CN112882609B - 自电容触控屏及显示面板、显示装置 - Google Patents

自电容触控屏及显示面板、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自电容触控屏及显示面板、显示装置。所述自电容触控屏包括多个呈阵列分布的触控单元、多条横向间隔设置的扫描线、以及多条纵向间隔设置的数据读取线；所述触控单元包括自电容电极和触控开关管，所述自电容电极与所述触控开关管的输入端连接；所述扫描线与对应行的每一所述触控单元的所述触控开关管的控制端连接，所述数据读取线与对应列的每一所述触控单元的所述触控开关管的输出端连接。本发明实施例中触控显示面板的有源矩阵自电容触控屏，实现多点触控，无鬼点问题和面内走线简单。

Description

自电容触控屏及显示面板、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及自电容触控屏及显示面板、显示装置。
背景技术
显示面板集成触控感应性能可带来更多样、更便捷的用户体验。目前，触控显示面板根据结构不同可划分为外挂式和内嵌式两种：外挂式是将触控感测器制作于彩色滤光片的表面，将触控感应器加上玻璃做成触控面板模组，然后再与液晶面板模组贴合。内嵌式是将触控感测器制作于面板结构中，直接把触控感应器置于薄膜晶体管液晶显示器面板模组中，触控功能整合于显示器内，不必再外挂触控面板，因此其厚度也较外挂式触控面板轻而薄。
触控显示面板依感应技术不同可分为电阻式、电容式、光学式、音波式四种，如今市场主要是投射式电容触控屏，其中分为自电容和互电容触控屏，自电容的触控精度比互电容高。最常用的被动式自电容触控屏采用以下两种触控信号读取方式：第一种方式为分别横向、纵向读取触控信号，确定触控点的横、纵坐标；但是当有多点触控时，会读出两个横坐标X2、X3和两个纵坐标Y2、Y3，因而会识别出4个点，其中(X3,Y2)和(X2,Y3)为没有触控事件的鬼点。第二种方式为将每个触控单元的信号都单独拉线引出，这样感测精度高，不会有鬼点问题；但是，这种方法走线很多，特别是对于大尺寸的屏幕，其集成方法与信号读取的难度都十分大，严重制约了自电容触控技术的进一步发展和应用。
发明内容
本发明实施例提供一种自电容触控屏及显示面板、显示装置，解决现有的自电容触控显示面板的多点触控事件出现鬼点，读取信号走线复杂的技术问题。
本发明实施例提供一种自电容触控屏，所述自电容触控屏包括多个呈阵列分布的触控单元、多条横向间隔设置的扫描线、以及多条纵向间隔设置的数据读取线；
所述触控单元包括自电容电极和触控开关管，所述自电容电极与所述触控开关管的输入端连接；
所述扫描线与对应行的每一所述触控单元的所述触控开关管的控制端连接，所述数据读取线与对应列的每一所述触控单元的所述触控开关管的输出端连接。
在一些实施例中，所述触控单元还包括第一开关管和第二开关管；
所述第一开关管的输出端与所述自电容电极连接，输入端接收工作信号，控制端接收控制信号；
所述第二开关管的输入端与所述触控开关管的输出端连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号。
在一些实施例中，所述触控单元还包括第一开关管和第二开关管；
所述第一开关管的输出端与所述自电容电极连接，输入端接收工作信号，控制端接收控制信号；
所述第二开关管的输入端与所述自电容电极连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号。
在一些实施例中，所述触控单元还包括第一开关管、第二开关管和第三开关管；
所述第一开关管的输出端与所述自电容电极连接，输入端接收工作信号，控制端接收控制信号；
所述第二开关管的输入端与所述自电容电极连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号；
所述第三开关管的输入端接收工作信号，输出端与所述触控开关管的输入端连接，控制端与所述自电容电极连接。
在一些实施例中，所述触控单元还包括第四开关管，所述第四开关管的输入端与所述第三开关管的输出端连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号。
本发明实施例还提供一种显示面板，包括如前实施例中任一所述的自电容触控屏。
在一些实施例中，所述显示面板为内嵌式触控显示面板或外挂式触控显示面板。
在一些实施例中，所述内嵌式触控显示面板包括驱动控制单元，所述驱动控制单元的控制线与所述自电容触控屏的所述扫描线共线。
在一些实施例中，述驱动控制单元包括第五开关管、第一电容和第二电容；
所述第五开关管的输入端接收工作信号，输出端连接所述第一电容和所述第二电容的一端，控制端接收控制信号。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括如前实施例中任一所述的显示面板。
