CN103019492B - 内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及控制方法，用以实现无需附加触控面板即可解决显示面板的显示及触控功能，简化了内嵌式电容触控显示面板的结构，提高了光透过率。本发明实施例提供的一种内嵌式电容触控显示面板，包括彩膜基板、液晶材料、阵列基板；其中，在所述彩膜基板上形成有触控感应电极；在所述阵列基板上形成有触控驱动电极，所述触控驱动电极位于所述阵列基板与所述液晶材料之间；其中，在透光方向上，所述触控感应电极和触控驱动电极的投影均落在彩膜基板的黑矩阵区域内。

Description

内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及方法。

背景技术

现在的高级超维场转换液晶显示技术(Advanced Super Dimension Switch，ADS)LCD显示模块在彩膜CF基板外面有一层起屏蔽作用的氧化铟锡ITO，其作用是为了避免外界的信号源对液晶盒内的液晶驱动电场产生干扰，从而能够保证LCD显示模块的正常显示。

如图1所示，现有技术中的ADS型显示装置的基本结构从上到下包括：上偏光片201、屏蔽ITO 30、上基板10、黑矩阵40、彩色滤光片50、上取向层601、液晶材料70、下取向层602、阵列基板80及下偏光片202；其中，阵列基板包括下基板，以及形成于下基板之上的栅线、数据线、TFT阵列(图中未示出)。

在现有技术中，基于上述ADS结构实现触控的方案，一般都是直接在ADS型液晶盒的外侧贴附触控功能模组，由于需要在现有的液晶盒上贴合一个制作了触控电极的、可以独立实现触控功能的结构，使得现有的触控显示装置成本很高，并且因为增加贴合工艺，良率降低，且厚度很大影响透过率。

发明内容

本发明实施例提供了一种内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及控制方法，用以实现无需附加触控面板即可解决显示面板的显示及触控功能，并且提高光透过率。

本发明实施例提供的一种内嵌式电容触控显示面板，包括彩膜基板、液晶材料、阵列基板；其中，

在所述彩膜基板上形成有触控感应电极；

在所述阵列基板上形成有触控驱动电极，所述触控驱动电极位于所述阵列基板与所述液晶材料之间；

其中，在透光方向上，所述触控感应电极和触控驱动电极的投影均落在彩膜基板的黑矩阵区域内。

一种对上述显示面板进行显示和触控的控制装置，包括：

显示控制单元，用于在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极输入公共电极信号；

触控单元，用于在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极输入触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极输入触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括至少一个触控驱动电极，每一触控感应单元包括至少一个触控感应电极。

一种显示设备，包括上述的显示面板。

一种实现显示面板的显示和触控功能的控制方法，包括：

在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极输入公共电极信号；

在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极输入触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极输入触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括预先划分的至少一个触控驱动电极，每一触控感应单元包括预先划分的至少一个触控感应电极。

本发明实施例提供的一种内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及控制方法，实现了无需附加触控面板即可解决显示面板的显示及触控功能，简化了内嵌式电容触控显示面板的结构，提高了光透过率。

附图说明

图1为现有技术中内嵌式电容触控显示面板的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的内嵌式电容触控显示面板的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的内嵌式电容触控显示面板中TFT阵列基板侧的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的内嵌式电容触控显示面板的叠层结构示意图；

图5为本发明实施例提供的实现显示面板的显示和触控功能的各信号时序图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及控制方法，用以实现无需附加触控面板即可解决显示面板的显示及触控功能，简化了内嵌式电容触控显示面板的结构，提高了光透过率。

本发明实施例提供的一种内嵌式电容触控显示面板，包括彩膜基板、液晶材料、阵列基板；其中，

在所述彩膜基板上形成有触控感应电极；

在所述阵列基板上形成有触控驱动电极，所述触控驱动电极位于所述阵列基板与所述液晶材料之间；

其中，在透光方向上，所述触控感应电极和触控驱动电极的投影均落在彩膜基板的黑矩阵区域内。

较佳地，所述阵列基板上形成有透明的像素电极层和公共电极层，且所述公共电极层靠近所述液晶材料；所述公共电极层上方设置有触控绝缘层，所述触控驱动电极位于所述液晶材料和触控绝缘层之间。实施过程中，在制备出TFT阵列基板的最上面一层公共电极层Vcom ITO之后，再制备一层触控绝缘层，该触控绝缘层覆盖整个Vcom ITO，然后在该触控绝缘层之上制备出触控驱动电极，再继续制备下取向层。

