CN103221905B - 一种有源触控***的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种有源触控的驱动方法涉及触控屏，尤其涉及有源触控屏及其驱动方法。本发明揭示了一种有源触控***的驱动方法，提出了有源触控***中各电极线的驱动信号波形，以及相配合的侦测方法，有效地实现对阵列排布的感测电极单元的逐点独立侦测。利用控制电极线上和检测电极线上驱动信号波形的配合，来区分操作者触碰检测电极线与触碰感测电极单元间信号的差别，避免操作者触碰检测电极线时可能产生误动作的信号；通过对屏蔽电极施加屏蔽信号，来排除与有源触控屏重叠使用的显示面板对触控信号的影响。
Description
技术领域
本发明涉及触控屏，尤其涉及有源触控屏及其驱动方法。
背景技术
触摸是人类最重要的感知方式,是人与机器进行互动的最自然的方式。触控屏发展至今已广泛用于个人计算机、智能电话、公共信息、智能家电、工业控制等众多领域。在目前的触控领域，主要有电阻式触控屏、光电式触控屏、超声波式触控屏、平面电容式触控屏，近年来投射电容式触控屏发展迅速。
电阻式触控屏仍是目前市场上的主导产品，但电阻式触控屏的双层基板的结构，使得触控屏和显示面板层叠在一起使用时，触控屏的反光非常影响显示的亮度、对比度、色饱和度等显示品质，使整个显示质量大大下降，而加大显示面板背光的亮度，还会使功耗大涨；模拟式电阻触控屏还存在定位漂移的问题，不时要进行位置校准；另外，电阻式触控屏电极接触的工作方式，又使得触控屏的寿命较短。
红外线式触控屏和超声波式触控屏不会影响显示质量。但红外线式触控屏和超声波式触控屏成本高，水滴和尘埃都会影响触控屏工作的可靠性，特别是红外线式触控屏和超声波式触控屏机构复杂、功耗大，使得红外线式触控屏和超声波式触控屏基本无法应用在便携式产品上。
平面电容式触控屏的单层基板的结构，使得触控屏和显示面板层叠在一起使用时，触控屏对显示质量的影响不大。但平面电容式触控屏也存在定位漂移的问题，不时要进行位置校准；水滴也会影响触控屏工作的可靠性；特别是平面电容式触控屏功耗大、成本高，也让平面电容式触控屏基本无法应用在便携式产品上。
投射电容式触控屏仍然可以是单层基板结构，也使得触控屏和显示面板层叠在一起使用时，触控屏对显示质量的影响不大。但投射电容式触控屏是通过测量手指或其他触控物对触控屏电极间耦合电容的影响，实际是通过测量手指或其他触控物对触控屏电极充放电的影响，来探测手指或其他触控物在触控屏上的位置。定位点需要经过模拟计算，而非真正的数字式触控屏。制造和使用环境中的分布电容都会影响触控屏工作的可靠性，显示驱动信号及其他电信号的干扰都会影响触控屏的工作，水滴也会影响触控屏工作的可靠性；另外，投射电容式触控屏对探测电极线的电阻值方面有较高要求，往往需要有金属类的高电导率电极层，制做工艺复杂、成本高，特别是在大尺寸、超大尺寸触控屏方面成本过高。
随着近年来iPhone手机和Windows 7操作***的推出，人们对多点触控的兴趣骤然提升。无论是电阻式还是电容式触控屏，由于屏幕上每一感测线直接连接多个感测单元，各感测单元之间并不完全独立。为了能够分辨多个触控点，相对单点触控来说，要么检测的扫描方式变得十分复杂，检测要花费大量时间和功耗；要么检测后的判断程序变得十分复杂，需要强大的计算能力和存储空间，也要花费大量时间和功耗。
中国专利ZL2010202966254提出了一种有源触控***，通过触控屏上所设置的有源器件单元阵列，将触控屏上阵列排布的感测电极单元隔离开来，以使各个感测单元可以完全独立地感测触控物所引起的电容的变化，让多点触控变得轻松自然。
发明内容
本发明就是为了提供一种有源触控***的驱动方法，对有源触控屏各电极线有效地实施触控激励信号的施加，实现对阵列排布的感测电极单元的逐点独立侦测。
本发明的有源触控***的基本工作原理是：
在触控基板上阵列状地设置感测电极单元和有源器件单元，以及两组相交的控制电极线和检测电极线，检测电极线通过有源器件单元连接感测电极单元。用控制电极线来控制有源器件单元的通断，用检测电极线来向感测电极单元施加触控激励信号，并侦测感测电极与触控物之间的电容性耦合。
当人的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元时，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，感测电极单元上的触控激励信号就会通过此耦合电容部分泄漏出去，或通过此耦合电容泄漏到触控屏上的其他电极。触控电路通过检测各条向感测电极单元提供触控激励信号的检测电极线上触控信号变化的大小，找出漏电流最大的或漏电流超过某阈值的检测电极线，再结合此时开启有源器件单元的控制电极线，来确定产生漏电流的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板上的位置。
薄膜场效应晶体管即TFT(Thin Film Transistor)是有源矩阵器件的典型代表，薄膜晶体管TFT栅极(Gate)连接至水平方向扫描线，源极(Source)连接至垂直方向的数据线，漏极(Drain)则连接至负载电极(这里的漏极、源极的定义只是***并不专指源极电极的电平，而是这里说的源极和漏极两电极中电平较小的那个电平)。阵列排布的有源器件阵列让每个负载电极均配置一个半导体开关器件，可以通过脉冲进行选通，因而每个负载电极相对独立。
薄膜场效应晶体管(TFT)有NMOS型和PMOS型两种。目前绝大部分的TFT是采用非晶硅(amorphous silicon，a-Si)制程，其栅极绝缘层是氮化硅(SiNx)，容易攫取正电荷，要在非晶硅半导体层中形成沟道，恰好利用氮化硅中的正电荷来帮助吸引电子以形成沟道，因此使用非晶硅制程的TFT多为NMOS型。本说明书的内容主要是以NMOS型薄膜晶体管为代表进行阐述，PMOS型薄膜晶体管可遵循相同的原理，不再单独列举表述。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种有源触控***的驱动方法，有源触控***包括有源触控面板和触控电路，有源触控面板的基板上具有阵列排布的有源器件单元、阵列排布的感测电极单元、以及不少于两组相交的控制电极线和检测电极线，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离；触控电路具有触控激励源、信号检测电路和控制电路；有源触控面板上的感测电极单元连接有源器件单元，有源器件单元连接控制电极线和检测电极线，检测电极线连接触控电路中的触控激励源和信号检测电路，控制电极线连接触控电路中的控制电路；触控电路以扫描方式向各控制电极线施加控制信号，控制有源器件单元的导通状态，并通过侦测检测电极线上触控信号的变化，来确定触控点的位置；所述触控电路向控制电极线所施加的控制信号是直流信号，触控电路在向某一条或多条控制电极线施加控制信号时，还通过检测电极线向感测电极单元施加交流触控信号，触控电路通过侦测检测电极线上交流触控信号的变化，来确定感测电极单元是否被触控。
