觸摸屏及其驅(qū)動方法和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種觸摸屏及其驅(qū)動方法和顯示裝置。觸摸屏包括：相對設(shè)置的陣列基板和彩膜基板，彩膜基板和陣列基板之間形成有液晶層，陣列基板包括柵線、數(shù)據(jù)線以及由相鄰的柵線和相鄰的數(shù)據(jù)線相交形成的多個像素單元，像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，彩膜基板包括多個公共電極；像素電極，用于在顯示時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號；公共電極，用于在顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在觸控時間段內(nèi)通過公共電極線輸出感應(yīng)信號。本發(fā)明無需額外設(shè)置實現(xiàn)觸控功能的觸控電極和信號線，也無需額外增加相應(yīng)的制作工藝步驟，可以實現(xiàn)TN模式下的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的多點觸控功能。
【專利說明】觸摸屏及其驅(qū)動方法和顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種觸摸屏及其驅(qū)動方法和顯
[0002]示裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]觸摸屏按照組成結(jié)構(gòu)可以分為:外掛式觸摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆蓋表面式觸摸屏(On Cell Touch Panel)以及內(nèi)嵌式觸摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，內(nèi)嵌式觸摸屏是將觸摸屏的觸控電極內(nèi)嵌在液晶顯示面板的內(nèi)部而形成的觸摸屏。
[0004]目前，若要將液晶顯示面板制作成電容式內(nèi)嵌觸摸屏，則需要在液晶顯示面板的內(nèi)部額外制作出一些觸控電極和信號線，制作工藝復(fù)雜；而且上述電容式內(nèi)嵌觸摸屏通常應(yīng)用于邊緣場開關(guān)(Fringe Field Switching,簡稱:FFS)模式下,從公開的文獻中，能夠?qū)崿F(xiàn)扭曲向列(Twisted Nematic,簡稱:TN)模式下的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的多點觸控功能的技術(shù)方案還未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種觸摸屏及其驅(qū)動方法和顯示裝置，無需額外設(shè)置實現(xiàn)觸控功能的觸控電極和信號線，也無需額外增加相應(yīng)的制作工藝步驟，并且可以實現(xiàn)TN模式下的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的多點觸控功能。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種觸摸屏，包括:相對設(shè)置的陣列基板和彩膜基板，所述彩膜基板和所述陣列基板之間形成有液晶層，所述陣列基板包括柵線、數(shù)據(jù)線以及由相鄰的柵線和相鄰的數(shù)據(jù)線相交形成的多個像素單元，所述像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述彩膜基板包括多個公共電極，所述像素電極，用于在顯示時間段內(nèi)通過所述數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過所述數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號；
[0007]所述公共電極，用于在所述顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在所述觸控時間段內(nèi)通過所述公共電極線輸出感應(yīng)信號。
[0008]可選地，所述公共電極為條狀公共電極。
[0009]可選地，所述公共電極的數(shù)量大于I且小于或者等于柵線的數(shù)量。
[0010]可選地，在所述觸控時間段內(nèi)，所述柵線全部同時選通以使所述薄膜晶體管導(dǎo)通，同一列所述像素電極通過與該像素電極對應(yīng)的所述薄膜晶體管和該列像素電極對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)線電連接。
[0011]可選地，所述公共電極與每列所述像素電極之間垂直交叉設(shè)置。
[0012]可選地，相鄰多列所述像素電極上加載的驅(qū)動信號相同。
[0013]可選地，每列所述像素電極上加載的驅(qū)動信號不同。
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種顯示裝置，包括:上述觸摸屏。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種觸摸屏的驅(qū)動方法，所述觸摸屏包括:相對設(shè)置的陣列基板和彩膜基板，所述彩膜基板和所述陣列基板之間形成有液晶層，所述陣列基板包括柵線、數(shù)據(jù)線以及由相鄰的柵線和相鄰的數(shù)據(jù)線相交形成的多個像素單元，所述像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述彩膜基板包括多個公共電極；
[0016]所述方法包括:
