CN102945093A - 一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，用以提高内嵌式触摸屏的触控效果。本发明提供的内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，包括步骤：在触摸控制时段，为触摸屏的每条触摸感应电极施加恒定电压V₀；依次为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的触摸驱动电极之间形成电场，以实现触摸功能。

Description

一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法

技术领域

本发明涉及触摸显示技术领域，尤其涉及一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法。

背景技术

触摸屏（Touch Panel，TP）作为一种输入媒介，和显示屏集成在一体作为触摸屏，触摸屏在显示领域发挥着重要的作用。

其中，电容式触摸屏，因其具有较高的灵敏度，备受关注。互电容式触摸屏，凭借其较高的灵敏度以及多点触控的优点，受到人们的青睐。电容式触摸屏包括：外挂式触摸屏和内嵌式触摸屏。内嵌式触摸屏，即将TP集成到液晶显示面板（Liquid Crystal Display，LCD）中的触摸屏。内嵌式触摸屏由于其制作成本低、透光率较好、模组厚度较薄等原因成为目前人们研究的热点。

下面简单介绍互电容式触摸屏的基本工作原理。

互电容式触摸屏的触摸驱动电极确定触摸点的X向坐标，触摸感应电极确定触摸点的Y向坐标。在触摸驱动电极侧施加触摸驱动电压，在触摸感应电极侧施加恒定电压。在检测触摸点时，对X向触摸驱动电极进行逐行扫描，在扫描每一行触摸驱动电极时，均读取每条触摸感应电极上的信号，通过一轮的扫描，就可以把每个行列的交点都扫描到，共扫描X*Y个信号。这种触控定位检测方式可以具体的确定多点的坐标，因此可以实现多点触摸。

互电容式触摸屏等效电路模型如图1所示，信号源101、触摸驱动电极电阻103、触摸驱动电极与触摸感应电极之间的互电容102、触摸驱动电极/触摸感应电极和公共电极间的寄生电容104、触摸感应电极电阻105，以及触摸点检测电路106。当手指触碰触摸屏时，电路中有一部分电流流入手指，等效为触摸驱动电极及触摸感应电极之间的互电容102的值发生改变，在触摸点检测电路端检测互电容102引起的微弱电流变化。

由于触摸驱动电极和触摸感应电极均设置在液晶显示面板中，TP结构与LCD公共电极之间的距离很小，触摸驱动电极/触摸感应电极和公共电极间的寄生电容104非常巨大，使得LCD的噪音对TP的影响很大；因此触摸点检测电路检测的电流信号几乎湮没在噪声中，触控效果非常差，甚至可能导致触摸屏无法正常工作。

此外，现有触摸显示驱动方法驱动内嵌式触摸屏，为了达到较佳地触控效果，触摸屏需要连接参考接地点，具体实现比较复杂。

发明内容

本发明实施例提供一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，用以提高内嵌式触摸屏的触控效果。

本发明实施例提供的内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，包括以下步骤：

在触摸控制时段，为触摸屏的每条触摸感应电极施加恒定电压V₀；

依次为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的触摸驱动电极之间形成电场，以实现触摸功能。

较佳地，所述为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，具体为：

为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为10MHz～15MHz的电压V₁。

较佳地，所述方法还包括：在相邻的两个触摸控制时段之间，为所述内嵌式触摸屏提供用于实现图像显示的显示驱动信号。

较佳地，所述触摸驱动电极为横向设置的栅线时，为触摸屏的每条触摸驱动电极施加所述电压V₁，具体为：

当所述栅线未被施加用于实现图像显示的显示驱动电压时，为该栅线施加触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有V₁的栅线之间形成电场，实现触摸功能；其中，电压V₁小于实现图像显示的开启电压V_th。

较佳地，所述为该栅线施加触摸驱动电压V₁，具体为：

通过显示驱动电路为该栅线施加触摸驱动电压V₁，其中，该显示驱动电路在为上一条栅线施加显示驱动电压之后，为该条栅线施加显示驱动电压之前，为该栅线施加触摸驱动电压V₁。

较佳地，所述为该栅线施加触摸驱动电压V₁，具体为：

通过显示驱动电路在为实现上一帧图像的所有栅线施加显示驱动电压之后，为实现当前帧图像的所有栅线施加显示驱动电压之前，依次为所有用于触摸驱动电极的栅线施加高频的触摸驱动电压V₁。