另一种技术方案是：一种有源触控***的驱动方法，有源触控***包括有源触控面板和触控电路，有源触控面板的基板上具有阵列排布的有源器件单元、阵列排布的感测电极单元、以及不少于两组相交的控制电极线和检测电极线，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离；触控电路具有触控激励源、信号检测电路和控制电路；有源触控面板上的感测电极单元连接有源器件单元，有源器件单元连接控制电极线和检测电极线，检测电极线连接触控电路中的触控激励源和信号检测电路，控制电极线连接触控电路中的控制电路；触控电路以扫描方式向各控制电极线施加控制信号，控制有源器件单元的导通状态，并通过侦测检测电极线上触控信号的变化，来确定触控点的位置；所述触控电路向控制电极线所施加的控制信号是交流信号，触控电路在向某一条或多条控制电极线施加控制信号时，还通过检测电极线向感测电极单元施加直流触控信号，触控电路通过侦测检测电极线上直流触控信号的变化，来确定感测电极单元是否被触控。
再一种技术方案是：一种有源触控***的驱动方法，有源触控***包括有源触控面板和触控电路，有源触控面板的基板上具有阵列排布的有源器件单元、阵列排布的感测电极单元、以及不少于两组相交的控制电极线和检测电极线，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离；触控电路具有触控激励源、信号检测电路和控制电路；有源触控面板上的感测电极单元连接有源器件单元，有源器件单元连接控制电极线和检测电极线，检测电极线连接触控电路中的触控激励源和信号检测电路，控制电极线连接触控电路中的控制电路；触控电路以扫描方式向各控制电极线施加控制信号，控制有源器件单元的导通状态，并通过侦测检测电极线上触控信号的变化，来确定触控点的位置；所述触控电路向控制电极线所施加的控制信号是交流信号，触控电路在向某一条或多条控制电极线施加控制信号时，还通过检测电极线向感测电极单元也施加交流触控信号，并且交流触控信号的频率高于所述交流控制信号的频率，触控电路通过侦测检测电极线上交流触控信号的变化，来确定感测电极单元是否被触控。
本发明的技术问题通过以下的技术方案进一步予以解决：
根据本发明的另一个具体方面，所述交流信号(交流触控信号或交流控制信号)的频率不小于10KHz。
根据本发明的另一个具体方面，所述交流控制信号的波形或交流触控信号的波形，可以是方波、正弦波或其他周期性的波形。
根据本发明的另一个具体方面，所述有源触控***的检测电极线组中，相邻检测电极线连接触控电路中触控激励源的不同激励端，所述触控激励源的不同激励端上信号的波形或频率或相位是相同或不同的。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路连接设置在感测电极单元阵列和显示面板电极之间的屏蔽电极，在所述有源器件单元处于导通态的期间，由触控电路施加给屏蔽电极的信号是直流信号。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路连接设置在感测电极单元阵列和显示面板电极之间的屏蔽电极，在所述有源器件单元处于导通态的期间，触控电路施加给屏蔽电极的信号波形、频率和相位，与触控电路施加在控制电极线上的，或与施加在检测电极线上的信号波形、频率和相位是相同的。
根据本发明的另一个具体方面，所述显示面板是有源液晶显示面板，所述触控电路连接屏蔽电极的输出端，是连接到有源液晶显示面板的显示公共电极上，以显示公共电极作为屏蔽电极。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元充电或放电的幅值特征。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元充电或放电的时间特征。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元漏电流的幅值特征。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元漏电流的相位特征。
本发明的有益效果是：
本发明提出了有源触控***中各电极线的驱动信号波形，以及相配合的侦测方法，有效地实现对阵列排布的感测电极单元的逐点独立侦测。利用控制电极线上和检测电极线上驱动信号波形的配合，来区分操作者触碰检测电极线与触碰感测电极单元间信号的差别，避免操作者触碰检测电极线时可能产生误动作的信号；通过对屏蔽电极施加直流的屏蔽信号，或施加与控制电极线上或检测电极线上驱动信号相同波形、频率和相位的屏蔽信号，来排除与有源触控屏重叠使用的显示面板对触控信号的影响。
触控屏上各个感测电极单元能够完全各自独立地感测触控物的触控，实现触控位置侦测的空间数字化，让触控信号的来源准确到每一感测电极单元；让后续判断程序大大简化，可以大量节省后处理芯片的资源；让多点触控的判断变得不成问题；让探测速度变得更快，可靠性提高；根据相邻感测电极单元信号的大小，或根据有触控信号的感测电极单元区域信号的分布，被触位置定位的准确性可提高到相邻感测电极单元间的细小位置。
附图说明
图1是本发明具体实施方式一的电气连接示意图；
图2是本发明具体实施方式二、三、四、五、六的电气连接示意图；
图3是本发明具体实施方式七、八的电气连接示意图；
图4是本发明具体实施方式一的驱动波形示意图；
图5是本发明具体实施方式二的驱动波形示意图；
图6是本发明具体实施方式三的驱动波形示意图；
图7是本发明具体实施方式四的驱动波形示意图；
图8是本发明具体实施方式五的驱动波形示意图；
图9是本发明具体实施方式六的驱动波形示意图；