较佳地，所述触控感应电极的方向与阵列基板上数据线的方向相同；所述触控驱动电极的方向与阵列基板上栅线的方向相同。较佳地，触控感应电极的位置对应阵列基板上数据线的位置，触控驱动电极的位置对应阵列基板上栅线的位置，不过，根据显示面板的分辨率及尺寸的不同，触控驱动电极的数量与栅线的数量相同，触控感应电极的数量与数据线的数量相同；或者触控驱动电极的数量小于栅线的数量，以及触控感应电极的数量小于数据线的数量。总之，只要保证在透光方向上，触控感应电极的投影完全处于数据线对应的黑矩阵的投影内，触控驱动电极的投影完全处于栅线对应的黑矩阵的投影内。

本发明实施例还提供了一种对上述显示面板进行显示和触控的控制装置，包括：

显示控制单元，用于在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极输入公共电极信号；

触控单元，用于在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极输入触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极输入触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括至少一个触控驱动电极，每一触控感应单元包括至少一个触控感应电极。

较佳地，在每帧图像的触控时间内，相邻触控驱动单元之间相隔的触控驱动电极上没有信号，相邻触控感应单元之间相隔的触控感应电极上没有信号。

本发明实施例提供的一种显示设备，包括上述的内嵌式电容触控显示面板；进一步地，还可以包括对该显示面板进行显示和触控的控制装置，该控制装置具体用于：

在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极连接公共电极信号，此时触控感应电极用以保护显示信号，起到现有技术中多出的屏蔽ITO层的作用；

在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极连接相同的触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极连接相同的触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括预先划分的多个触控驱动电极，每一触控感应单元包括预先划分的多个触控感应电极。例如，根据实际显示的需要，用i根触控感应电极并联起来作为触控感应单元RX，用m根触控驱动电极并联起来作为触控驱动单元TX。

较佳地，在每帧图像的触控时间内，相邻触控驱动单元之间相隔的触控驱动电极上没有信号，相邻触控感应单元之间相隔的触控感应电极上没有信号。例如，如上述的相邻触控驱动单元TX之间间隔的至少一根触控驱动电极；相邻触控感应单元RX之间间隔的至少一根触控感应电极。

基于上述显示装置，本发明实施例还提供了一种实现显示面板的显示和触控功能的控制方法，包括：

在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极输入公共电极信号；

在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极输入触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极输入触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括预先划分的至少一个触控驱动电极，每一触控感应单元包括预先划分的至少一个触控感应电极。

进一步地，在每帧图像的触控时间内，相邻触控驱动单元之间相隔的触控驱动电极上没有信号，相邻触控感应单元之间相隔的触控感应电极上没有信号。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。

参见图2，本发明实施例提供的一种内嵌式电容触控显示面板，包括：

上偏光片201、上基板10、黑矩阵40、彩色滤光片50、触控感应电极31、上取向层601、液晶材料70、下取向层602、触控驱动电极32、阵列基板80(包括下基板、以及制作在下基板上的栅线、数据线以及薄膜晶体管TFT阵列)和下偏光片202，其中，

触控感应电极31，位于彩膜基板和上取向层之间，且位于黑矩阵的下方；

触控驱动电极32，位于TFT阵列基板与下取向层之间；

其中，在透光方向上，所述触控感应电极31和触控驱动电极32的投影均落在彩膜基板的黑矩阵的投影内。

为了更清楚的描述该显示面板的结构，参照图3所示的阵列基板侧的剖面结构示意图。需要说明的是，该结构示意图是以从TFT的源漏极向里的截面方向(与栅线延伸方向相平行)为例进行说明的。该阵列基板包括：