较佳地，所述为该栅线施加触摸驱动电压V₁，具体为：

通过独立于显示驱动电路的触摸驱动电路为该栅线施加触摸驱动电压V₁，其中，在触摸控制时段，该触摸驱动电路为该条栅线施加触摸驱动电压V₁。

较佳地，所述触摸驱动电极为横向设置的独立的触摸驱动电极，为触摸屏的每条触摸驱动电极施加所述电压V₁，具体为：

通过独立于显示驱动电路的触摸驱动电路为该触摸驱动电极施加触摸驱动电压V₁。

本发明实施例提供一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，为触摸屏的每条触摸感应电极施加恒定电压V₀；为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的触摸驱动电极之间形成电场，实现触摸功能。由于触摸驱动电极侧施加的触摸驱动电压的频率为5MHz～20MHz，远大于现有的几十到几百KHz的驱动频率，使得触摸驱动电极和触摸感应电极之间的互电容的容抗急剧减小，流过互电容的电流较大，手指触碰触摸屏后，触摸点检测电路检测的电流变化量较大。触摸点检测电路检测的电流信号较大，噪声信号反而显得极其微弱，在相同的触摸比之下，触摸屏的触控灵敏度增加，触控效果显著提高。

附图说明

图1为现有技术触摸屏检测触摸点的装置的等效电路模型示意图；

图2为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法总体流程示意图；

图3为本发明实施例提供的手指触碰触摸屏后的等效电路模型示意图；

图4为本发明实施例提供的手指未触碰触摸屏后的等效电路模型示意图；

图5为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏触结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法时序图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，用以提高内嵌式触摸屏的触控效果。

本发明实施例提供的内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法基于各种结构的内嵌式触摸屏，且基于电容式触摸屏。

首先简单介绍下内嵌式触摸屏。

触摸屏集成在显示屏中，具体地，触摸屏的触摸驱动电极和触摸感应电极设置在显示屏的基板上。例如，以液晶显示器为例，在阵列基板上设置单独的触摸驱动电极，或者将阵列基板上的栅电极线作为触摸驱动电极，驱动电路对栅电极线分时驱动，栅电极线分时工作于不同的状态。在彩膜基板上设置独立的触摸感应电极，当然，可以将彩膜基板上的公共电极作为触摸感应电极，或者将彩膜基板上的屏蔽电极进行构图后作为触摸感应电极。

当然内嵌式触摸屏不限于上述结构。

下面结合附图具体说明本发明实施例提供的技术方案。

参见图2，本发明实施例提供的内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，整体包括以下步骤：

S11、在触摸控制时段，为触摸屏的每条触摸感应电极施加恒定电压V₀；

上述恒定电压V₀可以是一虚拟电压，在实际电路中可以是接地，也可以施加一定值电压。

S12、依次为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的触摸驱动电极之间形成电场，以实现触摸功能。

当为触摸屏的每条触摸驱动电极施加的高频电压的频率太高或太低都有可能导致信号失真，因此较佳地，为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为10MHz～15MHz的电压V₁。

该电压V₁的频率也即触摸驱动信号的频率。

下面结合手指触碰触摸屏前和后的等效电路图说明本发明实施例提供的技术方能够提高内嵌式触摸屏的触控效果的原理。

参见图3，为手指触碰触摸屏后的等效电路图。

等效电路包括：触摸屏等效电路1、手指等效电路2，和触摸点检测电路3。

触摸屏等效电路1，具体包括：

为触摸驱动电极提供频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁的信号源11；

触摸驱动电极电阻R11；

触摸驱动电极和公共电极（阵列基板上用于实现图像显示的公共电极）之间的第一寄生电容C11；

触摸感应电极和公共电极之间的第二寄生电容C13；

触摸驱动电极及触摸感应电极之间的互电容C12；

触摸感应电极电阻R12；

触摸屏等效电路1与触摸点检测电路3相连。

手指等效电路2，具体包括：

手指与触摸驱动电极之间的电容C21；

手指与触摸感应电极之间的电容C22；

电容C21和电容C22之间的电阻R21，该电阻R21为手指的电阻。

触摸点检测电路3为一个放大器和工作电容C3以及工作电阻R3。放大器实际上起到电流比较的作用，以实现计算电流I₀的变化量。

当手指未触碰触摸屏时，等效电路如图4所示，也就是去掉了图3中的手指等效电路2。

频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，也即与频率为5MHz～20MHz的触摸驱动信号对应的电压。