图10是本发明具体实施方式七的驱动波形示意图；
图11是本发明具体实施方式七另一方案的驱动波形示意图；
图12是本发明具体实施方式八的驱动波形示意图。
具体实施方式
具体实施方式一
如图1所示的有源触控***100，包括触控基板110、有源器件阵列120、触控电极、触控电路140等。三端有源器件阵列120和触控电极设置在触控基板110上。触控电极由感测电极阵列131以及两组相交的行控制电极线组132(1321、1332、1323、…、132m)和列检测电极线组133(1331、1332、1333、…、133n)组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板110是透明基板，感测电极阵列131的各感测电极单元〔(132i,133j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列131、行控制电极线组132和列检测电极线组133都设置在触控基板110背向使用者的非触摸面上。触控电路140具有触控激励源141、信号侦测电路142和控制电路143。
控制电极线组132和检测电极线组133的各控制电极线和各检测电极线，分别连接三端有源器件阵列120的各有源器件单元的两个端子；感测电极阵列131的各感测电极单元分别连接各有源器件单元的另一端子；检测电极线组133连接触控电路140中的触控激励源141和信号侦测电路142；控制电极线组132连接触控电路140中的控制电路143。
如图4所示，触控电路140的控制电路143以扫描方式，逐行向控制电极线组132各控制电极线输出直流控制信号，让施加有直流控制信号的控制电极线相连的有源器件单元处于导通状态，未施加直流控制信号的控制电极线相连的有源器件单元处于截止状态；触控电路140的触控激励源141同时向检测电极线组133各检测电极线施加直流触控激励。随着控制电路143每让一行控制电极线上的有源器件单元处于导通状态，各检测电极线上的直流触控信号就通过有源器件单元流入与该行控制电极线相连接的感测电极单元内；触控电路140的信号侦测电路142，或同时侦测各条检测电极线上触控信号的变化，或逐列侦测各条检测电极线上直流触控信号的变化。这样随着控制电路143逐行向各控制电极线输出直流控制信号，信号侦测电路142就逐行的侦测通过有源器件单元与此行控制电极线相连接的感测电极单元上直流触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元的瞬间，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，通过有源器件单元与此感测电极单元相连的检测电极线上的直流触控信号，就会流入此感测电极单元，也就是向此耦合电容充电；信号侦测电路142通过侦测各条检测电极线上触控信号幅值的变化，就可找出充电电流最大的或充电电流超过某阈值的检测电极线；信号侦测电路142侦测各条检测电极线上触控信号的变化，也可以是找充电时间最长或充电时间超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启有源器件单元的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板110上的位置。有源触控***100成为可探测触控点位置的触控***。信号侦测电路142侦测检测电极线组133各检测电极线上触控信号的变化，也就可以是在上述耦合电容的放电环节进行，侦测放电电流的幅值或放电时间的长短。
当操作者多支手指或多个操作者的手指分别触摸触控基板110的多个位置时，信号侦测电路142就会在多个时刻的多条检测电极线上，侦测到触控信号变化超过某阈值，也就是侦测到多个感测电极单元的充电电流超过某阈值，从而找出多个手指分别在触控基板110上的位置。有源触控***100也就成为可辨别多个触控点的触控***。
具体实施方式二
如图2所示的有源触控***200，包括触控基板210、薄膜晶体管(TFT)阵列220、触控电极、触控电路240等。薄膜晶体管(TFT)阵列220和触控电极设置在触控基板210上。触控电极由感测电极阵列231以及两组相交的行控制电极线组232(2321、2332、2323、…、232m)和列检测电极线组233(2331、2332、2333、…、233n)组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板210是透明基板，感测电极阵列231的各感测电极单元〔(232i,233j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列231、行控制电极线组232和列检测电极233线组都设置在触控基板210背向使用者的非触摸面上。触控电路240具有触控激励源241、信号侦测电路242和控制电路243。
控制电极线组232和检测电极线组233的各控制电极线和各检测电极线，分别连接TFT阵列220的各TFT单元的栅极和源极；感测电极阵列231的各感测电极单元分别连接各TFT单元的漏极；检测电极线组233连接触控电路240中的触控激励源241和信号侦测电路242；控制电极线组232连接触控电路240中的控制电路243。
如图5所示，触控电路240的控制电路243以扫描方式，逐行向控制电极线组232各控制电极线输出直流控制信号，让施加有直流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于导通状态，未施加直流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于截止状态；触控电路240的触控激励源241同时向检测电极线组233的各检测电极线施加交流触控激励。随着控制电路243每让一行控制电极线上的TFT单元处于导通状态，各检测电极线上的交流触控信号就流入通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元内；触控电路240的信号侦测电路242，在该行控制电极线相连接的TFT单元处于导通状态期间，逐列检测各条检测电极线上触控信号的变化。这样随着控制电路243逐行向各控制电极线输出直流控制信号，信号侦测电路242就逐行的侦测通过TFT单元与此行控制电极线相连接的感测电极单元上触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元时，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，感测电极单元上的交流触控信号就会通过此耦合电容部分泄漏出去；信号侦测电路242通过侦测各条检测电极线上交流触控信号幅值的变化，就可找出漏电流最大的或漏电流超过某阈值的检测电极线；信号侦测电路242侦测各条检测电极线上触控信号的变化，也可以是找交流触控信号相位变化最大或交流触控信号相位变化超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启TFT单元的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板210上的位置。有源触控***200成为可探测触控点位置的触控***。