[0017]在顯示時間段內(nèi)，所述像素電極通過所述數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號，所述公共電極通過公共電極線加載公共電極信號；
[0018]在觸控時間段內(nèi)，所述像素電極通過所述數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號，所述公共電極通過所述公共電極線輸出感應(yīng)信號。
[0019]可選地，包括:在所述觸控時間段內(nèi)，所述柵線全部同時選通以使所述薄膜晶體管導(dǎo)通，同一列所述像素電極通過與該列像素電極對應(yīng)的所述薄膜晶體管和該列像素電極對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)線電連接。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明提供的觸摸屏及其驅(qū)動方法和顯示裝置的技術(shù)方案中，像素電極在顯示時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號，公共電極在顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在觸控時間段內(nèi)通過公共電極線輸出感應(yīng)信號，在顯示時間段內(nèi)像素電極和公用電極可實現(xiàn)顯示功能，而在觸控時間段內(nèi)像素電極和公共電極可實現(xiàn)觸控功能，本實施例無需額外設(shè)置實現(xiàn)觸控功能的觸控電極和信號線，也無需額外增加相應(yīng)的制作工藝步驟，并且可以實現(xiàn)TN模式下的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的多點觸控功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例一中陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例一中彩膜基`板上的公共電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實施例一提供的觸摸屏的驅(qū)動時序圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的觸摸屏及其驅(qū)動方法和顯示裝置進行詳細(xì)描述。
[0026]本發(fā)明實施例一提供了一種觸摸屏，該觸摸屏可包括:相對設(shè)置的陣列基板和彩膜基板，彩膜基板和陣列基板之間形成有液晶層。
[0027]圖1為本發(fā)明實施例一中陣列基板的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該陣列基板包括:柵線、數(shù)據(jù)線以及由相鄰的柵線和相鄰的數(shù)據(jù)線相交形成的多個像素單元1，像素單元I包括薄膜晶體管2和像素電極3。其中，柵線G1、G2、……、Gn和數(shù)據(jù)線Data限定像素單元
I。像素電極3用于在顯示時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號。
[0028]圖2為本發(fā)明實施例一中彩膜基板上的公共電極的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，彩膜基板包括多個公共電極4。公共電極4用于在顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在觸控時間段內(nèi)通過公共電極線輸出感應(yīng)信號。
[0029]本實施例中，公共電極4為條狀公共電極，例如公共電極4為矩形公共電極。且公共電極4之間平行設(shè)置。在實際應(yīng)用中，公共電極4還可以采用其它形狀，且公共電極4之間還可以采用其它位置關(guān)系設(shè)置。
[0030]公共電極4的數(shù)量根據(jù)觸摸精度設(shè)置。優(yōu)選地，公共電極4的數(shù)量大于I且小于或者等于柵線的數(shù)量。
[0031]本實施例中，在觸控時間段內(nèi)，柵線全部同時選通，即柵線輸出高電平信號以使薄膜晶體管2導(dǎo)通，同一列像素電極3通過與該列像素電極3對應(yīng)的薄膜晶體管2和該列像素電極3對應(yīng)的數(shù)據(jù)線電連接，即同一列的每一個像素電極3通過與該像素電極同屬于一個像素單元的薄膜晶體管2和同一根數(shù)據(jù)線電連接，從而使得該列像素電極3之間電連接以形成條狀驅(qū)動電極。如圖2所示，公共電極4橫向設(shè)置，因此，公共電極4與每列像素電極3之間垂直交叉設(shè)置。
[0032]圖3為本發(fā)明實施例一提供的觸摸屏的驅(qū)動時序圖。下面結(jié)合圖1、圖2和圖3對觸摸屏的工作原理進行詳細(xì)描述。
[0033]在顯示時間段:柵線G1、G2、……、Gn依次選通，向薄膜晶體管2輸出高電平信號以使薄膜晶體管2導(dǎo)通，數(shù)據(jù)線Data通過導(dǎo)通的薄膜晶體管2向像素電極3輸出數(shù)據(jù)信號以使像素電極3加載數(shù)據(jù)信號，此時彩膜基板上的公共電極4通過公共電極Vcom加載公共電極信號。在陣列基板上的像素電極3和彩膜基板上的公共電極4的配合下，觸摸屏在顯示時間段實現(xiàn)了顯示功能。