本发明公开了一种自电容触控屏及显示面板、显示装置。所述自电容触控屏包括多个呈阵列分布的触控单元、多条横向间隔设置的扫描线、以及多条纵向间隔设置的数据读取线；所述触控单元包括自电容电极和触控开关管，所述自电容电极与所述触控开关管的输入端连接；所述扫描线与对应行的每一所述触控单元的所述触控开关管的控制端连接，所述数据读取线与对应列的每一所述触控单元的所述触控开关管的输出端连接。本发明实施例中触控显示面板的有源矩阵自电容触控屏，实现多点触控，无鬼点问题和面内走线简单。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明一实施例中的自电容触控屏的面内架构示意图；
图2为本发明一实施例中的自电容触控屏的电路结构示意图；
图3为本发明一实施例中的自电容触控屏的工作时序图；
图4为本发明一实施例中的自电容触控屏的电路结构示意图；
图5为本发明一实施例中的自电容触控屏的电路结构示意图；
图6为本发明一实施例中的显示面板的电路结构示意图。
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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
具体的，请参阅图1至图6，本发明实施例提供一种自电容触控屏，所述自电容触控屏包括多个呈阵列分布的触控单元1、多条横向间隔设置的扫描线、以及多条纵向间隔设置的数据读取线；所述触控单元1包括自电容电极12和触控开关管11，所述自电容电极12与所述触控开关管11的输入端连接；所述扫描线Gate-n与对应行的每一所述触控单元1的所述触控开关管11的控制端连接，所述数据读取线Readout-n与对应列的每一所述触控单元1的所述触控开关管11的输出端连接。
可以理解的是，现有的自电容触控面板中阵列分布有n行和n列的触控电极，当采用被动式的触控信号读取方式，进行多点触控事件时易发生鬼点问题，从而导致触控感测的精度不准。当采用每个触控电极单独引出触控信号读取走线，虽能解决多点触控引发的鬼点问题，但是n行和n列的多个触控电极分布，需要走线数量多达n*n，触控面板内的走线数量过多，容易导致走线间的集成困难与线间串扰问题。本发明的实施例中采用主动式的有源矩阵自电容触控屏，所述自电容触控屏包括多个呈阵列分布的触控单元1、多条横向间隔设置的扫描线Gate-n、以及多条纵向间隔设置的数据读取线Readout-n；多个所述触控单元1可以呈n行n列分布于所述自电容触控屏；多条所述扫描线Gate-n可以是横向间隔设置且相互平行的，其用于输出所述触控单元1的扫描控制信号，所述扫描线Gate-n的数量可以是n；多条所述数据读取线Readout-n可以是纵向间隔设置且相互平行的，其用于读取所述触控单元1的触控输出信号，所述数据读取线Readout-n的数量可以是n；多条所述扫描线Gate-n与多条所述数据读取线Readout-n形成网格化分布。所述触控单元1包括自电容电极12和触控开关管11，所述自电容电极12用于感测手指的触控操作时的电容变化，手指触控屏幕时，该自电容电极12的电容值改变，其输出的电位信号发生变化。所述触控开关管11的输入端与所述自电容电极12连接，所述触控开关管11用于控制所述触控单元1的触控输出信号通断。所述扫描线Gate-n与对应行的每一所述触控单元1的所述触控开关管11的控制端连接，n条所述扫描线Gate-n与对应的n行所述触控单元1的所述触控开关管11的控制端连接，一条所述扫描线Gate-n用于控制其所在行的n列的所述触控单元1，实现触控检测的行扫描；所述数据读取线Readout-n与对应列的每一所述触控单元1的所述触控开关管11的输出端连接，n条所述数据读取线Readout-n与对应的n列所述触控单元1的所述触控开关管11的输出端连接，一条所述数据读取线Readout-n用于读取其所述列的n行所述触控单元1的触控信号，实现触控检测的列扫描，触控信号的读取走线数量只需n，感测精度高，走线简单易集成，读取方式易实现。
在一些实施例中，所述触控单元1还包括第一开关管T1和第二开关管T2；所述第一开关管T1的输出端与所述自电容电极12连接，输入端接收工作信号VDD，控制端接收控制信号VGG；所述第二开关管T2的输入端与所述触控开关管Switch TFT的输出端连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号RST。