当操作者多支手指或多个操作者的手指分别触摸触控基板210的多个位置时，信号侦测电路242就会在多个时刻的多条检测电极线上，侦测到触控信号变化超过某阈值，也就是检测到多个感测电极单元的充电电流超过某阈值，从而找出多个手指分别在触控基板210上的位置。有源触控***200也就成为可辨别多个触控点的触控***。
具体实施方式三
如图2所示的有源触控***200，包括触控基板210、薄膜晶体管(TFT)阵列220、触控电极、触控电路240等。薄膜晶体管(TFT)阵列220和触控电极设置在触控基板210上。触控电极由感测电极阵列231以及两组相交的行控制电极线组232(2321、2332、2323、…、232m)和列检测电极线组233(2331、2332、2333、…、233n)组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板210是透明基板，感测电极阵列231的各感测电极单元〔(232i,233j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列231、行控制电极线组232和列检测电极233线组都设置在触控基板210背向使用者的非触摸面上。触控电路240具有触控激励源241、信号侦测电路242和控制电路243。
控制电极线组232和检测电极线组233的各控制电极线和各检测电极线，分别连接TFT阵列220的各TFT单元的栅极和源极；感测电极阵列231的各感测电极单元分别连接各TFT单元的漏极；检测电极线组233连接触控电路240中的触控激励源241和信号侦测电路242；控制电极线组232连接触控电路240中的控制电路243。
如图6所示，触控电路240的控制电路243以扫描方式，逐行向控制电极线组232各控制电极线输出直流控制信号，让施加有直流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于导通状态，未施加直流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于截止状态；触控电路240的触控激励源241的一个输出端向检测电极线组233的奇数检测电极线施加交流触控激励，触控激励源241的另一个输出端向检测电极线组233的偶数检测电极线施加零电位信号。奇数感测电极单元上的交流触控信号，就会通过奇数和偶数感测电极单元间的耦合电容流入偶数感测电极单元，形成感测电极单元间的耦合电流。随着控制电路243每让一行控制电极线上的TFT单元处于导通状态，各奇数检测电极线上的交流触控信号就流入通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元内，与各偶数检测电极线上通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元处于零电位；触控电路240的信号侦测电路242，在该行控制电极线相连接的TFT单元处于导通状态期间，逐列检测各条奇数检测电极线上触控信号的变化。这样随着控制电路243逐行向各控制电极线输出直流控制信号，信号侦测电路242就逐行的侦测通过TFT单元与此行控制电极线相连接的奇数感测电极单元上触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元的瞬间，手指或其他触控物改变了奇数感测电极单元和偶数感测电极单元间的电介质，也就改变了奇数感测电极单元和偶数感测电极单元间的耦合电容值，感测电极单元间的耦合电流就会发生变化，与奇数感测电极单元相连的检测电极线上的交流触控信号也就会相应发生变化；信号侦测电路242通过侦测各条奇数检测电极线上交流触控信号幅值的变化，就可找出耦合电流最大的或耦合电流超过某阈值的检测电极线；信号侦测电路242侦测各条检测电极线上触控信号的变化，也可以是找交流触控信号相位变化最大或交流触控信号相位变化超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启TFT单元的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板210上的位置。有源触控***200成为可探测触控点位置的触控***。
当操作者多支手指或多个操作者的手指分别触摸触控基板210的多个位置时，信号侦测电路242就会在多个时刻的多条检测电极线上，侦测到触控信号变化超过某阈值，也就是检测到多个感测电极单元的充电电流超过某阈值，从而找出多个手指分别在触控基板210上的位置。有源触控***200也就成为可辨别多个触控点的触控***。
具体实施方式四
如图2所示的有源触控***200，包括触控基板210、薄膜晶体管(TFT)阵列220、触控电极、触控电路240等。薄膜晶体管(TFT)阵列220和触控电极设置在触控基板210上。触控电极由感测电极阵列231以及两组相交的行控制电极线组232(2321、2332、2323、…、232m)和列检测电极线组233(2331、2332、2333、…、233n)组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板210是透明基板，感测电极阵列231的各感测电极单元〔(232i,233j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列231、行控制电极线组232和列检测电极233线组都设置在触控基板210背向使用者的非触摸面上。触控电路240具有触控激励源241、信号侦测电路242和控制电路243。
