CN105335003B - 触控显示面板及其触控电路 - Google Patents

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Abstract

一种触控显示面板及其触控电路。本发明在不改变传统像素结构的基础上重新设计测试信号线和触控信号线，使得形成的触控电路既具有测试功能又具有触控检测功能。因此本发明在有效减少了In‑Cell式触控显示装置的制造成本的基础上，简化了制造工艺，提高了触控显示面板的良品率。

Description

触控显示面板及其触控电路
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控电路，还涉及具有该触控电路的触控显示面板。
背景技术
触控屏作为一种输入媒介，是目前最为简单、方便、自然的人机交互方式。因此，触控屏越来越多地应用到各种电子产品中。为降低各种电子设备的成本、使电子设备更轻薄，通常触控屏集成于液晶显示面板中，例如常见的In-cell式触控显示面板。在设计In-Cell式触控显示面板时，通常需要增加额外的层别来制作触控感测电路。具体地，在制造In-Cell式触控显示面板的带触控功能的像素结构时，由于需要增加一层金属层来形成触控驱动信号线和触控感测信号线，因此需要在传统液晶显示面板的像素结构的基础上增加一层金属层、一层无机绝缘层和对应的两张光罩。如此设置会大大增加In-Cell式触控显示面板的制造成本。
因此，亟需一种能够有效降低In-Cell式触控显示面板的制造成本的技术方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在制造现有技术的In-Cell式触控显示面板时，需要增加一层用于形成触控驱动信号线和触控感测信号线的金属层、以及相应的无机绝缘层和两张光罩，这样会大大增加In-Cell式触控显示面板的制造成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制造成本低的In-Cell式触控显示面板及其触控电路。
根据本发明的一个方面，提供了一种触控电路，其包括：
第一短路棒，其上设置有用于引入源极控制信号的第一连接线；
第二短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入源极测试信号的第二连接线，其中全部或部分所述第二连接线用于在触控阶段接收触控感测信号；
第三短路棒，其上设置有用于引入栅极控制信号的第三连接线；
第四短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入栅极测试信号的第四连接线，其中全部或部分所述第四连接线用于在触控阶段引入触控驱动信号；
源极晶体管开关阵列，其源极晶体管的栅极连接所述第一连接线，并在所述源极控制信号的作用下通过所述源极晶体管的源极、漏极将所述第二连接线与所述触控显示面板的数据线相连通；以及
栅极晶体管开关阵列，其栅极晶体管的栅极连接所述第三连接线，并在所述栅极控制信号的作用下通过所述栅极晶体管的源极、漏极将所述第四连接线与所述触控显示面板的扫描线相连通。
优选的是，在显示阶段，所述源极控制信号使得所述源极晶体管开关阵列中的所有源极晶体管都关闭，所述数据线与数据线驱动电路相连通；并且，所述栅极控制信号使得所述栅极晶体管开关阵列中的所有栅极晶体管都关闭，所述扫描线与扫描线驱动电路相连通。
优选的是，所述源极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列，所述栅极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列。
优选的是，所述触控电路与所述数据线同层且绝缘设置。
优选的是，所述触控电路与所述扫描线同层且绝缘设置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种触控显示面板，其包括：
扫描线、数据线及由所述扫描线和所述数据线划分成的子像素单元阵列，每个所述子像素单元中设置有薄膜晶体管；
第一短路棒，其上设置有用于引入源极控制信号的第一连接线；
第二短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入源极测试信号的第二连接线，其中全部或部分所述第二连接线用于在触控阶段接收触控感测信号；
第三短路棒，其上设置有用于引入栅极控制信号的第三连接线；
第四短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入栅极测试信号的第四连接线，其中全部或部分所述第四连接线用于在触控阶段引入触控驱动信号；
源极晶体管开关阵列，其源极晶体管的栅极连接所述第一连接线，并在所述源极控制信号的作用下通过所述源极晶体管的源极、漏极将所述第二连接线与所述数据线相连通；以及
