CN108415624A - 触控电路、触控检测方法、显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明总体来说涉及显示技术，具体来说，公开一种触控电路、触控检测方法、显示面板及显示装置。该触控电路包括：触控电极、触控信号线以及驱动晶体管。驱动晶体管的控制端与触控电极连接，驱动晶体管的第一端接收第一电源信号，驱动晶体管的第二端与触控信号线连接，用于根据所述触控电极的电压信号向所述触控信号线输出电流信号。本公开提出的触控电路利用驱动晶体管将触控电极的电压信号转化为电流信号，避免了触控电极上的电压信号在触控线上的衰减，从而提高了触控检测的精度。

Description

触控电路、触控检测方法、显示面板及显示装置

技术领域

本发明总体来说涉及显示技术，具体而言，涉及一种触控电路、触控检测方法、显示面板及显示装置。

背景技术

触控技术包括自容式触控技术和互容式触控技术，其中自容式触控技术以其结构简单广泛应用于各种显示技术领域，例如，OLED、AMOLED等显示技术领域。

相关技术中，自容式触控电路一般包括触控信号线和触控电极，当触控主体(例如手指)接近触控电极时由于电容耦合作用，触控电极会改变触控电极上的电压，触控信号线通过感测触控电极上的电压变化可以确定触控主体触控的位置。

然而，触控电极上的电压信号在触控信号线传输过程中存在衰减，随着显示面板尺寸越做越大，所需触控信号线的长度也越来越长，较长的触控信号线会严重影响触控电极电压变化的检测，从而影响触控检测精度。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述相关技术中触控电极上的电压信号在触控信号线传输过程中存在衰减从而导致触控检测精度低的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：提供一种触控电路，该触控电路包括：触控电极、触控信号线以及驱动晶体管。所述驱动晶体管的控制端与所述触控电极连接，驱动晶体管的第一端接收第一电源信号，驱动晶体管的第二端与所述触控信号线连接，用于根据所述触控电极的电压信号向所述触控信号线输出电流信号。

根据本发明的一实施方式，所述触控电路还包括至少一个第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制端接收第一控制信号，第一开关晶体管的第一端与所述触控电极连接，第一开关晶体管的第二端接收第二电源信号，第一开关晶体管用于响应所述第一控制信号利用所述第二电源信号对所述触控电极充电。

根据本发明的一实施方式，所述触控电路还包括：电容器件，所述电容器件的第一端与所述驱动晶体管的控制端连接，电容器件的第二端接收一第二控制信号。

根据本发明的一实施方式，所述触控电路还包括：至少一个第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的控制端接收第三控制信号，第二开关晶体管的第一端与所述触控电极连接，第二开关晶体管的第二端接收第二电源信号，第二开关晶体管用于响应所述第三控制信号利用所述第二电源信号对所述触控电极充电。

根据本发明的一实施方式，所述触控电路设于包括栅极驱动电路的显示面板；所述第一控制信号、所述第二控制信号以及所述第三控制信号共用所述栅极驱动电路提供的扫描信号；其中，所述第二控制信号的驱动时序先于所述第三控制信号且晚于所述第一控制信号。

本发明还提供一种显示面板，其特征在于，包括上述的触控电路。

根据本发明的一实施方式，所述显示面板还包括多条沿第一方向延伸且沿第二方向分布的驱动电极，每一所述驱动电极均包括多个间隔交叉分布的第一电极块和第二电极块；其中，所述第一电极块用作所述触控电极；所述第二电极块用于向所述显示面板的驱动电路提供电源信号且用于提供所述第二电源信号。

根据本发明的一实施方式，设置于同一所述驱动电极上的多个触控电路连接于同一条所述触控信号线。

根据本发明的一实施方式，每一个所述触控电极在所述第一方向上的尺寸沿所述第二方向变化。

本发明还提供一种触控检测方法，应用上述的触控电路，其特征在于，包括：

向触控电极充电；

利用触控晶体管将所述驱动电极的电压信号转化为电流信号；

根据所述电流信号判断触控位置。

本发明还提供一种显示装置，包括上述的显示面板。

本发明提出的触控电路利用驱动晶体管将触控电极的电压信号转化为电流信号，一方面，避免了触控电极上的电压信号在触控线上的衰减，从而提高了触控检测的精度；另一方面，该触控电路结构简单，成本较低。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开触控电路一种示例性实施例中结构示意图；

