CN104777955B - 一种触控面板的驱动电路和触控面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控面板的驱动电路，包括信号选择电路和解复用电路；在显示阶段，信号选择电路将显示信号发送给解复用电路，解复用电路解复用后输出给数据线；在触控阶段，信号选择电路将触控信号发送给解复用电路，解复用电路解复用后输出给数据线，通过使用信号选择电路使触控阶段的数据线与触控信号线、触控电极的脉冲一致，减小了两者的电压差，降低了触控期间的耦合电容和控制IC负载，使触控信号的充电时间减少，功耗降低，且该驱动电路结构简单，不会大幅度提高面板的结构复杂程度。

Description

一种触控面板的驱动电路和触控面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控面板的驱动电路和触控面板。

背景技术

触控屏(Touch Panel，TP)包括外挂式触控屏(Add On Touch Panel)和触控屏(InCell Touch Panel)。外挂式触控屏与显示面板分开制造然后通过组装的方式制作在一起，这样的制作流程势必增加显示屏的厚度，并且由于增加了若干层透明玻璃或薄膜，显示透光率以及对比度也会明显下降，制作成本又会上升。而触控屏，直接将TP集成到显示面板内部，减少了加工流程、节省了若干玻璃或薄膜等物料，使其制作成本低、透光率较好、模组厚度较薄。所以，将触控结构集成于显示结构内已经成为显示技术领域的一个大趋势。

图1是现有技术的显示面板中阵列基板的结构图。如图1所示，该阵列基板10，包括公共电极块11(公共电极块11复用为触控电极)、与公共电极块11电连接的触控信号线12和其他导电走线13(如用于传输显示信号的显示信号线，包括数据线、扫描线等)，一般情况下，由于触控信号线12和其他导电走线13之间存在电压差，触控信号线触控信号线12会与其他导电走线13进行耦合，产生耦合电容，图2是现有技术的触控信号线与其他导电走线13或导电元件进行耦合产生的耦合电容的数据表。触控信号线与显示信号线没有输入相同的脉冲信号，使得触控信号线和显示信号线之间存在较大电压差，产生了较大的耦合电容。如图2所示，触控信号线12与显示信号线耦合产生的耦合电容高达247.14F。而其它导电元件(如像素电极、其它公共电极等)或其它走线与触控信号线12之间产生的耦合电容相对小的多，也就是说，触控信号线12与其他导电走线13或导电元件进行耦合产生的耦合电容主要以与显示信号线为主，大量的耦合电容会使得集成电路(integrated circuit、IC)的驱动能力不足，功耗提高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种触控面板的驱动电路和触控面板，以解决上述技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种触控面板的驱动电路，包括信号选择电路和解复用电路；

所述信号选择电路的第一输入端与传输触控信号的触控信号输入线连接，所述信号选择电路的第二输入端与传输显示信号的显示信号输入线连接，所述信号选择电路的输出端与所述解复用电路的输入端连接；

所述解复用电路的输出端分别通过数据线连接各个子像素电极；

显示阶段，所述信号选择电路将所述显示信号输入线传输的显示信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线；

触控阶段，所述信号选择电路将所述触控信号输入线传输的触控信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线。

第二方面，本发明实施例还提供一种触控面板，包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，以及上述第一方面所述的触控面板的驱动电路。

本发明实施例提供的触控面板的驱动电路和触控面板，通过使用信号选择电路在触控阶段给数据线输入触控信号，使触控阶段的数据线与触控信号线、触控电极上的脉冲一致，减小了两者的电压差，降低了触控期间的耦合电容和集成电路负载，使触控信号的充电时间减少，功耗降低，且信号选择电路结构简单，不会大幅度提高面板的结构复杂程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的显示面板中阵列基板的结构示意图。