栅极晶体管开关阵列，其栅极晶体管的栅极连接所述第三连接线，并在所述栅极控制信号的作用下通过所述栅极晶体管的源极、漏极将所述第四连接线与所述扫描线相连通。
优选的是，在显示阶段，所述源极控制信号使得所述源极晶体管开关阵列中的所有源极晶体管都关闭，所述数据线与数据线驱动电路相连通；并且，所述栅极控制信号使得所述栅极晶体管开关阵列中的所有栅极晶体管都关闭，所述扫描线与扫描线驱动电路相连通。
优选的是，所述源极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列，所述栅极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列。
优选的是，所述触控电路与所述数据线同层且绝缘设置。
优选的是，所述触控电路与所述扫描线同层且绝缘设置。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明在不改变传统像素结构的基础上重新设计测试信号线和触控信号线，使得形成的触控电路既具有测试功能又具有触控检测功能。触控电路既可以和扫描线同层、绝缘设置，也可以和数据线同层、绝缘设置，从而无需增加一层额外的金属层来形成触控电路。相比于现有技术中在制造In-Cell式触控显示装置时需要增加一层用于形成触控电路的金属层、以及相应的无机绝缘层和两张光罩的技术方案，本发明在有效减少了In-Cell式触控显示装置的制造成本的基础上，简化了制造工艺，提高了触控显示面板的良品率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图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，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明实施例触控显示面板的结构示意图；
图2示出了本发明实施例触控显示面板工作于显示状态时的示意图；
图3示出了本发明实施例触控显示面板工作于触控状态时的示意图；以及
图4示出了本发明实施例触控显示面板工作时的控制时序示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本发明所要解决的技术问题是：在制造现有技术的In-Cell式触控显示面板时，需要增加一层用于形成触控驱动信号线和触控感测信号线的金属层、以及相应的无机绝缘层和两张光罩，这样会大大增加In-Cell式触控显示面板的制造成本。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种制造成本低的In-Cell式触控显示面板及其触控电路。
如图1所示，是本发明实施例的触控显示面板的结构示意图。参照图1，触控显示面板包括短路棒、源极晶体管开关阵列305、栅极晶体管开关阵列306、若干扫描线200、若干数据线100以及由扫描线200和数据线100划分成的子像素单元阵列。其中，数据线100垂直排列，其在图1中的编号依次为D(n),D(n+1),……,D(n+11)。扫描线200水平排列，其在图1中的编号依次为G(n),G(n+1),……,G(n+7)。每个子像素单元中设置有薄膜晶体管(TFT)。
各测点1至10经过短路棒(Shorting Bar)上的走线(或者说连接线)并通过数字开关阵列而连接到触控显示面板的数据线100和扫描线200上。这里，数据开关阵列优选为薄膜场效应晶体管(TFT)阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)阵列。
具体地，测点1至5经过两条第一短路棒301上的第一连接线(图中未示出)和三条第二短路棒302上的第二连接线3021、并通过源极晶体管开关阵列305连接到触控显示面板的数据线100上。具体地，源极晶体管开关阵列305由多个源极晶体管组成。测点1和测点2经过第一连接线连接到源极晶体管开关阵列305的源极晶体管的栅极上。测点3至测点5通过第二连接线3021连接源极晶体管的漏极，而源极晶体管的源极连接触控显示面板的数据线100。第一连接线用于引入源极控制信号，以控制源极晶体管的导通与关闭。第二连接线3021用于在测试阶段引入源极测试信号，其中全部或者部分第二连接线3021还用于在触控阶段接收触控感测信号。
类似地，栅极晶体管开关阵列306由多个栅极晶体管组成。测点6至10经过两条第三短路棒303上的第三连接线(图中未示出)和三条第四短路棒304上的第四连接线3041、并通过栅极晶体管开关阵列306连接到触控显示面板的扫描线200上。具体地，测点6和测点7通过第三连接线连接到栅极晶体管开关阵列306的栅极晶体管的栅极上。测点8至测点10通过第四连接线3041连接栅极晶体管的漏极，而栅极晶体管的源极连接触控显示面板的扫描线200。第三连接线用于引用栅极控制信号，以控制栅极晶体管的导通与关闭。第四连接线3041用于在测试阶段引入栅极测试信号，其中全部或者部分第四连接线3041还用于在触控阶段引入触控驱动信号。