由于信号频率变大的时候，电容对信号的阻碍作用会变小；因此，在频率为5MHz～20MHz的触摸驱动信号驱动下，互电容C12的容抗大幅度降低（相比较现有技术频率为几百KHz的驱动信号驱动），流过互电容C12的电流也急剧增加，触摸驱动信号的抗噪声能力增强，避免了流过互电容C12的电流被噪声淹没，提高了触摸屏触控的灵敏度，提高了触摸屏的触控效果。此时，触摸点检测电路3检测到的电流为流过互电容C12的电流，记该电流为I₀。

当手指触碰触摸屏时，等效电路如图3所示。手指等效电路2中的电流I’流到触摸感应电极电阻R12所在的支路，并流回到触摸点检测电路3。此时，触摸点检测电路3检测到的电流为流过互电容的电流I₀与手指等效电路2中的电流I’的和值。触摸点检测电路3通过检测I₀的增量I’确定触摸点的坐标位置。

由此可见，本发明手指触碰触摸屏时，手指的部分电流流到触摸点检测电路3中，通过检测I₀的增量，检测触摸点位置，提高了触摸屏的触控效果。并且，触摸屏无需设置接地电路，实现了触摸屏悬空触控。本发明触摸屏是否良好接地不影响触摸屏的触控效果，可以不设置触摸屏接地的电路，简化了触摸屏设计结构，并且达到了更好的触控效果。

下面以具体的内嵌式触摸屏为例说明本发明实施例提供的内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法。

在两个相邻的图像显示控制时段之间为触摸控制时段，在触摸控制时段，为所述内嵌式触摸屏提供用于实现触摸显示的触摸驱动信号。换句话说，在相邻的两个触摸控制时段之间，为所述内嵌式触摸屏提供用于实现图像显示的显示驱动信号。

实施例一：

以栅线作为触摸驱动电极为例。

参见图5，本发明实施例提供的触摸屏，包括：横向设置的多条栅线1，该栅线设置在第一基板2上，还包括：纵向设置的多条触摸感应电极3，驱动IC为触摸感应电极3施加恒定电压V₀，以及为栅线1施加触摸驱动电压V₁，触摸感应电极3与栅线1之间形成电场，相邻的触摸感应电极3之间设置有狭缝，以达到更好的触控效果和触控精度。

触摸感应电极3可以设置在第一基板2上，也可以设置在第二基板上（图5中未体现）。

下面说明在不影响栅线正常显示图像的前提下，为触摸驱动电极（栅线）施加一定频率的电压V₁的具体过程。

在触摸控制时段，触摸驱动电路为该栅线施加触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的栅线之间形成电场，实现触摸功能；其中，电压V₁小于实现图像显示的开启电压V_th，以保证对应栅线上的所有TFT不被打开。

较佳地，可以通过与施加显示驱动电压的显示驱动电路相独立的触摸驱动电路，为栅线施加触摸驱动电压；

具体地，触摸驱动电路和显示驱动电路集成在驱动IC中，栅线和驱动IC相连，当驱动IC在实现触摸驱动时，驱动IC中的触摸驱动电路为栅线提供5MHz～20MHz的高频触摸信号，使得用于实现触摸驱动电极的栅线和触摸感应电极之间具有一稳定的电场，当手指触碰触摸屏时，由于高频信号的作用，人手指上的电流会流入与触摸感应电极相连的Touch FPC，位于Touch FPC上的检测装置可以判断出触摸点的位置。

较佳地，还可以通过显示驱动电路在为实现上一帧图像的所有栅线施加显示驱动电压之后，为实现当前帧图像的所有栅线施加显示驱动电压之前，为所有用于触摸驱动电极的栅线依次施加触摸驱动电压V₁。

该方法实现图像显示和触摸功能的时序图，如图6所示，当显示驱动电路扫描完所有用于实现图像显示功能的栅线后，扫描用于实现触摸显示功能的栅线，当扫描完所有用于实现触摸显示功能的栅线后，继续扫描所有用于实现图像显示功能的栅线，反复执行上述步骤。

