CN101598871A - 触控液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控液晶显示装置。该触控液晶显示装置包括一传感电极、一第一扫描线、一触控线、一晶体管和一压力控制开关。该晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线以接收扫描信号，该漏极电连接该触控线。该压力控制开关电连接该源极和该传感电极，并响应外界压力而电连接该源极和该传感电极。该触控液晶显示装置具有厚度薄、重量轻、穿透率高和显示效果良好的优点。本发明同时提供一种上述触控液晶显示装置的驱动方法。

Description

触控液晶显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种触控液晶显示装置及其驱动方法。

背景技术

近年来，随操作人性化、简洁化的发展，带有触摸屏的触控液晶显示装置，越来越广泛地应用在生产和生活中。由于用户可以直接用手或者其它物体接触触控液晶显示装置以输入信息，从而减少甚至消除用户对其他输入设备(如键盘、鼠标、遥控器等)的依赖，大大方便用户的操作。

当前，触摸屏通常包括电阻型、电容型、声波型、红外线型等多种类型，其一般为矩形透明面板形式，采用堆叠的方式设置在液晶显示装置的显示面一侧，并通过软性电路板等连接液晶显示装置和相应的控制装置，从而实现触控功能。

但是，上述堆叠结构的触控液晶显示装置中，触摸屏与液晶显示装置需要分别制作，然后再通过一黏合层将该触摸屏黏合于液晶显示装置的显示面，该触摸屏和黏合层使触控液晶显示装置的厚度和重量增加。同时，由于该触摸屏和黏合层对光具有吸收、折射和反射等光学作用，使液晶显示装置的光穿透率降低，且易产生光学干扰现象，造成显示图像变形或变色，降低其显示效果。

发明内容

为了解决现有技术触控液晶显示装置厚度大、穿透率低和显示效果差的问题，有必要提供一种厚度小、穿透率高和显示效果好的触控液晶显示装置。

还有必要提供一种上述触控液晶显示装置的驱动方法。

一种触控液晶显示装置，其包括一传感电极、一第一扫描线、一触控线、一晶体管和一压力控制开关。该晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线以接收扫描信号，该漏极电连接该触控线。该压力控制开关电连接该源极和该传感电极，并响应外界压力而电连接该源极和该传感电极。

一种触控液晶显示装置，包括一公共电极、一第一扫描线、一触控线、一接触电极和一晶体管，该晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线以接收扫描信号，该源极电连接该接触电极，该漏极电连接该触控线，该公共电极与该接触电极相对设置并响应外界压力作用而电连接该接触电极。

一种触控液晶显示装置的驱动方法，该触控液晶显示装置包括一公共电极、一第一扫描线、一触控线、一接触电极和一晶体管，该晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线，该源极电连接该接触电极，该漏极电连接该触控线，该公共电极和该接触电极相对设置并响应外界压力作用而电连接该接触电极。该驱动方法包括：扫描该第一扫描线，开启该晶体管；扫描该触控线，读取触控信号；解析触控位置的坐标。

与现有技术相比，该触控液晶显示装置内部设置有一传感电极、一扫描线、一触控线、一晶体管和一压力开关元件。该传感电极在压力作用下，通过该压力开关元件和该晶体管将该电压信号传导至该触控线，根据该触控线的电压信号和扫描线的扫描信号可实现触控定位的功能。该触控液晶显示装置具有厚度薄、重量轻、光线穿透率高和显示效果良好的优点。

与现有技术相比，该触控液晶显示装置包括一公共电极、一第一扫描线、一触控线和一晶体管。该公共电极可在外界压力作用下电连接该晶体管的漏极，并将该公共电极的电信号传送至该触控线。通过分析公共电极的电压信号和扫描线的扫描信号可判断外界压力点的坐标，从而实现触控定位的功能。该触控液晶显示装置具有厚度薄、重量轻和光线穿透率高的优点。

与现有技术相比，该触控液晶显示装置的驱动方法中，利用扫描信号和该接触电极感测的公共电压信号来解析触控位置的坐标，其将液晶显示与触控定位功能融合于统一的驱动方法中，具有驱动简单，定位准确的特点。

附图说明

图1是本发明触控液晶显示装置第一实施方式的电路结构示意图。

图2是图1所示触控液晶显示装置的任意一像素单元的电路结构示意图。

图3是图2所示像素单元的平面结构示意图。

图4是沿图3的IV-IV方向的剖面结构示意图。

图5是该触控液晶显示装置的工作状态示意图。

图6是该触控液晶显示装置的驱动方法流程图。

图7是本发明触控液晶显示装置第二实施方式的任意一像素单元的电路结构示意图。

图8是图7所示像素单元的平面结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，其是本发明触控液晶显示装置第一实施方式的电路结构结构示意图。该触控液晶显示装置100包括一数据驱动器101、一扫描驱动器102、一触控驱动器103、多条和该数据驱动器101相连接的数据线D1～Dm、多条和该扫描驱动器102相连接的扫描线G1～Gn以及多条和该触控驱动器103相连接的触控线S1～Sm。