值得注意的是，可根据实际情况(例如根据需要引入触控驱动/感测信号的信号线数目)给触控显示面板的数据线100和扫描线200分配不同数量的晶体管开关和测点进行点灯测试。例如，参照图1，测点3和测点4均可通过两个源极晶体管连接数据线100，测点5可通过八个源极晶体管连接数据线100。测点8和测点9均可通过两个栅极晶体管连接扫描线200，测点10可通过四个栅极晶体管连接扫描线200。
在触控显示面板工作于测试阶段时，参照图1，向测点1、2、6和7输入高电平，从而控制所有源极晶体管和所有栅极晶体管都导通。然后向测点3至测点5以及测点8至测点10分别加载测试需要的信号就可以对触控显示面板进行测试了。当测试结果显示触控显示面板显示正常时，向测点1、2、6和7输入低电平，这样显示区内的数据线100就能够和短路棒断开连接了。
测试完成之后，产出的面板需要进行最后的模组绑定工序。在绑定工序完成之后，显示区内部的扫描线200和数据线100分别和相应的驱动电路连接。即，扫描线200与扫描线驱动电路连接，数据线100与数据线驱动电路连接。在本实施例中，用于引入控制信号的第一连接线和第三连接线既可以和驱动电路连接，也可以和用于输入触控信号的电路连接。这可根据具体的设计需要来进行选择。在本实施例中，短路棒上设置的信号分为两类。第一类是在测试过程中仅用于传送测试信号的连接线，例如测点5涉及的连接线和测点10涉及的连接线。这类连接线不与任何电路相连，在绑定工序完成后处于浮空(Floating)状态。第二类是既用于传送测试信号，又用于传送触控信号的连接线，例如测点3和测点4涉及的连接线，以及测点8和测点9涉及的连接线。这类连接线可与用于输入测试信号的电路或者与用于输入触控信号的电路连接。
值得注意的是，在未对触控显示面板进行绑定(Bonding)工序之前，上述控制信号及测试信号通过面板外围的绑定垫(Bonding Pad)提供。
图2示出了本发明实施例触控显示面板工作于显示状态时的示意图。参照图2，在触控显示面板工作于显示阶段时，向测点1、2、6和7都输入低电平，以使所有源极晶体管和所有栅极晶体管都关闭。同时数据线100与数据线驱动电路(图中未示出)相连通，扫描线200与扫描线驱动电路(图中未示出)相连通，然后按照传统的控制方式控制面板正常显示。图2中灰色部分代表处于浮空状态或者接地状态的电路。
在触控显示面板工作于触控阶段时，那些不接收触控感测信号的第二连接线3021涉及的非触控用的源极晶体管均关闭，其余用于接收触控感测信号的第二连接线3021涉及的触控用的源极晶体管都打开。另外，那些不引入触控驱动信号的第四连接线3041涉及的非触控用的栅极晶体管均关闭，其余用于引入触控驱动信号的第四连接线3041涉及的触控用的栅极晶体管都打开。
具体地，经第一连接线向非触控用的源极晶体管的栅极输入低电位(例如-8V)，以使非触控用的源极晶体管关闭。经第一连接线向触控用的源极晶体管的栅极输入高电平(例如33V)，以使触控用的源极晶体管打开。类似地，经第三连接线向非触控用的栅极晶体管的栅极输入低电位，以使非触控的栅极晶体管关闭。经第三连接线向触控用的栅极晶体管的栅极输入高电平，以使触控用的栅极晶体管打开。
参照图3，在触控显示面板工作于触控阶段时，向测点1和测点6输入高电平，向测点2和测点7输入低电平。如此设置使编号为D(n+2),D(n+5),D(n+8)和D(n+11)的数据线100分别作为用于接收触控感测信号的触控感测信号线(RX信号线)。同时使编号为G(n+1),G(n+3),G(n+5)和G(n+7)的扫描线200分别作为用于引入触控驱动信号的触控驱动信号线(TX信号线)。另外，在触控阶段，显示区内的所有晶体管都关闭，以使触控检测动作不会对面板的显示效果造成影响。
在整个触控显示面板的显示区内部，四条TX信号线和四条RX信号线相互垂直排列，它们重叠的区域即为透射电容式触控的触控感测模块，如图3中区域A所示。该区域的尺寸为5～6mm左右。图3仅为示意图，实际的TX信号线和RX信号线的数量需要根据像素尺寸来决定。TX信号线和RX信号线之间的电容即传统面板中数据线100和扫描线200相互重叠部分所形成的寄生电容。
图4示出了本发明实施例触控显示面板工作时的控制时序示意图。参照图4，一个控制周期(一帧画面的时间段)分为两个部分：显示阶段(LCD工作时间段)和触控阶段。在显示阶段，扫描线200和数据线100的波形和传统TFT-LCD是完全相同的。在触控阶段，向TX信号线输入高频的正弦波，其中心值和其他扫描线200相同(均为-8V)，其振幅为2V。如此设置使得向TX信号线输入的高频正弦波的最大峰值电压为-6V，此电压仍然可以使像素内部的薄膜晶体管处于关闭状态，从而不会影响面板的显示效果。仍参照图4，将RX信号线置于接地状态或者向其输入Vcom电压。由于电容耦合的作用，RX信号线上也会相应产生振幅较小的正弦波，其中心值为Vcom(V)，最大峰值电压为X(V)。然而，由于像素内部的所有薄膜晶体管均处于关闭状态，因此RX信号线上的电压并不会写入像素电极。