下基板801，位于该下基板上的TFT的栅极902)；

覆盖下基板及所有栅极(以及栅线)图案的栅绝缘层SiNx；

在栅绝缘层SiNx之上的有源层，分为两层，包括位于下方的一层，即图中的a-Si(非晶硅)，位于上方的一层即图中的n+a-Si，为欧姆接触层；

以及，制作的源漏SD金属层，图中所示的为TFT的漏极903和源极904)，以及与漏极903电性接触的像素电极ITO层；

在像素电极层ITO之上的一层钝化层PVX 905，覆盖TFT的有源层、漏极和源极以及像素电极；

在钝化层PVX之上的公共电极层Vcom ITO层906，如图3中所示，在像素区域内，该公共电极成狭缝状，因此在图3所示的剖面图中，在像素区域内公共电极是间隔排列的。由于在栅线和数据线的上方也铺设有所述Vcom ITO，因此该公共电极层除了作为公共电极之外，还能够屏蔽栅极信号和数据线信号对像素电极的干扰。

而本发明实施例提供的显示面板，是在上述阵列基板的Vcom ITO层之上，制备一层触控绝缘层907，其覆盖整个公共电极层，在触控绝缘层907的上方制备触控驱动电极32，用于接收触控驱动信号，能够保证触控驱动电极与位于彩膜基板侧的触控感应电极形成互容结构。而触控驱动电极和公共电极层之间的绝缘层防止了信号线之间的短路。同时将驱动电极制作在公共电极层之上，公共电极层能够屏蔽触控驱动电极对像素电极的干扰作用。

进一步为了更清楚的说明本发明，参见图4所示的叠层结构示意图，从图中可以看出，触控驱动单元TX所包括的各触控驱动电极所占的区域对应阵列基板上栅线的位置，触控感应单元RX所包括的各触控感应电极对应阵列基板上数据线的位置，因此，能够保证LCD的开口率最大化。另外，所示的触控感应单元RX所在层与触控驱动单元TX所在层之间的距离为上取向层、液晶材料和下取向层(图中未示出)。

本发明实施例提供的上述显示面板，不仅能够实现显示功能，还能够实现触控功能。本发明实施例提供的显示设备，包括上述的显示面板，还包括控制装置，该控制装置用于：

在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极连接公共电极信号，以尽量降低触控感应电极对正常显示时的液晶偏转的影响；

在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极输入高频的触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极输入触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括预先划分的多个触控驱动电极，每一触控感应单元包括预先划分的多个触控感应电极。在每帧图像的触控时间内，相邻触控驱动单元之间相隔的触控驱动电极上没有信号，相邻触控感应单元之间相隔的触控感应电极上没有信号。

较佳地，在触控时间内，参见图4所示的叠层结构示意图，两两触控感应电极并联起来作为触控感应单元RX1、RX2等，两两触控驱动电极并联起来作为触控驱动单元TX1、TX2等；或者，用i根触控感应电极并联起来作为触控感应单元RX1、RX2等，用m根触控驱动电极并联起来作为触控驱动单元TX1、TX2等；相邻触控驱动单元TX之间间隔至少一根的数据金属线，不加载信号；相邻触控感应单元RX之间间隔至少一根栅线，不加载信号。相邻的触控感应单元之间相隔一定数量的触控感应电极，以及相邻的触控驱动单元之间相隔一定数量的触控驱动电极，保证了触控时间内电场分布的均一性。

下面结合附图和具体实施例，对本发明实施例提供的实现显示面板的显示和触控功能的控制方法，进行说明。

参见图5所示的各信号时序图，每帧图像的时间分为显示display时间和触控功能touch时间。其中，display时间中，在STV为帧开启信号，CPV为gate信号的开启控制信号，TP为data信号的开启控制信号，RX连接公共电极Vcom信号，Gate1、Gate2、Gate3、…、Gate last等为各行栅线的开启信号，Data1、Data2、Data3、…、Data last等为各列数据线的列数据信号，TX1、TX2等为触控驱动单元连接的驱动信号；

每一帧的STV信号开启，显示时间开始；在显示时间内，控制栅线和数据线分别连接对应的行开启信号和列数据信号，从而完成整帧画面的显示；同时，控制RX连接公共电极信号，由于本发明提供的显示面板中省略了屏蔽ITO层，因此在显示时间内通过将触控感应电极连接公共电极信号，可以起到作为屏蔽ITO层的作用。在此阶段内，触控驱动电极上没有信号。

然后进入每帧图像的触控时间，此时画面显示结束后，所有的栅线同时关闭，所有的数据线均没有输出信号，如图中Display和Touch之间的分界线位置。

之后，以图4所示为例，两两触控驱动电极组成的一个触控驱动单元TX1和TX2等等，每一触控驱动单元的触控驱动电极连接相同的触控驱动信号，不同的触控驱动单元之间连接不同的触控驱动信号；从而依次进行触控驱动扫描；而由两两触控感应电极组成的每一触控感应单元RX1和RX2等等，分别连接对应的触控感应信号，每一触控感应单元中的触控感应电极连接相同的触控感应信号，从而对外界触控进行感应。