控制电极线组232和检测电极线组233的各控制电极线和各检测电极线，分别连接TFT阵列220的各TFT单元的栅极和源极；感测电极阵列231的各感测电极单元分别连接各TFT单元的漏极；检测电极线组233连接触控电路240中的触控激励源241和信号侦测电路242；控制电极线组232连接触控电路240中的控制电路243。
如图7所示，触控电路240的控制电路243以扫描方式，逐行向控制电极线组232各控制电极线输出方波控制信号，让施加有方波控制信号的控制电极线相连的TFT单元在导通和截止状态切换，方波控制信号的频率不小于10KHz，未施加交流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于截止状态；触控电路240的触控激励源241同时向检测电极线组233的各检测电极线施加直流触控激励。随着控制电路243每让一行控制电极线上的TFT单元在导通和截止状态间切换，各检测电极线上的直流触控信号就间歇地流入通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元内，在感测电极单元上形成脉冲直流信号；触控电路240的信号侦测电路242，在该行控制电极线相连接的TFT单元处于导通和截止状态间切换期间，逐列检测各条检测电极线上触控信号的变化。这样随着控制电路243逐行向各控制电极线输出交流控制信号，信号侦测电路242就逐行的侦测通过TFT单元与此行控制电极线相连接的感测电极单元上触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元时，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，感测电极单元上的脉冲直流信号就会通过此耦合电容部分泄漏出去，在与该感测电极单元相连接的检测电极线上形成直流漏电流；信号侦测电路242通过侦测各条检测电极线上直流触控信号的变化，就可找出直流漏电流最大的或直流漏电流超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启TFT单元在导通和截止状态间切换的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板210上的位置。有源触控***200成为可探测触控点位置的触控***。
由于施加在各条检测电极线上的触控激励是直流信号，当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某检测电极线时，检测电极线上的直流触控信号，就基本不会从手指或其他触控物与检测电极线间的耦合电容泄漏出去；或者说，会从手指或其他触控物与检测电极线间的耦合电容泄漏出去的直流触控信号，比起从手指或其他触控物与感测电极单元间的耦合电容泄漏出去的脉冲直流信号要小得多，避免操作者触碰检测电极线时可能产生的动作误判。
具体实施方式五
如图2所示的有源触控***200，包括触控基板210、薄膜晶体管(TFT)阵列220、触控电极、触控电路240等。薄膜晶体管(TFT)阵列220和触控电极设置在触控基板210上。触控电极由感测电极阵列231以及两组相交的行控制电极线组232(2321、2332、2323、…、232m)和列检测电极线组233(2331、2332、2333、…、233n)组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板210是透明基板，感测电极阵列231的各感测电极单元〔(232i,233j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列231、行控制电极线组232和列检测电极233线组都设置在触控基板210背向使用者的非触摸面上。触控电路240具有触控激励源241、信号侦测电路242和控制电路243。
控制电极线组232和检测电极线组233的各控制电极线和各检测电极线，分别连接TFT阵列220的各TFT单元的栅极和源极；感测电极阵列231的各感测电极单元分别连接各TFT单元的漏极；检测电极线组233连接触控电路240中的触控激励源241和信号侦测电路242；控制电极线组232连接触控电路240中的控制电路243。
如图8所示，触控电路240的控制电路243以扫描方式，逐行向控制电极线组232各控制电极线输出正弦波交流控制信号，让施加有正弦波交流控制信号的控制电极线相连的TFT单元，在导通和截止状态以正弦波的形式变换，未施加交流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于截止状态；触控电路240的触控激励源241同时向检测电极线组233的各检测电极线施加正弦波交流触控激励；控制信号的频率远低于触控激励信号的频率，触控激励信号的频率不小于10KHz。随着控制电路243每让一行控制电极线上的TFT单元在导通和截止状态间正弦的变换，各检测电极线上的交流触控信号被控制信号调制后，流入通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元内，在感测电极单元上形成被调制的载波形式的信号；触控电路240的信号侦测电路242，在该行控制电极线相连接的TFT单元处于导通和截止状态在导通和截止状态间正弦变换期间，逐列检测各条检测电极线上触控信号的变化。这样随着控制电路243逐行向各控制电极线输出交流控制信号，信号侦测电路242就逐行的侦测通过TFT单元与此行控制电极线相连接的感测电极单元上触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元时，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，感测电极单元上的载波信号就会通过此耦合电容部分泄漏出去，在与该感测电极单元相连接的检测电极线上形成交流漏电流；信号侦测电路242通过侦测各条检测电极线上交流触控信号的变化，并对相对高频的触控信号解调成控制信号频率的低频信号，找出交流漏电流最大的或交流漏电流超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启TFT单元在导通和截止状态间正弦变换的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板210上的位置。有源触控***200成为可探测触控点位置的触控***。