该多条数据线D1～Dm相互平行且沿一第一方向延伸，该多条扫描线G1～Gn相互平行且沿一与第一方向垂直的第二方向延伸，从而界定多个像素单元105。该多条触控线S1～Sm和该多条数据线D1～Dm数目相等，且分别和该多条数据线D1～Dm对应相邻并平行设置。

请参阅图2，其是图1所示触控液晶显示装置100的任意一像素单元105的电路结构示意图。该像素单元105包括一第一晶体管160、一第二晶体管170、一液晶电容Clc、一存储电容Cst和一开关元件Sw。

该第一晶体管160和该第二晶体管170都是薄膜场效应晶体管。该第一晶体管160包括一源极161、一栅极162和一漏极163。该栅极162电连接该对应的扫描线Gi以接收扫描信号。该源极161电连接该对应的数据线Dk-1以接收数据信号。该漏极163电连接该液晶电容Clc和该存储电容Cst以向该液晶电容Clc和该存储电容Cst提供数据信号来进行图像显示。该液晶电容Clc的另一端电连接一公共电压Vcom。该存储电容Cst的另一端电连接一存储电压Vst。

该第二晶体管170包括一源极171、一栅极172和一漏极173。该栅极172电连接该扫描线Gi以接收扫描信号。该源极171通过该开关元件Sw接收一探测电压Vsen。该漏极173电连接一对应的触控线Sk。该开关元件Sw是一压力控制开关，当无压力作用于该开关元件Sw时，其保持断开状态；当一定压力施加在该开关元件Sw时，其处于导通状态，从而使探测电压Vsen通过该开关元件Sw施加于该第二晶体管170的源极171。

请一并参阅图3和图4，图3是图2所示触控液晶显示装置100的任意一像素单元105的平面结构示意图。图4是沿图3的IV-IV方向的剖面结构示意图。

该触控液晶显示装置100进一步包括一第一基板110、一和该第一基板110平行且相对设置的第二基板120以及一夹在该第一基板110与该第二基板120之间的液晶层130。

该第一基板110是一透明玻璃基板。该数据线Dk-1、Dk，该扫描线Gi-1、Gi和该触控线Sk都设置在该第一基板110邻近该液晶层130一侧的表面。该第一晶体管160设置在该数据线Dk-1和该扫描线Gi的相交处。该第二晶体管170设置在该扫描线Gi-1和该触控线Sk的相交处。该像素单元105包括一像素电极115和接触电极116。该像素电极115面积较大，占据该像素单元105的大部分区域，并电连接该第一晶体管160的漏极163。该接触电极116面积较小，其设置在该第二晶体管170的源极171所对应的位置，并电连接该源极171。

该第二基板120是一弹性透明基板，可响应压力作用而产生弯曲形变。该第二基板120邻近该液晶层130的表面依次层叠设置一彩色滤光层121、一平坦化层122和一公共电极123。该彩色滤光层121包括多个红、绿、蓝等滤光单元用以实现彩色显示。该公共电极123由透明导电材质制成，其外接公共电压Vcom。

该第一晶体管160的栅极162设置在该第一基板110上，一第一绝缘层111覆盖该栅极162。一半导体层166设置在该第一绝缘层111对应该栅极162的位置，以形成导电通道。该源极161和该漏极163设置在该半导体层166上。一第二绝缘层112覆盖该源极161、漏极163和该第一绝缘层111。该第二绝缘层112对应该漏极163的位置设置一通孔165。该像素电极115设置在该第二绝缘层12上，并通过该通孔165与该第一晶体管160的漏极163电连接。该像素电极115、该像素电极115所对应的公共电极123和两者之间的液晶层130形成该液晶电容Clc。

该第二晶体管170的栅极172设置在该第一基板110上。该第一绝缘层111覆盖该栅极172。一半导体层176设置在该第一绝缘层111上对应该栅极172的位置，以形成导电通道。该源极171和该漏极173设置于该半导体层176上。该第二绝缘层112覆盖该源极171、漏极173和该第一绝缘层111。一凸块178设置在该第二绝缘层112上对应该源极171的位置，且与该第二基板120上的公共电极123间隔一定距离。一通孔175贯通该凸块178和该第二绝缘层112。该接触电极116设置在该凸块178上，通过该通孔175和该源极171电连接，并和该公共电极123保持一微小间距d。该接触电极116和该公共电极123共同定义该开关元件Sw。由于该开关元件Sw一端为该公共电极123，并通过该公共电极123连接公共电压Vcom，则图2所示的探测电压Vsen等于公共电压Vcom。