图2是现有技术的触控信号线与其他导电走线或导电元件进行耦合产生的耦合电容的数据表。

图3是本发明实施例一提供的触控面板的驱动电路的结构方框图。

图4是应用本发明实施例一提供的触控面板的驱动电路的触控信号线与其他导电走线或导电元件进行耦合产生的耦合电容的数据表。

图5是本发明实施例二提供的触控面板的驱动电路的结构方框图。

图6是本发明实施例二提供的触控面板的驱动电路的电路结构图。

图7是本发明实施例三提供的解复用电路的电路结构图。

图8是本发明实施例三提供的触控面板的驱动电路的电路结构图。

图9a是本发明实施例三提供的触控期间的输入解复用电路的触控信号和显示信号的波形图。

图9b是本发明实施例三提供的触控期间的解复用电路输出的触控信号和显示信号的波形图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在给出本发明的实施例之前，先针对实现触控功能的触控结构做简单的介绍。目前，为了实现触控功能，关于触控结构的设计，主要可以采用电磁触控结构和电容触控结构，其中，电磁触控结构通过设置沿两个不同方向排列的线圈来实现电磁触控功能；电容触控结构通过设置一种触控电极或者两种电极(触控驱动电极和触控感应电极)，并通过一种电极与地之间形成的自电容或者两种电极之间形成的互电容来实现电容触控功能。由于本发明的技术方案针对的是电容触控结构，因此，接下来主要对电容触控结构做进一步地说明。

对于上述的电容触控结构的两种电极，在进行设计时，根据需要可以将两种电极设置在同一层，相应的两种电极可以平行间隔设置或者交叉设置，且在采用交叉设置时在交叉处通过跨桥来实现相应电极的电连接；根据需要也可以将两种电极设置在不同层，且此种情况通常将两种电极进行交叉设置。

自电容触控是由触控电极和地之间形成的电容来实现触控功能，而互电容触控是由触控驱动电极和触控感应电极之间形成的电容来实现触控功能。

因此，根据上述对电容触控结构的介绍以及现有技术部分存在的问题，本发明实施例给出如下的技术方案。

实施例一：

本发明实施例一提供一种触控面板的驱动电路。图3是本发明实施例一提供的触控面板的驱动电路的结构方框图。

如图3所示，所述触控面板的驱动电路，包括信号选择电路和解复用电路；

所述信号选择电路的第一输入端与传输触控信号的触控信号输入线连接，所述信号选择电路的第二输入端与传输显示信号的显示信号输入线连接，所述信号选择电路的输出端与所述解复用电路的输入端连接；

所述解复用电路的输出端分别通过数据线连接各个子像素电极；

显示阶段，所述信号选择电路将所述显示信号输入线传输的显示信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线；

触控阶段，所述信号选择电路将所述触控信号输入线传输的触控信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线。

需要说明的是，传输显示信号的是显示信号输入线，传输触控信号的是触控信号输入线。发出显示信号的是位于触控面板上的集成电路内的显示驱动电路，发出触控信号的是位于触控面板上的集成电路内的触控驱动单元。该集成电路设置在触控面板中阵列基板的边框区域的透明衬底上，通常包括触控驱动单元与显示驱动单元，能够实现通过显示驱动单元为所述触控面板上的像素单元提供显示驱动信号和通过触控驱动单元为所述触控面板上的触控电极提供触控信号。

需要说明的，复用就是将多路数据合在一路上传输，解复用就是在接收端再将数据解复用出来，分路传输。复用与解复用技术的应用在很大的程度上节约了资源。

具体地，对于显示面板而言，其包括多个公共电极块，显示状态是其常态。在显示阶段，可以给公共电极块施加公共电压信号；在触控阶段，给公共电极块施加触控信号，即公共电极块复用为触控电极，且该触控电极是通过触控信号电连接到触控集成单元，这就是显示状态和触控状态的分时工作模式，并且在触控状态下，给触控电极施加触控信号，以使其实现触控功能。

图4是应用本发明实施例一提供的触控面板的驱动电路的触控信号线与其他导电走线或导电元件进行耦合产生的耦合电容的数据表。

该触控信号线与显示信号线输入了相同的脉冲信号，使得触控信号线和显示信号线之间存在较小电压差，仅产生较小的耦合电容。如图4所示，触控信号线与显示信号线耦合产生的耦合电容只有33.49F，且功耗不会大幅度提高。

在本实施例中，触控面板的驱动电路，通过使用信号选择电路将显示信号输入线和触控信号输入线连接在一起，给触控阶段的数据线上输入触控信号，使数据线在触控阶段的脉冲与触控信号线、触控电极的脉冲一致，减小了两者的电压差，降低了触控期间的耦合电容和集成电路负载，使触控信号的充电时间减少，功耗降低，且信号选择电路结构简单，不会大幅度提高面板的结构复杂程度。