[0034]在觸控時間段:柵線G1、G2、……、Gn全部同時選通，同時向薄膜晶體管2輸出高電平信號以使薄膜晶體管2全部導(dǎo)通，同一列像素電極3通過與該列像素電極3對應(yīng)的薄膜晶體管2和數(shù)據(jù)線電 連接，從而使得該列像素電極3之間電連接以形成條狀驅(qū)動電極，即同一列的每一個像素電極3通過與該像素電極同屬于一個像素單元的薄膜晶體管2和同一根數(shù)據(jù)線電連接。此時，數(shù)據(jù)線在功能上切換為驅(qū)動信號線Tx，像素電極3在功能上切換為觸控驅(qū)動電極，數(shù)據(jù)線(即:驅(qū)動信號線Tx)向該數(shù)據(jù)線所在列的像素電極3輸出驅(qū)動信號以使像素電極3加載驅(qū)動信號，如圖1所示，驅(qū)動信號線Tx可包括:Txl、Tx2、……、Txm，則驅(qū)動信號線Txl向該Txl所在列的像素單元3輸出驅(qū)動信號，驅(qū)動信號線Tx2向該Τχ2所在列的像素單元3輸出驅(qū)動信號，驅(qū)動信號線Txm向該Txm所在列的像素單元3輸出驅(qū)動信號。此時，公共電極線在功能上切換為感應(yīng)信號線Rx，公共電極4在功能上切換為觸控感應(yīng)電極，公共電極4通過該公共電極線(即:感應(yīng)信號線Rx)輸出感應(yīng)信號，如圖2所示，感
應(yīng)信號線Rx可包括:Rxl、Rx2、......、Rxm,則公共電極4可通過與該公共電極4連接的感應(yīng)
信號線Rxl輸出感應(yīng)信號，公共電極4可通過與該公共電極4連接的感應(yīng)信號線Rx2輸出感應(yīng)信號，公共電極4可通過與該公共電極4連接的感應(yīng)信號線Rxm輸出感應(yīng)信號。在觸控時間段內(nèi)，像素電極3和公共電極4之間形成互感電容，即:觸控驅(qū)動電極和觸控感應(yīng)電極之間形成互感電容，本實施例中，采用條狀觸控驅(qū)動電極和條狀觸控感應(yīng)電極形成互感電容，使得觸摸屏可以更加精確的實現(xiàn)觸控功能。在觸控時間段內(nèi)觸摸屏的具體工作過程為:觸控驅(qū)動電極通過驅(qū)動信號線加載驅(qū)動信號，感應(yīng)信號線通過互感電容耦合出感應(yīng)信號并輸出，在上述過程中若有人體接觸觸摸屏?xí)r，人體電場就會作用在由像素電極3和公共電極4形成的互感電容上，使互感電容的電容值發(fā)生變化，進而改變感應(yīng)信號線耦合出的感應(yīng)信號，檢測感應(yīng)信號線耦合出的感應(yīng)信號的變化，從而確定出觸控點位置。
[0035]本實施例中，每列像素電極3上加載的驅(qū)動信號不同。在實際應(yīng)用中，可選地，相鄰多列像素電極上加載的驅(qū)動信號可以相同，具體地，。如圖1所示，例如=Txl所在列的像素電極3、Tx2所在列的像素電極3和Τχ3所在列的像素電極3上加載的驅(qū)動信號相同，此時三列像素電極3可作為一個觸控驅(qū)動電極使用，由同一個驅(qū)動信號控制。
[0036]如圖3所示，本實施例中對各信號線采用分時復(fù)用對觸摸屏進行驅(qū)動。例如:觸摸屏的顯示一幀畫面的時間為16.7ms，其中，顯示時間段為12.7ms，觸控時間段為4ms。在實際應(yīng)用中，也可以根據(jù)集成電路(Integrated Circuit,簡稱:IC)芯片的處理能力適當(dāng)?shù)恼{(diào)整顯示時間段和觸控時間段所占用的時長，在此不做具體限定。
[0037]本實施例提供的觸摸屏可通過TN模式下的液晶顯示器實現(xiàn)。具體地，可將TN模式下的液晶顯示器中彩膜基板上的公共電極圖案化后形成多個條狀公共電極，該條狀公共電極分時段可作為顯示時間段的公共電極使用以及觸控時間段的觸控感應(yīng)電極使用，并且TN模式下的液晶顯示器中陣列基板上的像素電極分時段可作為顯示時間段的像素電極使用以及觸控時間段的觸控驅(qū)動電極使用。本實施例中的觸摸屏可在不同的時間段分別實現(xiàn)顯示功能和觸控功能，并且可以實現(xiàn)TN模式下的多點觸摸功能。
[0038]本實施例提供的觸摸屏中，像素電極在顯示時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號，公共電極在顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在觸控時間段內(nèi)通過公共電極線輸出感應(yīng)信號，在顯示時間段內(nèi)像素電極和公用電極可實現(xiàn)顯示功能，而在觸控時間段內(nèi)像素電極和公共電極可實現(xiàn)觸控功能，本實施例無需額外設(shè)置實現(xiàn)觸控功能的觸控電極和信號線，也無需額外增加相應(yīng)的制作工藝步驟，并且可以實現(xiàn)TN模式下的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的多點觸控功能。
[0039]本發(fā)明實施例二提供了一種顯示裝置，該顯示裝置可包括:觸摸屏，該觸摸屏可采用上述實施例一提供的觸摸屏，此處不再贅述。
[0040]本實施例提供的顯示裝置中，像素電極在顯示時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號，公共電極在顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在觸控時間段內(nèi)通過公共電極線輸出感應(yīng)信號，在顯示時間段內(nèi)像素電極和公用電極可實現(xiàn)顯示功能，而在觸控時間段內(nèi)像素電極和公共電極可實現(xiàn)觸控功能，本實施例無需額外設(shè)置實現(xiàn)觸控功能的觸控電極和信號線，也無需額外增加相應(yīng)的制作工藝步驟，并且可以實現(xiàn)TN模式下的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的多點觸控功能。
[0041]本發(fā)明實施例三提供了一種觸摸屏的驅(qū)動方法，所述觸摸屏包括:相對設(shè)置的陣列基板和彩膜基板，所述彩膜基板和所述陣列基板之間形成有液晶層，所述陣列基板包括柵線、數(shù)據(jù)線以及由相鄰的柵線和相鄰的數(shù)據(jù)線相交形成的多個像素單元，所述像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述彩膜基板包括多個公共電極；