由于对相对高频的触控信号解调成控制信号频率的低频信号，对特定频率的低频信号进行测量，通过成熟的选频滤波技术，可以避免穿透性强的高频噪音的干扰和显示面板对触控信号的影响。
具体实施方式六
如图2所示的有源触控***200，包括触控基板210、薄膜晶体管(TFT)阵列220、触控电极、触控电路240等。薄膜晶体管(TFT)阵列220和触控电极设置在触控基板210上。触控电极由感测电极阵列231以及两组相交的行控制电极线组232(2321、2332、2323、…、232m)和列检测电极线组233(2331、2332、2333、…、233n)组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板210是透明基板，感测电极阵列231的各感测电极单元〔(232i,233j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列231、行控制电极线组232和列检测电极233线组都设置在触控基板210背向使用者的非触摸面上。触控电路240具有触控激励源241、信号侦测电路242和控制电路243。
控制电极线组232和检测电极线组233的各控制电极线和各检测电极线，分别连接TFT阵列220的各TFT单元的栅极和源极；感测电极阵列231的各感测电极单元分别连接各TFT单元的漏极；检测电极线组233连接触控电路240中的触控激励源241和信号侦测电路242；控制电极线组232连接触控电路240中的控制电路243。
如图9所示，触控电路240的控制电路243以扫描方式，逐行向控制电极线组232各控制电极线输出正弦波交流控制信号，让施加有正弦波交流控制信号的控制电极线相连的TFT单元，在导通和截止状态以正弦波的形式变换，未施加交流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于截止状态；触控电路240的触控激励源241同时向检测电极线组233的各检测电极线施加正弦波交流触控激励；触控激励信号的频率远低于控制信号的频率，控制信号的频率不小于10KHz。随着控制电路243每让一行控制电极线上的TFT单元在导通和截止状态间正弦的变换，各检测电极线上的交流触控信号搭载在控制信号上，流入通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元内，在感测电极单元上形成以控制信号频率的载波信号；触控电路240的信号侦测电路242，在该行控制电极线相连接的TFT单元处于导通和截止状态在导通和截止状态间正弦变换期间，逐列检测各条检测电极线上触控信号的变化。这样随着控制电路243逐行向各控制电极线输出交流控制信号，信号侦测电路242就逐行的侦测通过TFT单元与此行控制电极线相连接的感测电极单元上触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元时，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，感测电极单元上的载波信号就会通过此耦合电容部分泄漏出去，在与该感测电极单元相连接的检测电极线上形成交流漏电流；信号侦测电路242通过侦测各条检测电极线上交流触控信号的变化，并对特定频率的低频触控信号进行测量，相对高频的触控信号解调成控制信号频率的低频信号，找出交流漏电流最大的或交流漏电流超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启TFT单元在导通和截止状态间正弦变换的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板210上的位置。有源触控***200成为可探测触控点位置的触控***。
由于对特定频率的低频信号进行测量，通过成熟的选频滤波技术，可以避免穿透性强的高频噪音的干扰和显示面板对触控信号的影响。
具体实施方式七
如图3所示的有源触控***300和显示面板301，包括触控基板310、薄膜晶体管(TFT)阵列320、触控电极、触控电路340等。薄膜晶体管(TFT)阵列320和触控电极设置在触控基板310上。触控电极由感测电极阵列331以及两组相交的行控制电极线组332(3321、3332、3323、…、332m)、列检测电极线组333(3331、3332、3333、…、333n)和屏蔽电极334组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板310设置在显示面板301之上；触控基板310是透明基板，感测电极阵列331的各感测电极单元〔(332i,333j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列331、行控制电极线组332、列检测电极333线组和屏蔽电极334都设置在触控基板210背向使用者的非触摸面上。触控电路340具有触控激励源341、信号侦测电路342、控制电路343和屏蔽信号输出端344。
控制电极线组332和检测电极线组333的各控制电极线和各检测电极线，分别连接TFT阵列320的各TFT单元的栅极和源极；感测电极阵列331的各感测电极单元分别连接各TFT单元的漏极；检测电极线组333连接触控电路340中的触控激励源341和信号侦测电路342；控制电极线组332连接触控电路340中的控制电路343，屏蔽电极334连接触控电路340中的屏蔽信号输出端344。