图2为本公开显示面板一种示例性实施例的结构示意图；

图3为本公开显示面板一种示例性实施例中触控电路的电路图；

图4为本公开触控电路一种示例性实施例中控制信号的时序图；

图5为相关技术中显示面板触控电路的结构示意图；

图6为本公开显示面板一种示例性实施例中触控电极的结构示意图；

图7为本公开触控检测方法一种示例性实施例中的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

本示例性实施例首先提供一种触控电路，如图1所示，为本公开触控电路一种示例性实施例中结构示意图。该触控电路包括：触控电极1、触控信号线2以及驱动晶体管3。所述驱动晶体管3的控制端与所述触控电极1连接，驱动晶体管3的第一端接收第一电源信号Vin，驱动晶体管的第二端与所述触控信号线连接，用于根据所述触控电极的电压信号向所述触控信号线输出电流信号。

本示例性实施例中，驱动晶体管可以为P沟道型薄膜晶体管也可以为N沟道型薄膜晶体管。本示例性实施例以P沟道型薄膜晶体管为例进行说明。驱动晶体管3的第一端为源极，第二端为漏极，控制端为栅极。驱动晶体管3的源极接收第一电源信号Vin，驱动晶体管3的漏极与触控信号线2连接，驱动晶体管3的栅极与触控电极连接。触控电路工作时，驱动晶体管3工作于饱和区，驱动晶体管3的漏极输出电流Iout＝k(Vgs-Vth)²＝k(Vg-Vs-Vth)²，其中，Vg为驱动晶体管3的栅极电压，Vs为驱动晶体管3源极电压，k为驱动晶体管3的迁移率，Vth为驱动晶体管3的阈值电压。本示例性实施例中，Vg等于触控电极的电压，Vs等于Vin，k、Vth为定值，因此，可以看出，驱动晶体管3的漏极输出电流Iout只与触控电极的电压有关，根据驱动晶体管3的漏极输出电流Iout的变化可以判断触控电极电压的变化。而触控主体(如手指)接近触控电极时会改变触控电极的电压，因此通过检测驱动晶体管3的漏极输出电流Iout可以检测触控电极的触控情况。

本发明提出的触控电路利用驱动晶体管将触控电极的电压信号转化为电流信号，一方面，避免了触控电极上的电压信号在触控线上的衰减，从而提高了触控检测的精度；另一方面，该触控电路结构简单，成本较低。

本示例性实施例还公开一种显示面板，该显示面板包括上述的触控电路。具体的，如图2、3所示，图2为本公开显示面板一种示例性实施例的结构示意图，图3为本公开显示面板一种示例性实施例中触控电路的电路图。所述显示面板可以包括多条沿第一方向延伸且沿第二方向间隔分布的驱动电极5，每一所述驱动电极5均包括多个间隔交叉分布的第一电极块51和第二电极块52；其中，所述第一电极块51可以用作所述触控电极1；所述第二电极块52用于向所述显示面板的驱动电路提供电源信号。其中，驱动电极5可以为阴极也可以为阳极，本示例性实施例以驱动电极5为阴极为例进行说明，显示面板中所有的第二电极块52电连接，且具有输出电压VSS。

本示例性实施例提供的显示面板将第一电极块共用为触控电极，一方面，该设置减少了导线交叉节点，从而减少了导线之间的寄生电容，提高了显示效果；另一方面，该设置避免了额外设置触控层，减少了布线数量、简化了工艺，从而节约了成本。

本示例性实施例中，如图3所示，所述触控电路还可以包括至少一个第一开关晶体管4，所述第一开关晶体管4的控制端接收第一控制信号S1，第一开关晶体管4的第一端与所述第一电极块51连接，第一开关晶体管4的第二端接收第二电源信号，第一开关晶体管4用于响应所述第一控制信号S1利用所述第二电源信号对所述第一电极块51充电。

为了实现触控检测在预设的时段进行，如图3所示，所述触控电路还可以包括：电容器件6，所述电容器件6的第一端与所述驱动晶体管3的控制端连接，电容器件6的第二端接收一第二控制信号S2。其中，第一开关晶体管4可以设置于第二电极块52上，且第二电源信号可以由所述第二电极块52提供，此时第二电源信号的电压为VSS，第一电极块51在第二电压信号充电下电压为VSS。第一开关晶体管4可以选择为P沟道型薄膜晶体管，第二电极块52提供的第二电源信号可以大于第一开关晶体管4的阈值电压，第二控制信号S2可以为脉冲信号。