请参阅图5，其是该触控液晶显示装置100的工作状态示意图。当无压力施加在该触控液晶显示装置100的第二基板120时，该间距d维持不变，该接触电极116与该公共电极123非电连接，该开关元件Sw等效为断开状态。当一手指190或触笔等物体在第二基板120施加一定压力时，该第二基板120向该接触电极116弯曲，并抵接该接触电极116，从而使该公共电极123与该接触电极116电连接，该开关元件Sw等效为导通状态。该接触电极116探测到公共电压Vcom，并通过该开关元件Sw将该公共电压Vcom施加到该第二晶体管170的源极171。以上为该开关元件Sw断开和导通的等效运作原理。

请参阅图6，其是该触控液晶显示装置100的驱动方法流程图。该驱动方法包括如下步骤：S1，输入扫描信号；S2，输入数据信号；S3，读取触控信号；S4，判断触控信号的有效性；S5，解析触控坐标；S6，输出触控坐标。以下以图2至图4所示的像素单元105为例描述该触控液晶显示装置100驱动方法的具体步骤：

步骤S1，输入扫描信号；

该扫描驱动器102输出扫描驱动信号，依次扫描该多条扫描线G1～Gn。扫描驱动信号通过该扫描线Gi施加在该第一晶体管160的栅极162和该第二晶体管170的栅极172，该第一晶体管160和该第二晶体管170同时开启。

步骤S2，输入数据信号；

该数据驱动器101输出数据信号到该数据线Dk-1。由于该第一晶体管160为开启状态，该数据信号通过该数据线Dk-1和该第一晶体管160施加在该像素电极115，为该液晶电容Clc和存储电容Cst充电以显示图像。

步骤S3，读取触控信号；

当该第二晶体管170为开启状态时，如有压力施加在该像素单元105所对应的位置，该压力使该公共电极123和该接触电极116相接触，该接触电极116探测该公共电极123的公共电压Vcom，并通过该第二晶体管170将该将该公共电压Vcom传送到该触控线Sk。该触控驱动器103从该触控线Sk读取该公共电压信号，即读取一触控信号用来触控定位分析。如无压力作用施加在该像素单元105所对应的位置，该接触电极116未与该公共电极123电连接，则无触控信号传送至该触控驱动器103。

步骤S4，判断触控信号的有效性；

由于该触控液晶显示装置100内部电子元件和电子信号之间的干扰，该接触电极116和触控线Sk受耦合电压或耦合电流等噪声信号干扰，且这些噪声随同正常触控信号被该触控驱动器103读取。该触控驱动器103则根据电信号的性质，如电压、电流的大小判断该触控信号是否为有效信号。如果触控信号为有效信号，则进行坐标定位解析。如果该触控信号为无效信号，则不进行坐标定位解析，而返回步骤S1。

步骤S5，解析触控坐标；

当确定该触控信号为有效信号后，该触控驱动器103依据该触控信号解析触控位置的坐标。在图2中所示的笛卡尔坐标系中，该扫描线G1～Gn平行于坐标系的X轴方向，其对应的Y轴坐标分别为Y1～Yn，该多条触控线S1～Sm平行于坐标系的Y轴方向，其对应的X轴坐标分别为X1～Xm。如该触控驱动器103读取的触控信号来自于该触控线Sk，则确定触控位置的X轴坐标为Xk。由于只有当该第二晶体管170被扫描时，该触控驱动器103才能从该触控线Sk读取触控信号，则将接收到触控信号的时间信号与该扫描驱动器102的扫描时序信号对比，可识别当前被扫描的扫描线Gi，该扫描线Gi对应的Y轴坐标Yi即为触控位置的Y轴坐标，从而最终确定该触控位置的坐标为(Xk，Yi)。

步骤S6，输出触控坐标。

最后，该触控驱动器103输出触控坐标(Xk，Yi)，该触控液晶显示装置100根据触控坐标(Xk，Yi)进行相应的操作。

相较于现有技术，该触控液晶显示装置100内部设置该接触电极116、该第二晶体管170和该触控线S1～Sm，通过触控动作，该接触电极116探测该公共电极123的电压信号并通过该第二晶体管170和触控线S1～Sm将该电压信号传输到该触控驱动器103，通过分析该触控线S1～Sm的电压信号并对比该电压信号的时间和该扫描驱动器102的扫描时序信号，可确定触控位置的坐标。该触控液晶显示装置100自身可实现触控功能，而不需要额外的触摸屏，其厚度薄、重量轻，有利于触控液晶显示装置的轻薄化发展。同时，由于该触控液晶显示装置100未使用触摸屏和黏贴带等元件，光线不必穿过触摸屏和黏贴带等元件，可减少光吸收、折射、反射和干涉等不良现象，有效提高该触控液晶显示装置100的透光率和显示效果。