实施例二：

本发明实施例二提供一种触控面板的驱动电路。该触控面板的驱动电路利用开关控制进入数据线的信号类型。图5是本发明实施例二提供的触控面板的驱动电路的结构方框图。

如图5所示，在实施例一的基础上，本实施例所述驱动电路包括信号选择电路和解复用电路，本实施例所述的信号选择电路包括第一开关41和第二开关42，所述第一开关41用于控制所述信号选择电路的第一输入端与所述显示信号输入线之间的截止或导通，所述第二开关42用于控制所述信号选择电路的第二输入端与所述触控信号输入线之间的截止或导通。具体的，在显示阶段，第二开关42控制信号选择电路的第二输入端与触控信号输入线截止，第一开关41控制信号选择电路的第一输入端与显示信号输入线导通，并通过显示信号输入线将显示驱动电路提供的显示信号传输给数据线，并经数据线传输给相应的像素电极；在触控阶段，第一开关41控制信号选择电路的第一输入端与显示信号输入线截止，第二开关42控制信号选择电路的第一输入端与触控信号输入线导通，并通过触控信号输入线将触控驱动单元提供的触控信号传输给数据线，使所述数据线在触控阶段与触控信号线、触控电极具有相同的脉冲，以减少两者之间的耦合效应，降低功耗。

其中，所述第一开关41的控制端、第一开关41的输入端与第一开关41的输出端分别连接至第一控制线、显示信号输入线和所述解复用电路的输入端；所述第二开关42的控制端、第二开关42的输入端与第二开关42的输出端分别连接至第二控制线、触控信号输入线和所述解复用电路的输入端。

需要说明的是，所述第一开关41的控制端、第一开关41的输入端与第一开关41的输出端分别连接至第一控制线、显示信号输入线和所述解复用电路的输入端；所述第二开关42的控制端、第二开关42的输入端与第二开关42的输出端分别连接至第二控制线、触控信号输入线和所述解复用电路的输入端。

图6是本发明实施例二提供的触控面板的驱动电路的电路结构图。

如图6所示，本实施例中的信号选择电路包括第一开关41和第二开关42，第一开关41和第二开关42均为薄膜晶体管。第一开关41的控制端G1输入端S1、输出端D1分别连接至第一控制线C1、解复用电路的输入端和显示信号输入线，第二开关42的控制端G2输入端S2、输出端D2分别连接至第二控制线C2、解复用电路的输入端和触控信号输入线。在本实施例中，第一开关41与第二开关42都为N型晶体管，在显示阶段，第二控制线C2给第二开关42一低电平，控制信号选择电路的第二输入端与触控信号输入线之间截止，第一控制线C1给第一开关41一高电平，控制信号选择电路的第一输入端与显示信号输入线之间导通，并通过显示信号输入线将显示驱动电路提供的显示信号传输给数据线60，并经数据线传输给相应的像素电极；在触控阶段，第一控制线C1给第一开关41一低电平，控制信号选择电路的第一输入端与显示信号输入线h之间截止，第二控制线C2给第二开关42一高电平，控制信号选择电路的第一输入端与触控信号输入线之间导通，并通过触控信号输入线将触控驱动电路提供的触控信号传输给数据线，使所述数据线在触控阶段与触控信号线具有相同的脉冲，以减少两者之间的耦合效应，降低功耗。

可选地，第一开关41与第二开关42也可以同为P型晶体管，或者，第一开关41为N型晶体管与P型晶体管中的一种，第二开关42为N型晶体管与P型晶体管中的另外,在此，并不做特别限定。

在本实施例中，触控面板的驱动电路，使用薄膜晶体管作为开关以实现信号传输开关的目的，让包含该薄膜晶体管的信号选择电路将显示信号输入线和触控信号输入线连接在一起，在显示阶段，把通过所述显示信号输入线传输的显示信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线；在触控阶段，把通过所述触控信号输入线传输的触控信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线，给触控阶段的数据线输入触控信号，使该数据线在触控阶段与触控信号线、触控电极的脉冲一致(即脉冲的频率和幅值均一致)，减小数据线与触控信号线、触控电极之间的电压差，降低了触控期间的耦合电容和集成电路负载，使触控信号的充电时间减少，功耗降低。另外，还可以把制作实现第一开关41和第二开关42功能的薄膜晶体管的工艺流程整合入显示面板的制作流程中，不增加掩膜工序，工艺简单，不会大幅提高制作成本和制作时间。