[0042]該方法包括:
[0043]在顯示時間段內(nèi)，像素電極通過數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號，公共電極通過公共電極線加載公共電極信號。
[0044]在觸控時間段內(nèi)，像素電極通過數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號，公共電極通過公共電極線輸出感應(yīng)信號。
[0045]進一步地，該方法還包括:在觸控時間段內(nèi)，柵線全部同時選通以使薄膜晶體管導(dǎo)通，同一列像素電極通過與該列像素電極對應(yīng)的薄膜晶體管和該列像素電極對應(yīng)的數(shù)據(jù)線電連接。
[0046]本實施例提供的觸摸屏的驅(qū)動方法可用于驅(qū)動上述實施例一提供的觸摸屏，對觸摸屏的描述可參見上述實施例一，此處不再贅述。
[0047]本實施例提供的觸摸屏的驅(qū)動方法中，像素電極在顯示時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號，公共電極在顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在觸控時間段內(nèi)通過公共電極線輸出感應(yīng)信號，在顯示時間段內(nèi)像素電極和公用電極可實現(xiàn)顯示功能，而在觸控時間段內(nèi)像素電極和公共電極可實現(xiàn)觸控功能，本實施例無需額外設(shè)置實現(xiàn)觸控功能的觸控電極和信號線，也無需額外增加相應(yīng)的制作工藝步驟，并且可以實現(xiàn)TN模式下的電容式內(nèi)嵌觸摸屏的多點觸控功能。
[0048]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸屏，其特征在于，包括:相對設(shè)置的陣列基板和彩膜基板，所述彩膜基板和所述陣列基板之間形成有液晶層，所述陣列基板包括柵線、數(shù)據(jù)線以及由相鄰的柵線和相鄰的數(shù)據(jù)線相交形成的多個像素單元，所述像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述彩膜基板包括多個公共電極； 所述像素電極，用于在顯示時間段內(nèi)通過所述數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號以及在觸控時間段內(nèi)通過所述數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號； 所述公共電極，用于在所述顯示時間段內(nèi)通過公共電極線加載公共電極信號以及在所述觸控時間段內(nèi)通過所述公共電極線輸出感應(yīng)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述公共電極為條狀公共電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸屏，其特征在于，所述公共電極的數(shù)量大于I且小于或者等于柵線的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，在所述觸控時間段內(nèi)，所述柵線全部同時選通以使所述薄膜晶體管導(dǎo)通，同一列所述像素電極通過與該列像素電極對應(yīng)的所述薄膜晶體管和該列像素電極對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)線電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸屏，其特征在于，所述公共電極與每列所述像素電極之間垂直交叉設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸屏，其特征在于，相鄰多列所述像素電極上加載的驅(qū)動信號相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸屏，其特征在于，每列所述像素電極上加載的驅(qū)動信號不同。
8.—種顯示裝置，其特征在于，包括:權(quán)利要求1至7任一所述的觸摸屏。
9.一種觸摸屏的驅(qū)動方法，其特征在于，所述觸摸屏包括:相對設(shè)置的陣列基板和彩膜基板，所述彩膜基板和所述陣列基板之間形成有液晶層，所述陣列基板包括柵線、數(shù)據(jù)線以及由相鄰的柵線和相鄰的數(shù)據(jù)線相交形成的多個像素單元，所述像素單元包括薄膜晶體管和像素電極，所述彩膜基板包括多個公共電極； 所述方法包括: 在顯示時間段內(nèi)，所述像素電極通過所述數(shù)據(jù)線加載數(shù)據(jù)信號，所述公共電極通過公共電極線加載公共電極信號； 在觸控時間段內(nèi)，所述像素電極通過所述數(shù)據(jù)線加載驅(qū)動信號，所述公共電極通過所述公共電極線輸出感應(yīng)信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸摸屏的驅(qū)動方法，其特征在于，包括: 在所述觸控時間段內(nèi)，所述柵線全部同時選通以使所述薄膜晶體管導(dǎo)通，同一列所述像素電極通過與該列像素電極對應(yīng)的所述薄膜晶體管和該列像素電極對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)線電連接。
【文檔編號】G06F3/044GK103761014SQ201310589956
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】程鴻飛, 張玉欣 申請人:京東方科技集團股份有限公司