该触控液晶显示装置100的驱动方法中，利用扫描信号和该接触电极116感测的公共电压信号来解析触控位置的坐标，将液晶显示与触控定位融合于统一的驱动方法中，具有驱动简单，定位准确的特点。

请一并参阅图7和图8，图7是本发明触控液晶显示装置第二实施方式的任意一像素单元的电路结构示意图，图8是图7所示像素单元的平面结构示意图。该触控液晶显示装置200与第一实施方式的触控液晶显示装置100结构相似，其区别在于：该第一晶体管260设置在该扫描线Gi和该数据线Dk-1的相交处，其栅极262电连接该扫描线Gi。该第二晶体管270设置在该扫描线Gi-1和该触控线Sk的相交处，其栅极272连接该扫描线Gi-1。当该扫描线Gi-1接收到扫描信号时，该第二晶体管270开启，可探测对应位置的触控信号以分析触控坐标。当该扫描线Gi接收到扫描信号时，该第一晶体管260开启，可实现显示功能。

该第一晶体管260和该第二晶体管270分别由扫描线Gi、Gi-1扫描控制其开关，可减少该第一晶体管260和该第二晶体管270之间的开关干扰，增加该触控液晶显示装置200触控准确性和稳定性。

Claims (10)

1.一种触控液晶显示装置，其特征在于：该触控液晶显示装置包括一传感电极、一第一扫描线、一触控线、一晶体管和一压力控制开关，该晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线以接收扫描信号，该漏极电连接该触控线，该压力控制开关电连接该源极和该传感电极，并响应外界压力而电连接该源极和该传感电极。

2.如权利要求1所述的触控液晶显示装置，其特征在于：进一步包括相对设置的一第一基板、一第二基板和一夹在该第一基板和该第二基板之间的液晶层，该第一扫描线、该触控线、该晶体管设置在该第一基板邻近该液晶层一侧，该压力控制开关设置在该晶体管所对应的位置，该传感电极设置在该第二基板邻近该液晶层一侧。

3.如权利要求2所述的触控液晶显示装置，其特征在于：该第一基板邻近该液晶层一侧进一步设置一另一晶体管、一像素电极和一平行于该触控线的数据线，该另一晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线，该源极电连接该数据线，该漏极电连接该像素电极。

4.如权利要求2所述的触控液晶显示装置，其特征在于：该第一基板邻近该液晶层一侧进一步设置一另一晶体管、一像素电极、一平行于该第一扫描线的第二扫描线和一平行于该触控线的数据线，该另一晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第二扫描线，该源极电连接该数据线，该漏极电连接该像素电极。

5.一种触控液晶显示装置，其特征在于：该触控液晶显示装置包括一公共电极、一第一扫描线、一触控线、一接触电极和一晶体管，该晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线以接收扫描信号，该源极电连接该接触电极，该漏极电连接该触控线，该公共电极与该接触电极相对设置并响应外界压力作用而电连接该接触电极。

6.如权利要求5所述的触控液晶显示装置，其特征在于：进一步包括相对设置的一第一基板、一第二基板和一夹在该第一基板和该第二基板之间的液晶层，该第一扫描线、该触控线、该接触电极和该晶体管设置在该第一基板邻近该液晶层一侧，该公共电极设置在该第二基板邻近该液晶层一侧。

7.如权利要求6所述的触控液晶显示装置，其特征在于：进一步包括一凸块，该凸块设置在该晶体管的源极所对应的位置并且和该公共电极间隔一定距离，该接触电极设置在该凸块上，并通过该凸块内的一通孔电连接该晶体管的源极。

8.一种触控液晶显示装置的驱动方法，该触控液晶显示装置包括一公共电极、一第一扫描线、一触控线、一接触电极和一晶体管，该晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线，该源极电连接该接触电极，该漏极电连接该触控线，该公共电极和该接触电极相对设置并响应外界压力作用而电连接该接触电极，该驱动方法包括：

扫描该第一扫描线，开启该晶体管；

扫描该触控线，读取触控信号；

解析触控位置的坐标。

9.如权利要求8所述的触控液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该触控液晶显示装置进一步包括一另一晶体管、一像素电极和一平行于该触控线的数据线，该另一晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第一扫描线，该源极电连接该数据线，该漏极电连接该像素电极，该驱动方法进一步包括：扫描该第一扫描线，开启该另一晶体管；提供数据信号到该数据线。

10.如权利要求8所述的触控液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：该触控液晶显示装置进一步包括一另一晶体管、一像素电极、一平行于该第一扫描线的第二扫描线和一平行于该触控线的数据线，该另一晶体管包括一栅极、一源极和一漏极，该栅极电连接该第二扫描线，该源极电连接该数据线，该漏极电连接该像素电极，该驱动方法进一步包括：扫描该第二扫描线，开启该另一晶体管；提供数据信号到该数据线。

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