实施例三：

本发明实施例三提供一种触控面板的驱动电路。该触控面板的驱动电路利用薄膜晶体管控制进入数据线60的信号类型。

图7是本发明实施例三提供的解复用电路的电路结构图。如图7所示，在实施例一的基础上，本实施例所述的解复用电路包括第三开关43、第四开关44与第五开关45，所述第三开关43的控制端G3、输入端S3、输出端D3分别连接至第一时钟信号CKA、数据线60与第一子像素电极51，所述第四开关44的控制端G4、输入端S4、输出端D4分别连接至第二时钟信号CKB、数据线60与第二子像素电极52，所述第五开关45的控制端G5、输入端S5、输出端D5分别连接至第三时钟信号CKC、数据线60与第三子像素电极53，给第一子像素电极51、第二子像素电极52、第三子像素电极53中的一个或者某几个输入显示信号以控制其画面显示。可选的，所述第一子像素电极51、第二子像素电极52、第三子像素电极53可以分别为红色子像素电极、绿色子像素电极、蓝色子像素电极，当然也可以根据画面需要调整，对此并不做特别限定。

可选的，所述第三开关43、第四开关44与第五开关45均为薄膜晶体管。

具体的，所述解复用电路包括第三开关43、第四开关44和第五开关45，所述第三开关43的输出端连接第一子像素电极51，所述第四开关44的输出端连接第二子像素电极52，所述第五开关45的输出端连接第三子像素电极53，所述第三开关43的控制端连接第一时钟信号，所述第四开关44的控制端连接第二时钟信号，所述第五开关45的控制端连接第三时钟信号，所述第三开关43的输入端与第一开关41的输出端、第二开关42的输出端连接，所述第四开关44的输入端与第一开关41的输出端、第二开关42的输出端连接，所述第五开关45的输入端与第一开关41的输出端、第二开关42的输出端连接，第一开关41的输入端连接传输触控信号的触控信号输入线，第二开关42的输入端连接传输显示信号的显示信号输入线。

进一步地，所述第三开关43、第四开关44与第五开关45均为N型薄膜晶体管；或所述第三开关43、第四开关44与第五开关45均为P型薄膜晶体管。

图8是本发明实施例三提供的触控面板的驱动电路的电路结构图。如图8所示，所述第一开关41为第四薄膜晶体管，所述第二开关42为第五薄膜晶体管，所述第四薄膜晶体管的漏极连接传输触控信号的触控信号输入线，所述第四薄膜晶体管的栅极连接第一控制线C1，所述第四薄膜晶体管的源极分别连接所述第五薄膜晶体管的源极、解复用电路的输入端，所述第五薄膜晶体管的漏极连接传输显示信号的显示信号输入线，所述第五薄膜晶体管的栅极连接第二控制线C2。

通过控制输入薄膜晶体管的电平信号，可以控制输出薄膜晶体管的信号类型。不管使用N型薄膜晶体管，还是P型薄膜晶体管，只要实现需要的电路开闭目的即可。

进一步地，所述第三开关43、第四开关44和第五开关45均为N型薄膜晶体管；或所述第三开关43、第四开关44和第五开关45均为P型薄膜晶体管。

当然，上述各种电路还可以在本技术方案的技术背景下，选用不同的电路连接方式和不同参数的元器件以实现各电路对应的功能，此处不再举例赘述。

在本实施例中，触控面板的驱动电路，在显示阶段，让显示信号输入线与触控信号输入线截止，在触控阶段，让显示信号输入线与触控信号输入线连接。图9a是是本发明实施例三提供的触控期间的输入解复用电路的触控信号和显示信号的波形图。如图9a所示，输入解复用电路的触控信号和显示信号的波形脉冲一致。图9b是本发明实施例三提供的触控期间的解复用电路输出的触控信号和显示信号的波形图。如图9b所示，触控期间的解复用电路输出的显示信号截止，触控信号导通。根据Q＝CU(Q是电荷量、C是电容值、U是电势差)，在耦合电容一定的情况下，降低U的变化有利于降低Q的大小，Q的降低可以降低负载的大小，从而减少集成电路的负载。通过让触控信号与显示信号电连接，使相移负载一致，减少信号延时，产生较小相位差，降低了触控期间的耦合电容和集成电路负载，使触控信号的充电时间减少，功耗降低，且信号选择电路结构简单，不会大幅度提高面板的结构复杂程度。

实施例四：

以下为本发明实施例提供的触控面板的实施例。触控面板的实施例与上述的触控面板的驱动电路实施例属于同一构思，触控面板的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述触控面板的驱动电路实施例。

本实施提供的触控面板，包括上述实施例一至三任意一个触控面板的驱动电路，关于相关的工作原理的描述和相关概念的解释与说明，请参见上述实施例一至三，在此不再赘述。

本发明实施例四提供一种触控面板，包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，以及上述的触控面板的驱动电路。