可以理解的是，参考图2自电容触控屏的电路结构和图3自电容触控屏的电路工作时序，所述自电容触控屏的工作原理如下：起始时，所述第二开关管T2的控制端接收的复位信号RST-n全部置高，实现触控点电位的复位，P点电位为地电位；然后所述触控开关管Switch TFT在一帧时间内开始按照对应Switch-n信号的时序图工作，开始逐行扫描所述触控单元1，以第n行的触控单元1为例，所述扫描线Gate-n输出Switch-n高电位，第n行的所述触控开关管Switch TFT选通，P点电位为0输出至所述触控开关管Switch TFT的输入端,经输出端后再至所述数据读取线Readout-n，所述数据读取线Readout-n读出该行该时刻的电位变化；所述复位信号RST-n置低时，所述第二开关管T2此时关闭，由于RC delay、电容Cf和左侧第一开关管T1的固有电阻的作用，P点电位在一帧内从0缓慢上升，在约一帧时间后所述扫描线Gate-n的控制信号再次置高，进入下一帧时间循环。依次类推，对第n+1行的所述触控单元1进行上述的行扫描工作流程，可以读出所述自电容触控屏的整面的电位变化。由于电容Cf与手指接触相关，电容Cf越大，电路上RC越大，因此P点电位变化更小，所述数据读取线Readout-n读出的电位更低，可以通过P点的电位变化量精准确定手指触控点的位置，感测精度高，数据读取走线简单易实现。
在一些实施例中，所述触控单元1还包括第一开关管T1和第二开关管T2；所述第一开关管T1的输出端与所述自电容电极12连接，输入端接收工作信号VDD，控制端接收控制信号VGG；所述第二开关管T2的输入端与所述自电容电极12连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号RST。
可以理解的是，所述第二开关管T2的输入端与所述自电容电极12连接，同时位于所述触控开关管Switch TFT的源极侧，在复位信号RST置于高电位时，所述第二开关管T2导通接地，P点的电位为地电位；所述触控开关管Switch TFT的驱动电压小于其截止电压，其输出端无信号输出，实现该电位点的复位功能。另外，所述触控单元1的工作原理与上一实施例的工作原理类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，所述触控单元1还包括第一开关管T1、第二开关管T2和第三开关管T3；所述第一开关管T1的输出端与所述自电容电极12连接，输入端接收工作信号VDD，控制端接收控制信号VGG；所述第二开关管T2的输入端与所述自电容电极12连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号RST1；所述第三开关管T3的输入端接收工作信号AMP_VDD，输出端与所述触控开关管Switch TFT的输入端连接，控制端与所述自电容电极12连接。
本实施例与前述实施例的主要区别在于，该电路结构中设置用于放大P点的电位信号的所述第三开关管T3；具体设置是所述第三开关管T3的控制端与所述自电容电极12连接，P点与所述第三开关管T3的栅极相连，P点电位的变化使得所述第三开关管T3的Vgd发生变化，进而可以使得其Vds发现变化，在输入端的工作信号AMP_VDD的驱动下，所述第三开关管T3的输出端将P点电位放大级别输出，最后该电位被所述数据读取线Readout-n读出。P点电位在放大后，触控信号的识别度会更高，更容易识别出手指在该触控单元1是否进行触控操作，提高了触控检测的灵敏度。所述触控单元1的工作原理与前任一实施例的工作原理类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，所述触控单元1还包括第四开关管T4，所述第四开关管T4的输入端与所述第三开关管T3的输出端连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号RST2。
可以理解的是，所述自电容触控屏的每一行所述触控单元1扫描结束后，第1-n列读取IC中存储该扫描行的所述触控单元1中P点电位值，在进行下一行的触控扫描前，需对读取IC中存储的P点电位值进行清零，以获取下一行的第1-n列的P点电位值；所述第四开关管T4用于对所在列的读取IC进行复位，其复位信号RST2的工作时序与所述第二开关管T2的复位信号RST1相同。所述第四开关管T4的输入端与所述第三开关管T3的输出端连接，控制端接收复位信号RST2，在复位信号RST2置于高电位时，所述第四开关管T4导通接地，从而对所在列的读取IC进行复位，保证读取IC的触控信号实时、准确更新，提高感测精度。
本发明实施例还提供一种显示面板，包括如前实施例中任一所述的自电容触控屏。所述显示面板为内嵌式触控显示面板或外挂式触控显示面板。
可以理解的是，所述显示面板可以分为外挂式触控显示面板和内嵌式触控显示面板两种：外挂式触控显示面板是将触控感测器制作于彩色滤光片的表面，将触控感应器加上玻璃做成触控面板模组，然后再与液晶面板模组贴合。内嵌式触控显示面板是将触控感测器制作于面板结构中，直接把触控感应器置于薄膜晶体管液晶显示器面板模组中，触控功能整合于显示器内，不必再外挂触控面板，因此其厚度也较外挂式触控面板轻而薄。
在一些实施例中，所述内嵌式触控显示面板包括驱动控制单元，所述驱动控制单元的控制线与所述自电容触控屏的所述扫描线Gate-n共线。所述驱动控制单元包括第五开关管T5、第一电容Cst和第二电容Clc；所述第五开关管T5的输入端接收工作信号，输出端连接所述第一电容Cst和所述第二电容Clc的一端，控制端接收控制信号。