如图10所示，触控电路340的控制电路343以扫描方式，逐行向控制电极线组332各控制电极线输出方波控制信号，让施加有方波控制信号的控制电极线相连的TFT单元在导通和截止状态间切换，未施加交流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于截止状态；触控电路340的触控激励源341同时向检测电极线组333的各检测电极线施加直流触控激励；触控电路340的屏蔽信号输出端344向屏蔽电极334施加直流屏蔽信号。随着控制电路343每让一行控制电极线上的TFT单元在导通和截止状态间切换，各检测电极线上的直流触控信号就间歇地流入通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元内，在感测电极单元上形成脉冲直流信号；触控电路340的信号侦测电路342，在该行控制电极线相连接的TFT单元处于导通和截止状态间切换期间，逐列检测各条检测电极线上触控信号的变化。这样随着控制电路343逐行向各控制电极线输出交流控制信号，信号侦测电路342就逐行的侦测通过TFT单元与此行控制电极线相连接的感测电极单元上触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元时，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，感测电极单元上的脉冲直流信号就会通过此耦合电容部分泄漏出去，在与该感测电极单元相连接的检测电极线上形成直流漏电流；信号侦测电路342通过侦测各条检测电极线上直流触控信号的变化，就可找出直流漏电流最大的或直流漏电流超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启TFT单元在导通和截止状态间切换的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板310上的位置。有源触控***300成为可探测触控点位置的触控***。
对屏蔽电极334施加直流屏蔽信号，虽然会让感测电极单元上的脉冲直流信号，通过感测电极单元与屏蔽电极334间的耦合电容部分泄漏出去，让检测电极线上存在一个背景直流漏电流，但施加有直流屏蔽信号的屏蔽电极334隔离了显示面板301上显示信号对触控信号的影响。
也可以对屏蔽电极334施加与控制信号波形、频率和相位相同的屏蔽信号(见图11)，感测电极单元上的脉冲直流信号也是与控制信号波形、频率和相位相同，屏蔽电极334上的屏蔽信号就与感测电极单元上的信号波形、频率和相位相同；就可以尽可能减少感测电极单元上的脉冲直流信号，从感测电极单元与屏蔽电极334间的耦合电容的泄漏，同时屏蔽电极334又可隔离显示面板301上显示信号对触控信号的影响。
具体实施方式八
如图3所示的有源触控***300和显示面板301，包括触控基板310、薄膜晶体管(TFT)阵列320、触控电极、触控电路340等。薄膜晶体管(TFT)阵列320和触控电极设置在触控基板310上。触控电极由感测电极阵列331以及两组相交的行控制电极线组332(3321、3332、3323、…、332m)、列检测电极线组333(3331、3332、3333、…、333n)和屏蔽电极334组成，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离。触控基板310设置在显示面板301之上；触控基板310是透明基板，感测电极阵列331的各感测电极单元〔(332i,333j)；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；其中m和n是自然数〕是透明ITO电极，感测电极阵列331、行控制电极线组332、列检测电极333线组和屏蔽电极334都设置在触控基板210背向使用者的非触摸面上。触控电路340具有触控激励源341、信号侦测电路342、控制电路343和屏蔽信号输出端344。
控制电极线组332和检测电极线组333的各控制电极线和各检测电极线，分别连接TFT阵列320的各TFT单元的栅极和源极；感测电极阵列331的各感测电极单元分别连接各TFT单元的漏极；检测电极线组333连接触控电路340中的触控激励源341和信号侦测电路342；控制电极线组332连接触控电路340中的控制电路343，屏蔽电极334连接触控电路340中的屏蔽信号输出端344。
如图12所示，触控电路340的控制电路343以扫描方式，逐行向控制电极线组332各控制电极线输出直流控制信号，让施加有直流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于导通状态，未施加直流控制信号的控制电极线相连的TFT单元处于截止状态；触控电路340的触控激励源341同时向检测电极线组333的各检测电极线施加交流触控激励；触控电路340的屏蔽信号输出端344向屏蔽电极334施加交流屏蔽信号，交流屏蔽信号的波形、频率和相位与施加在检测电极线组333上触控信号的波形、频率和相位相同。随着控制电路343每让一行控制电极线上的TFT单元处于导通状态，各检测电极线上的交流触控信号就流入通过TFT单元与该行控制电极线相连接的感测电极单元内；触控电路340的信号侦测电路342，在该行控制电极线相连接的TFT单元处于导通状态期间，逐列检测各条检测电极线上触控信号的变化。这样随着控制电路343逐行向各控制电极线输出直流控制信号，信号侦测电路342就逐行的侦测通过TFT单元与此行控制电极线相连接的感测电极单元上触控信号的变化。
当操作者的手指或其他触控物靠近或接触某感测电极单元时，手指或其他触控物与感测电极单元间形成耦合电容，感测电极单元上的交流触控信号就会通过此耦合电容部分泄漏出去；信号侦测电路342通过侦测各条检测电极线上交流触控信号的变化，就可找出漏电流最大的或漏电流超过某阈值的检测电极线；信号侦测电路342侦测各条检测电极线上触控信号的变化，也可以是找交流触控信号相位变化最大或交流触控信号相位变化超过某阈值的检测电极线；再根据此时开启TFT单元的控制电极线，就可确定被触的感测电极单元，从而找出手指或其他触控物在触控基板310上的位置。有源触控***300成为可探测触控点位置的触控***。
对屏蔽电极334施加与检测电极线组上的交流触控信号波形、频率和相位相同，屏蔽电极334上的屏蔽信号就与感测电极单元上的信号波形、频率和相位相同；就可以尽可能减少感测电极单元上的交流触控信号，从感测电极单元与屏蔽电极334间的耦合电容的泄漏，同时屏蔽电极334又可隔离显示面板301上显示信号对触控信号的影响。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种有源触控***的驱动方法，有源触控***包括有源触控面板和触控电路，有源触控面板的基板上具有阵列排布的有源器件单元、阵列排布的感测电极单元、以及不少于两组相交的控制电极线和检测电极线，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离；触控电路具有触控激励源、信号检测电路和控制电路；有源触控面板上的感测电极单元连接有源器件单元，有源器件单元连接控制电极线和检测电极线，检测电极线连接触控电路中的触控激励源和信号检测电路，控制电极线连接触控电路中的控制电路；触控电路以扫描方式向各控制电极线施加控制信号，控制有源器件单元的导通状态，并通过侦测检测电极线上触控信号的变化，来确定触控点的位置；其特征在于：