具体的，所述解复用电路设置在所述驱动面板中阵列基板的非显示区，所述信号选择电路设置在所述驱动面板中阵列基板的非显示区。

具体的，所述阵列基板的显示区还设置有至少两个公共电极块，每个所述公共电极块通过触控信号线引出，每个公共电极块复用为触控电极；

显示阶段，通过所述触控信号线向所述至少两个公共电极块施加公共电压；

触控阶段，通过所述触控信号线向所述至少两个公共电极块施加触控信号。

需要说明的是，触控面板包括触控面板的驱动电路，还可以包括用于支持触控面板正常工作的其他部件，其中，所述触控面板为上述各个实施例所述的触控面板。上述的触控面板可以为手机的触控面板、台式电脑的触控面板、笔记本的触控面板、平板电脑的触控面板、电子相册的触控面板或电子纸的触控面板等。

在本实施例中，触控面板通过使用信号选择电路将显示信号输入线和触控信号输入线连接在一起，给触控阶段的数据线60输入触控信号，使该数据线在触控阶段与触控信号线、触控电极的脉冲一致(即脉冲的频率和幅值均一致)，减小数据线与触控信号线、触控电极之间的电压差，降低了触控期间的耦合电容和集成电路负载，使触控信号的充电时间减少，功耗降低，且信号选择电路结构简单，不会大幅度提高面板的结构复杂程度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种触控面板的驱动电路，其特征在于，包括信号选择电路和解复用电路；

所述信号选择电路的第一输入端与传输触控信号的触控信号输入线连接，所述信号选择电路的第二输入端与传输显示信号的显示信号输入线连接，所述信号选择电路的输出端与所述解复用电路的输入端连接；

所述解复用电路的输出端分别通过数据线连接各个子像素电极；

显示阶段，所述信号选择电路将所述显示信号输入线传输的显示信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线；

触控阶段，所述信号选择电路将所述触控信号输入线传输的触控信号发送给所述解复用电路，所述解复用电路解复用后输出给数据线，以使所述数据线的脉冲与触控信号线的脉冲，以及触控电极的脉冲一致。

2.根据权利要求1所述的触控面板的驱动电路，其特征在于，所述信号选择电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关用于控制所述信号选择电路的第一输入端与所述信号选择电路的输出端导通，所述第二开关用于控制所述信号选择电路的第二输入端与所述信号选择电路的输出端导通。

3.根据权利要求2所述的触控面板的驱动电路，其特征在于，所述第一开关的控制端、第一开关的输入端与第一开关的输出端分别连接至第一控制线、显示信号输入线和所述解复用电路的输入端；所述第二开关的控制端、第二开关的输入端与第二开关的输出端分别连接至第二控制线、触控信号输入线和所述解复用电路的输入端。

4.根据权利要求2所述的触控面板的驱动电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为薄膜晶体管。

5.根据权利要求2所述的触控面板的驱动电路，其特征在于，所述解复用电路包括第三开关、第四开关和第五开关，所述第三开关的输出端连接第一子像素电极，所述第四开关的输出端连接第二子像素电极，所述第五开关的输出端连接第三子像素电极，所述第三开关的控制端连接第一时钟信号，所述第四开关的控制端连接第二时钟信号，所述第五开关的控制端连接第三时钟信号，所述第三开关的输入端与第一开关的输出端、第二开关的输出端连接，所述第四开关的输入端与第一开关的输出端、第二开关的输出端连接，所述第五开关的输入端与第一开关的输出端、第二开关的输出端连接，第一开关的输入端连接传输触控信号的触控信号输入线，第二开关的输入端连接传输显示信号的显示信号输入线。

6.根据权利要求5所述的触控面板的驱动电路，其特征在于，所述第三开关、第四开关和第五开关均为N型薄膜晶体管；或所述第三开关、第四开关和第五开关均为P型薄膜晶体管。

7.一种触控面板，包括相对设置的彩膜基板和阵列基板，以及权利要求1-6任意一项所述触控面板的驱动电路。

8.根据权利要求7所述的触控面板，其特征在于，所述解复用电路设置在所述触控面板中阵列基板的非显示区，所述信号选择电路设置在所述触控面板中阵列基板的非显示区。

9.根据权利要求7所述的触控面板，其特征在于，所述阵列基板的显示区还设置有至少两个公共电极块，每个所述公共电极块通过触控信号线引出；

显示阶段，通过所述触控信号线向所述至少两个公共电极块施加公共电压；

触控阶段，通过所述触控信号线向所述至少两个公共电极块施加触控信号。