可以理解的是，所述内嵌式触控显示面板采用分时驱动方式来控制画面显示和触控感测；将一帧时间分为两部分，一部分时间用于显示面板的显示驱动，另一部分时间用于所述自电容触控屏的触控感测。所述第一电容Cst是显示面板内的存储电容，所述第二电容Clc是显示面板内的液晶电容，所述第五开关管T5用于驱动控制显示面板的显示单元明暗状态。所述驱动控制单元的控制线与所述自电容触控屏的所述扫描线共线，在一帧时间内，利用分时驱动方式，同一帧时间的前部分驱动控制信号传输至第五开关管T5的控制端，用于控制显示单元的显示驱动，同一帧时间的后部分驱动扫描信号传输至触控开关管的控制端，用于扫描控制自电容触控屏的触控单元的所述触控开关管Switch TFT的开断，实现所述内嵌式触控显示面板的触控感测。节省触控显示面板内的走线布置，所述内嵌式触控显示面板同时实现正常显示和触控功能。
本发明实施例还提供一种显示装置，所述显示装置包括如前任一实施例中所述的显示面板。所述显示装置可以是固定终端显示装置，例如计算机、家用电视、智能家居设备；也可以是移动终端显示装置，例如移动电话、平板电脑、导航仪、数码相机；以及可以是穿戴式终端显示装置，例如运动手表、虚拟现实穿戴设备。所述显示装置的具体结构可参考如前任一实施例中所述的显示面板的实施例及图1-6，在此不再赘述。
本发明公开了一种自电容触控屏及显示面板、显示装置。所述自电容触控屏包括多个呈阵列分布的触控单元、多条横向间隔设置的扫描线、以及多条纵向间隔设置的数据读取线；所述触控单元包括自电容电极和触控开关管，所述自电容电极与所述触控开关管的输入端连接；所述扫描线与对应行的每一所述触控单元的所述触控开关管的控制端连接，所述数据读取线与对应列的每一所述触控单元的所述触控开关管的输出端连接。本发明实施例中触控显示面板的有源矩阵自电容触控屏，实现多点触控，无鬼点问题和面内走线简单。
以上对本发明实施例所提供的自电容触控屏及显示面板、显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种自电容触控屏，其特征在于，所述自电容触控屏包括多个呈阵列分布的触控单元、多条横向间隔设置的扫描线、以及多条纵向间隔设置的数据读取线；
所述触控单元包括自电容电极和触控开关管，所述自电容电极与所述触控开关管的输入端连接；
所述扫描线与对应行的每一所述触控单元的所述触控开关管的控制端连接，所述数据读取线与对应列的每一所述触控单元的所述触控开关管的输出端连接；
所述触控单元还包括第一开关管和第二开关管；
所述第一开关管的输出端与所述自电容电极连接，输入端接收工作信号，控制端接收控制信号；
所述第二开关管的输入端与所述触控开关管的输出端连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号。
2.如权利要求1所述的自电容触控屏，其特征在于，所述触控单元还包括第一开关管和第二开关管；
所述第一开关管的输出端与所述自电容电极连接，输入端接收工作信号，控制端接收控制信号；
所述第二开关管的输入端与所述自电容电极连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号。
3.如权利要求1所述的自电容触控屏，其特征在于，所述触控单元还包括第一开关管、第二开关管和第三开关管；
所述第一开关管的输出端与所述自电容电极连接，输入端接收工作信号，控制端接收控制信号；
所述第二开关管的输入端与所述自电容电极连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号；
所述第三开关管的输入端接收工作信号，输出端与所述触控开关管的输入端连接，控制端与所述自电容电极连接。
4.如权利要求3所述的自电容触控屏，其特征在于，所述触控单元还包括第四开关管，所述第四开关管的输入端与所述第三开关管的输出端连接，输出端与地电位连接，控制端接收复位信号。
5.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的自电容触控屏。
6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为内嵌式触控显示面板或外挂式触控显示面板。
7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述内嵌式触控显示面板包括驱动控制单元，所述驱动控制单元的控制线与所述自电容触控屏的所述扫描线共线。
8.如权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述驱动控制单元包括第五开关管、第一电容和第二电容；
所述第五开关管的输入端接收工作信号，输出端连接所述第一电容和所述第二电容的一端，控制端接收控制信号。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求5-8任一项所述的显示面板。
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