当第二控制信号S2为高电平时，驱动晶体管3控制端的电压等于VSS，此时驱动晶体管不导通，触控电路不进行触控检测；当第二控制信号S2变为低电平，电容器件6第一端在第二端的压降作用下发生压降，从而使得与电容器件6第一端连接的驱动晶体管3控制端的电压也发生下降，此时驱动晶体管的控制端电压小于第一开关晶体管4的阈值电压，驱动晶体管3导通，触控电路进行触控检测。本示例性实施例通过电容器件6的设置实现了触控检测时段的控制。应该理解的是，在其他示例性实施例中，驱动电极5还可以为阳极，驱动晶体管可以为N沟道型薄膜晶体管，第一开关晶体管4可以选择为N沟道型薄膜晶体管，第二电极块52提供的第二电源信号可以小于第一开关晶体管4的阈值电压，这些都属于本公开的保护范围。

本示例性实施例中，如图3所示，触控电路在触控检测阶段第一电极块51会释放电荷，第一电极块51上的电压会发生变化。由于第一电极块51与第二电极块52形成电容结构，当第一电极块51上的电压发生变化时会影响第二电极块52上的电压，最终导致显示面板显示异常。本示例性实施例中，所述触控电路还包括：至少一个第二开关晶体管7，所述第二开关晶体管7的控制端接收第三控制信号S3，第二开关晶体管7的第一端与所述第一电极块51连接，第二开关晶体管7的第二端可以接收所述第二电源信号，第二开关晶体管用于响应所述第三控制信号利用所述第二电源信号对所述第一电极块51充电。第三控制信号在第一电极块51完成放电后利用所述第二电源信号对所述第一电极块51充电，从而使得第一电极块51与第二电极块52的电压相同，第一电极块51不会影响正常的显示。

本示例性实施例中，所述第一控制信号S1、所述第二控制信号S2以及所述第三控制信号S3可以共用显示面板中栅极驱动电路提供的扫描信号；其中，所述第二控制信号S2的驱动时序先于所述第三控制信号S3且晚于所述第一控制信号S1。显示面板中，栅极驱动电路按照时间顺序逐排向像素驱动电路发生扫描信号，第一控制信号S1可以共用上一排像素的扫描信号，第二控制信号S2可以共用中间一排像素的扫描信号，第三控制信号S3可以共用下一排像素的扫描信号。其中，上一排像素、中间一排像素以及下一排像素是指显示面板中具有相对位置关系的三排像素，该三排像素可以相邻也可以相间隔。本示例性实施例中，触控电路的所述第一控制信号S1、所述第二控制信号S2以及所述第三控制信号S3共用所述栅极驱动电路提供的扫描信号可以实现触控与显示同步进行，从而不必单独设置触控时段，进而增加了显示的时间。该设置避免了相关技术中由于显示时间较短，通过增加发光件的亮度维持正常显示时，造成的显示面板使用寿命短的技术问题。

如图4所示，为本公开触控电路一种示例性实施例中控制信号的时序图。其中，在t1时段，S1为低电平，S2为高电平、S3为高电平，该时段，第一开关晶体管导通，第二开关晶体管关闭，第一电极块51在第二电源信号作用下充电至VSS，由于VSS大于第一开关晶体管4的阈值电压，驱动晶体管关断，驱动晶体管输出电流Iout＝0；在t2时段，S1为高电平，S2为低电平、S3为高电平，该时段，第一开关晶体管关断，第二开关晶体管关断，电容器件6第一端在第二端的压降作用下发生压降，从而使得与电容器件6第一端连接的驱动晶体管3控制端的电压Vgate下降到VSS+△V，其中，△V为第二控制信号的压变量，此时驱动晶体管控制端的电压小于第一开关晶体管4的阈值电压，驱动晶体管3导通，没有触控发生时，驱动晶体管3输出电流I＝I1，有触控发生时，驱动晶体管3输出电流I＝I2；在t3时段，S1为高电平，S2为高电平、S3为低电平，第一开关晶体管4关闭，第二开关晶体管7导通，触控电极1在第二电源信号作用下充电至VSS。

如图5所示，为相关技术中显示面板触控电路的结构示意图。其中，每一个触控电极500均连接有一根检测线501。本示例性实施例中，如图2所示，设置于同一所述驱动电极5上的多个触控电路可以连接于同一条所述触控信号线2。该设置可以减少与触控信号线连接的检测单元的引脚个数，降低检测单元的成本。