图6仅仅是一个示意图，图6仅示出两个图像显示阶段，如第一图像显示阶段和第二图像显示阶段，以及两个图像显示阶段之间的触摸控制阶段。

当驱动IC用于实现图像显示时，驱动IC中的显示驱动电路为栅线提供一开启电压V_th，使得对应的栅线上的所有TFT打开，实现图像显示。

较佳地，还可以通过实现图像显示的显示驱动电路为该栅线施加触摸驱动电压，驱动IC中的显示驱动电路不会在同一时刻同时控制图像显示和触摸功能。在实现图像显示时，驱动IC是通过逐行打开栅线实现图像的显示，当某一条栅线在某一时刻不用做图像显示时，为其施加一定的高频电压V₁，该电压V₁低于栅线用作图像显示时的开启电压V_th。也就是说某一栅线可以在不同的时间段内实现不同的功能。由于现在显示器的像素非常高，栅线的数量较多，依次打开栅线的时间间隔Δt1很小，远远小于人手指触碰触摸屏时手指移动过程中时间的变化Δt2，因此在手指移动的过程中，触摸驱动电极已经被打开过很多次，宏观上看，触摸驱动电极一直处于开启状态，既可以实现触摸还不影响图像的正常显示。

需要说明的是，本发明实施例提供的内嵌式触摸屏不限于图5所示的内嵌式触摸屏，本发明实施例提供的内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法还同时适用于其他类型的内嵌式触摸屏。

实施例二：

图5所示的触摸驱动电极可以是独立于栅线的触摸驱动电极，例如：可以是另外设置在第一基板2上的导电电极作为触摸驱动电极，该导电电极可以与栅线设置在不同层，且横向设置于像素单元之间的非显示区域，避免影响像素的开口率。

当所述触摸驱动电极为横向设置的独立的触摸驱动电极，为触摸屏的每条触摸驱动电极施加一定频率的电压V₁，具体为：

通过独立于显示驱动电路的触摸驱动电路为该触摸驱动电极施加触摸驱动电压。

综上所述，本发明实施例提供一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，为触摸屏的每条触摸感应电极施加恒定电压V₀；为触摸屏的每条触摸驱动电极施加一定频率的触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有V₁的触摸驱动电极之间形成电场，实现触摸功能；驱动电极侧施加的触摸驱动电压的频率为5MHz～20MHz，寄生电容的容抗较大，流过互电容的电流较大，手指触碰触摸屏后，触摸点检测电路检测的电流变化量较大。触摸点检测电路检测的电流信号较大，噪声信号反而显得极其微弱，在相同的触摸比之下，触摸屏的触控灵敏度增加，触控效果显著提高。并且，本发明手指触碰触摸屏时，手指的部分电流流到触摸屏等效电路，并流到触摸点检测电路中，无需设置接地电路，实现了触摸屏悬空触控。触摸屏是否良好接地不影响触摸屏的触控效果，可以不设置触摸屏接地的电路，简化了触摸屏设计结构，并且达到了更好的触控效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种内嵌式触摸屏触摸显示驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：

在触摸控制时段，为触摸屏的每条触摸感应电极施加恒定电压V₀；

依次为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的触摸驱动电极之间形成电场，以实现触摸功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为5MHz～20MHz的触摸驱动电压V₁，具体为：

为触摸屏的每条触摸驱动电极施加频率为10MHz～15MHz的电压V₁。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在相邻的两个触摸控制时段之间，为所述内嵌式触摸屏提供用于实现图像显示的显示驱动信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述触摸驱动电极为横向设置的栅线时，为触摸屏的每条触摸驱动电极施加所述电压V₁，具体为：

当所述栅线未被施加用于实现图像显示的显示驱动电压时，为栅线施加触摸驱动电压V₁，以使得施加有电压V₀的触摸感应电极和施加有电压V₁的栅线之间形成电场，实现触摸功能；其中，电压V₁小于实现图像显示的开启电压V_th。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述为栅线施加触摸驱动电压V₁，具体为：

通过显示驱动电路在为实现上一帧图像的所有栅线施加显示驱动电压之后，为实现当前帧图像的所有栅线施加显示驱动电压之前，依次为所有用于触摸驱动电极的栅线施加高频的触摸驱动电压V₁。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述为该栅线施加触摸驱动电压V₁，具体为：

通过独立于显示驱动电路的触摸驱动电路为该栅线施加触摸驱动电压V₁，其中，在触摸控制时段，该触摸驱动电路为该条栅线施加触摸驱动电压V₁。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述触摸驱动电极为横向设置的独立的触摸驱动电极，依次为触摸屏的每条触摸驱动电极施加所述电压V₁，具体为：

通过独立于显示驱动电路的触摸驱动电路为该触摸驱动电极施加触摸驱动电压V₁。

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