在触控电路向某一条控制电极线施加控制信号，所述控制信号是直流信号，让与施加有控制信号的控制电极线相连接的有源器件单元处于导通态的期间；同时，触控电路通过检测电极线向感测电极单元施加触控信号，所述触控信号是交流信号，触控电路通过侦测检测电极线上交流触控信号的变化，来确定感测电极单元是否被触控。
2.根据权利要求1所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述交流触控信号的频率不小于10KHz。
3.一种有源触控***的驱动方法，有源触控***包括有源触控面板和触控电路，有源触控面板的基板上具有阵列排布的有源器件单元、阵列排布的感测电极单元、以及不少于两组相交的控制电极线和检测电极线，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离；触控电路具有触控激励源、信号检测电路和控制电路；有源触控面板上的感测电极单元连接有源器件单元，有源器件单元连接控制电极线和检测电极线，检测电极线连接触控电路中的触控激励源和信号检测电路，控制电极线连接触控电路中的控制电路；触控电路以扫描方式向各控制电极线施加控制信号，控制有源器件单元的导通状态，并通过侦测检测电极线上触控信号的变化，来确定触控点的位置；其特征在于：
在触控电路向某一条控制电极线施加控制信号时，所述控制信号是交流信号，交流控制信号让施加有控制信号的控制电极线相连的有源器件单元在导通和截止状态切换；同时，触控电路通过检测电极线向感测电极单元施加触控信号，所述触控信号是直流信号，触控电路通过侦测检测电极线上直流触控信号的变化，来确定感测电极单元是否被触控。
4.根据权利要求3所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述交流控制信号的频率不小于10KHz。
5.一种有源触控***的驱动方法，有源触控***包括有源触控面板和触控电路，有源触控面板的基板上具有阵列排布的有源器件单元、阵列排布的感测电极单元、以及不少于两组相交的控制电极线和检测电极线，各控制电极线和各检测电极线相交处有绝缘层相隔离；触控电路具有触控激励源、信号检测电路和控制电路；有源触控面板上的感测电极单元连接有源器件单元，有源器件单元连接控制电极线和检测电极线，检测电极线连接触控电路中的触控激励源和信号检测电路，控制电极连接触控电路中的控制电路；触控电路以扫描方式向各控制电极线施加控制信号，控制有源器件单元的导通状态，并通过侦测检测电极线上触控信号的变化，来确定触控点的位置；其特征在于：
在触控电路向某一条控制电极线施加控制信号时，所述控制信号是交流信号，交流控制信号让施加有控制信号的控制电极线相连的有源器件单元在导通和截止状态切换；同时，触控电路通过检测电极线向感测电极单元施加触控信号，所述触控信号也是交流信号，并且交流触控信号的频率高于所述交流控制信号的频率；触控电路通过侦测检测电极线上交流触控信号的变化，来确定感测电极单元是否被触控。
6.根据权利要求5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述交流触控信号的频率不小于10KHz。
7.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述交流控制信号的波形或交流触控信号的波形是方波、正弦波或其他周期性的波形。
8.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述有源触控***的检测电极线组中，相邻检测电极连接触控电路中触控激励源的不同激励端，所述触控激励源的不同激励端上信号的波形或频率或相位是相同或不同的。
9.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述触控电路连接设置在感测电极单元阵列和显示面板电极之间的屏蔽电极，在所述有源器件单元处于导通态的期间，由触控电路施加给屏蔽电极的信号是直流信号。
10.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述触控电路连接设置在感测电极单元阵列和显示面板电极之间的屏蔽电极，在所述有源器件单元处于导通态的期间，触控电路施加给屏蔽电极的信号波形、频率和相位，与触控电路施加在控制电极线上的，或与施加在检测电极线上的信号波形、频率和相位是相同的。
11.根据权利要求9所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述显示面板是有源液晶显示面板，所述触控电路连接有源液晶显示面板的显示公共电极，以显示公共电极作为屏蔽电极。
12.根据权利要求10所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述显示面板是有源液晶显示面板，所述触控电路连接有源液晶显示面板的显示公共电极，以显示公共电极作为屏蔽电极。
13.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元充电或放电的幅值特征。
14.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元充电或放电的时间特征。
15.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元漏电流的幅值特征。
16.根据权利要求1或3或5所述的有源触控***的驱动方法，其特征在于：
所述触控电路侦测检测电极线上触控信号的变化，是通过检测电极线测量其所连接感测电极单元漏电流的相位特征。
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