每一帧图像均经过显示时间和触控时间，即当下一帧图像信号STV到来时，时间重新进入显示时间Display部分。从而，通过该分时驱动的方法，实现了显示面板的显示功能和触控功能，并且因为触控驱动电极是制作在阵列基板公共电极层之上，因此能够减小触控驱动信号对LCD显示的影响。

本发明实施例提供的一种对上述显示面板进行显示和触控能够的控制装置，包括：

显示控制单元，用于在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极连接公共电极信号，以使触控感应电极保护显示信号；

触控单元，用于在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极连接相同的触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极连接相同的触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括预先划分的至少一个触控驱动电极，每一触控感应单元包括预先划分的至少一个触控感应电极。

较佳地，在每帧图像的触控时间内，相邻触控驱动单元之间相隔的触控驱动电极上没有信号，相邻触控感应单元之间相隔的触控感应电极上没有信号。

综上所述，本发明实施例提供了一种内嵌式电容触控显示面板、显示设备、控制装置及方法，通过将屏蔽ITO层制作在彩膜基板和上取向层之间，使其在不同的时间分别起到屏蔽ITO的作用以及触控感应电极的作用，并且通过在TFT阵列基板最上面的公共电极ITO层之上制备出触控驱动电极，使其与彩膜基板侧的触控感应电极形成互容结构；同时通过分时驱动，即分为显示时间和触控功能时间，控制栅线和数据线分别连接上扫描信号和列数据信号，控制触控感应电极在显示时间内连接公共电极信号，起到屏蔽ITO的作用，来实现显示功能；在触控时间内，通过将触控驱动电极和触控感应电极分别连接相应的触控驱动信号和触控感应信号实现触控功能。无需附加触控面板即可解决显示面板的显示及触控功能，简化了内嵌式电容触控显示面板的结构，提高了光透过率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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)

1.一种内嵌式电容触控显示面板，包括彩膜基板、液晶材料、阵列基板；其特征在于，

在所述彩膜基板上形成有触控感应电极；

在所述阵列基板上形成有触控驱动电极，所述触控驱动电极位于所述阵列基板与所述液晶材料之间；

其中，在透光方向上，所述触控感应电极和触控驱动电极的投影均落在彩膜基板的黑矩阵区域内；

所述阵列基板上形成有透明的像素电极层和公共电极层，且所述公共电极层靠近所述液晶材料；所述公共电极层上方设置有触控绝缘层，所述触控驱动电极位于所述液晶材料和触控绝缘层之间；

所述触控驱动电极所占的区域对应所述阵列基板上栅线的位置；所述触控感应电极对应所述阵列基板上数据线的位置。

2.一种对权利要求1所述显示面板进行显示和触控的控制装置，其特征在于，该控制装置包括：

显示控制单元，用于在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极输入公共电极信号；

触控单元，用于在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极输入触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极输入触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括至少一个触控驱动电极，每一触控感应单元包括至少一个触控感应电极。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，在每帧图像的触控时间内，相邻触控驱动单元之间相隔的触控驱动电极上没有信号，相邻触控感应单元之间相隔的触控感应电极上没有信号。

4.一种显示设备，其特征在于，该显示设备包括权利要求1所述的显示面板。

5.根据权利要求4所述的显示设备，其特征在于，还包括如权利要求2或3所述的控制装置。

6.一种对权利要求1所述显示面板进行显示和触控的控制方法，其特征在于，该方法包括：

在每帧图像的显示时间内，控制触控感应电极输入公共电极信号；

在每帧图像的触控时间内，控制每一触控驱动单元的触控驱动电极输入触控驱动信号，每一触控感应单元的触控感应电极输入触控感应信号，其中，每一触控驱动单元包括预先划分的至少一个触控驱动电极，每一触控感应单元包括预先划分的至少一个触控感应电极。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在每帧图像的触控时间内，相邻触控驱动单元之间相隔的触控驱动电极上没有信号，相邻触控感应单元之间相隔的触控感应电极上没有信号。