电极，设置于所述彩膜基板远离所述液晶层一侧；其中，在所述阵列基板包括M3条触控驱动电极的情况下，所述多条触控感应电极与所述M3条触控驱动电极交叉设置。
13.一种触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述触控显示装置包括：多个第一移位寄存器组、多个第二移位寄存器组、多个第三移位寄存器组和多个第四移位寄存器组及多级第一触控选择输出单元和多级第二触控选择输出单元；其中每个所述第一、第二、第三和第四移位寄存器组分别包括至少一级移位寄存器，各移位寄存器组内每级移位寄存器产生用于扫描一行扫描线的扫描信号以及用于驱动其所属移位寄存器组内下一级移位寄存器的次级触发信号；每个所述第一与第三移位寄存器组内的移位寄存器分别为奇数行扫描线提供扫描信号，且所述第一与第三移位寄存器组内的各移位寄存器交替间隔设置；每个所述第二与第四移位寄存器组内的移位寄存器分别为偶数行扫描线提供扫描信号，且所述第二与第四移位寄存器组内的各移位寄存器交替间隔设置；每级第一触控选择输出单元包括第一选通信号输入端和第二选通信号输入端，所述第一选通信号输入端与对应所述第一移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，所述第二选通信号输入端与对应所述第三移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；其中每级第二触控选择输出单元包括第三选通信号输入端和第四选通信号输入端，所述第三选通信号输入端与对应所述第二移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接，所述第四选通信号输入端与对应所述第四移位寄存器组中最后一个移位寄存器的次级触发信号输出端耦接；所述驱动方法包括：
在显示扫描的第一个半帧，每个所述第一移位寄存器组中的各移位寄存器和每个所述第二移位寄存器组中的各移位寄存器交错地扫描对应耦接的扫描线；
在每个所述第一和第二移位寄存器组中的各移位寄存器扫描完其对应耦接的扫描线之后，每个所述第一移位寄存器组中最后一个移位寄存器和每个所述第二移位寄存器组中最后一个移位寄存器各自产生的次级触发信号分别驱动对应耦接的所述第一触控选择输出单元和所述第二触控选择输出单元，以同时向同一条触控驱动电极提供第一触控驱动信号；
在显示扫描的第二个半帧，每个所述第三移位寄存器组中的各移位寄存器和每个第四移位寄存器组中的各移位寄存器交错地扫描对应耦接的扫描线；
在每个所述第三和第四移位寄存器组中的各移位寄存器扫描完其对应耦接的扫描线之后，每个所述第三移位寄存器组中最后一个移位寄存器和每个所述第四移位寄存器组中最后一个移位寄存器各自产生的次级触发信号分别驱动对应耦接的所述第一触控选择输出单元和所述第二触控选择输出单元，以同时向同一条触控驱动电极提供第二触控驱动信号。
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