应用本发明实施例的触控显示面板，在不改变传统像素结构的基础上重新设计测试信号线和触控信号线，使得形成的触控电路既具有测试功能又具有触控检测功能。触控电路既可以和扫描线200同层、绝缘设置，也可以和数据线100同层、绝缘设置，从而无需增加一层额外的金属层来形成触控电路。相比于现有技术中在制造In-Cell式触控显示装置时需要增加一层用于形成触控电路的金属层、以及相应的无机绝缘层和两张光罩的技术方案，本发明实施例在有效减少了In-Cell式触控显示装置的制造成本的基础上，简化了制造工艺，提高了触控显示面板的良品率。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种触控显示面板的触控电路，其特征在于，包括：
第一短路棒，其上设置有用于引入源极控制信号的第一连接线；
第二短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入源极测试信号的第二连接线，其中全部或部分所述第二连接线用于在触控阶段接收触控感测信号；
第三短路棒，其上设置有用于引入栅极控制信号的第三连接线；
第四短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入栅极测试信号的第四连接线，其中全部或部分所述第四连接线用于在触控阶段引入触控驱动信号；
源极晶体管开关阵列，其源极晶体管的栅极连接所述第一连接线，并在所述源极控制信号的作用下通过所述源极晶体管的源极、漏极将所述第二连接线与所述触控显示面板的数据线相连通；以及
栅极晶体管开关阵列，其栅极晶体管的栅极连接所述第三连接线，并在所述栅极控制信号的作用下通过所述栅极晶体管的源极、漏极将所述第四连接线与所述触控显示面板的扫描线相连通；
其中，部分数据线作为触控感测信号线，部分扫描线作为触控驱动信号线，在触控阶段，显示区内所有晶体管都关闭。
2.根据权利要求1所述的触控电路，其特征在于，在显示阶段，所述源极控制信号使得所述源极晶体管开关阵列中的所有源极晶体管都关闭，所述数据线与数据线驱动电路相连通；并且，所述栅极控制信号使得所述栅极晶体管开关阵列中的所有栅极晶体管都关闭，所述扫描线与扫描线驱动电路相连通。
3.根据权利要求1或2所述的触控电路，其特征在于，所述源极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列，所述栅极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列。
4.根据权利要求1或2所述的触控电路，其特征在于，所述触控电路与所述数据线同层且绝缘设置。
5.根据权利要求1或2所述的触控电路，其特征在于，所述触控电路与所述扫描线同层且绝缘设置。
6.一种触控显示面板，其特征在于，包括：
扫描线、数据线及由所述扫描线和所述数据线划分成的子像素单元阵列，每个所述子像素单元中设置有薄膜晶体管；
第一短路棒，其上设置有用于引入源极控制信号的第一连接线；
第二短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入源极测试信号的第二连接线，其中全部或部分所述第二连接线用于在触控阶段接收触控感测信号；
第三短路棒，其上设置有用于引入栅极控制信号的第三连接线；
第四短路棒，其上设置有用于在测试阶段引入栅极测试信号的第四连接线，其中全部或部分所述第四连接线用于在触控阶段引入触控驱动信号；
源极晶体管开关阵列，其源极晶体管的栅极连接所述第一连接线，并在所述源极控制信号的作用下通过所述源极晶体管的源极、漏极将所述第二连接线与所述数据线相连通；以及
栅极晶体管开关阵列，其栅极晶体管的栅极连接所述第三连接线，并在所述栅极控制信号的作用下通过所述栅极晶体管的源极、漏极将所述第四连接线与所述扫描线相连通；
其中，部分数据线作为触控感测信号线，部分扫描线作为触控驱动信号线，在触控阶段，显示区内所有晶体管都关闭。
7.根据权利要求6所述的触控显示面板，其特征在于，在显示阶段，所述源极控制信号使得所述源极晶体管开关阵列中的所有源极晶体管都关闭，所述数据线与数据线驱动电路相连通；并且，所述栅极控制信号使得所述栅极晶体管开关阵列中的所有栅极晶体管都关闭，所述扫描线与扫描线驱动电路相连通。
8.根据权利要求6或7所述的触控显示面板，其特征在于，所述源极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列，所述栅极晶体管开关阵列为薄膜场效应晶体管阵列或者金属-氧化物半导体场效应晶体管阵列。
9.根据权利要求6或7所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控电路与所述数据线同层且绝缘设置。
10.根据权利要求6或7所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控电路与所述扫描线同层且绝缘设置。
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