本示例性实施例中，如果显示面板驱动电极在第二方向上的尺寸较大，触控区域小于驱动电极在第二方向上的尺寸，则难以判断触控区域在驱动电极沿第二方向的具体位置。本示例性实施例中，如图6所示，为本公开显示面板一种示例性实施例中触控电极的结构示意图。每一个所述触控电极(即第一电极块51)在所述第一方向上的尺寸沿所述第二方向变化。图6中第一电极块51上有两个触控点A和B，触控点A周边的面积大于触控点B周边的面积，当对A、B两点进行触控时，第一电极块51上会发生不同的电容变化。通过不同的电容变化可以得到具体的触控位置。图6中第二电极块52上有两个触控点C、D，触控点C距离第一电极块51较近，触控点D距离第一电极块51较远，对C、D点进行触控时，第一电极块51会发生不同的电容变化，通过不同的电容变化可以得到具体的触控位置。因此，该设置可以提高触控的精度。图6中第一电极块51在第一方向的尺寸沿第二方向阶梯变化，应该理解的是，第一电极块51在第一方向的尺寸沿第二方向还有更多的变化方式，这些都属于本公开的保护范围。

本示例性实施例还提供一种触控检测方法，应用上述的触控电路，如图7所示，为本公开触控检测方法一种示例性实施例中的流程图。该方法包括：

S1：向触控电极充电；

S2：利用驱动晶体管将所述触控电极的电压信号转化为电流信号；

S3：根据所述电流信号判断触控位置。

本示例性实施例提供的触控检测方法与上述触控电路具有相同的技术特征和工作原理，上述内容已经做出详细说明，此处不再赘述。

本发明还提供一种显示装置，包括上述的显示面板。

本示例性实施例中，显示装置的具体类型不受特别的限制，本领域常用类型的显示装置均可，具体例如OLED显示器等。本示例性实施例提供的显示装置与上述显示面板具有相同的技术特征和工作原理，上述内容已经做出详细说明，此处不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (11)

1.一种触控电路，其特征在于，包括：

触控电极；

触控信号线；

驱动晶体管，所述驱动晶体管的控制端与所述触控电极连接，第一端接收第一电源信号，第二端与所述触控信号线连接，用于根据所述触控电极的电压信号向所述触控信号线输出电流信号。

2.根据权利要求1所述的触控电路，其特征在于，所述触控电路还包括：

至少一个第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制端接收第一控制信号，第一端与所述触控电极连接，第二端接收第二电源信号，用于响应所述第一控制信号利用所述第二电源信号对所述触控电极充电。

3.根据权利要求2所述的触控电路，其特征在于，所述触控电路还包括：

电容器件，所述电容器件的第一端与所述驱动晶体管的控制端连接，第二端接收一第二控制信号。

4.根据权利要求3所述的触控电路，其特征在于，所述触控电路还包括：

至少一个第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的控制端接收第三控制信号，第一端与所述触控电极连接，第二端接收所述第二电源信号，用于响应所述第三控制信号利用所述第二电源信号对所述触控电极充电。

5.根据权利要求4所述的触控电路，其特征在于，所述触控电路设于包括栅极驱动电路的显示面板；

所述第一控制信号、所述第二控制信号以及所述第三控制信号共用所述栅极驱动电路提供的扫描信号；

其中，所述第二控制信号的驱动时序先于所述第三控制信号且晚于所述第一控制信号。

6.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的触控电路。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括多条沿第一方向延伸且沿第二方向间隔分布的驱动电极，每一所述驱动电极均包括多个间隔交叉分布的第一电极块和第二电极块；其中，所述第一电极块用作所述触控电极；所述第二电极块用于向所述显示面板的驱动电路提供电源信号。

8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，连接于同一所述驱动电极上的多个触控电路共用于同一条所述触控信号线。

9.根据权利要求7或8所述的显示面板，其特征在于，每一个所述触控电极在所述第一方向上的尺寸沿所述第二方向变化。

10.一种触控检测方法，应用权利要求1-5任一项所述的触控电路，其特征在于，包括：

向触控电极充电；

利用驱动晶体管将所述触控电极的电压信号转化为电流信号；

根据所述电流信号判断触控位置。

11.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求6-9任一项所述的显示面板。