CN104793799A - 触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法 - Google Patents

触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法，其中该触控结构包括：触控扫描电极和触控感应电极、差分运算单元和反相单元，触控感应电极包括：第一感应子电极和第二感应子电极，第一感应子电极和第二感应子电极中的任一感应子电极连接到差分运算单元的第一输入端子，另一感应子电极经过反相单元后连接到差分运算单元的第二输入端子。本发明的技术方案通过在差分运算过程中，使得第一感应子电极与第二感应子电极中的噪声信号相互抵消，第一感应子电极与第二感应子电极中的有用信号得到叠加以得到触控感应信号，从而在保留了有用信号的同时，实现了除噪的效果。

Description

触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法。
背景技术
内嵌式触控(In-cell Touch)技术即将触控结构整合于显示面板内部，使显示面板本身就具有触控功能的技术。内嵌式触控显示装置具有在触控显示装置标准制程中即可完成触控元件的制造，没有贴合及对位的问题，产品更加轻薄，无需边框，可达全平面设计等诸多优点，是目前领域内研究的热点之一。
图1为现有技术中内嵌式触控显示面板的截面示意图，图2为图1所示触控显示面板中触控结构的俯视图，如图1和图2所示，该触控显示面板包括：相对设置的阵列基板1和彩膜基板2，该触控结构包括：交叉设置的触控扫描电极11和触控感应电极8，其中触控扫描电极11位于阵列基板上，触控感应电极8位于彩膜基板上。
具体地，阵列基板1包括：第一衬底基板3和位于第一衬底基板3上的公共电极层，公共电极层被划分为若干个块状子电极4和若干个沿行方向延伸的条状子电极5，其中，块状子电极4和条状子电极5在列方向上间隔设置。在图2中，位于同一列的全部触控块状子电极4通过引线以实现电连接，从而构成触控扫描电极11。该触控扫描电极11在显示阶段被加载公共电压信号Vcom，在触控阶段被加载触控扫描信号TX_1、TX_2……TX_n-1或TX_n。
彩膜基板2包括：第二衬底基板6和位于第二衬底基板6上黑矩阵7，其中黑矩阵7限定出像素区域和遮光区域，在遮光区域内设置有条状的触控扫描电极8。其中，该触控扫描电极8与阵列基板上的条状子电极5相对设置。
在进行触控识别时，通过向各触控扫描电极11施加触控扫描信号，然后检测对应触控感应电极上的触控感应信号RX_1、RX_2……RX_n，最后通过计算手指触摸前后触控扫描电极11与触控感应电极8之间电容变化量，并与预设阈值进行比较，从而来判断是否有手指触摸，进而实现触控识别。
然而，当手指与触控显示面板的表面接触时，在触控显示面板的表面会产生一定量的噪声，该噪声从而会对触控感应电极上的有用信号产生影响，进而影响触控识别的精准度。
发明内容
本发明提供一种触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法，可有效消除在手指与触控显示面板表面接触时所产生噪声对触控感应电极上的有用信号的影响，从而有效的提升触控识别的精准度。
为实现上述目的，本发明提供了一种触控结构，包括：触控扫描电极和触控感应电极、差分运算单元和反相单元；
其中，所述触控感应电极包括：第一感应子电极和第二感应子电极，所述第一感应子电极和所述第二感应子电极中的任一感应子电极连接到所述差分运算单元的第一输入端子，所述第一感应子电极和所述第二感应子电极中的另一感应子电极经过所述反相单元后连接到所述差分运算单元的第二输入端子，第一输入端子为所述差分运算单元的同相输入端子，第二输入端子为所述差分运算单元的反相输入端子；
所述差分运算单元用于将第一输入端子接收到的信号与所述第二输入端子接收到的信号进行差分运算。
可选地，所述第一感应子电极与所述第二感应子电极的截面面积相等。
可选地，所述第一感应子电极包括：沿第一方向延伸的第一连接件和位于所述第一连接件上且沿第二方向延伸的若干个第一梳状齿；
所述第二感应子电极包括：沿第一方向延伸的第二连接件和位于所述第二连接件上且沿第二方向延伸的若干个第二梳状齿；
所述第一梳状齿的形状与所述第二梳状齿的形状相同，所述第一梳状齿的数量与所述第二梳状齿的数量相同。
可选地，所述第一梳状齿与所述第二梳状齿彼此间隔交错设置。
可选地，所述第一感应子电极中的部分所述第一梳状齿位于对应的所述第二感应子电极的一侧，所述第一感应子电极中的另一部分所述第一梳状齿位于对应的所述第二感应子电极的另一侧。
可选地，所述第一感应子电极中的所述第一梳状齿的数量为偶数，所述第一感应子电极中的全部第一梳状齿平均分布于对应的第二感应子电极的两侧。
可选地，其特征在于，在所述触控感应电极内全部所述第一梳状齿和全部所述第二梳状齿中任意相邻的两个梳状齿之间的距离均相等。
可选地，所述第一感应子电极和第二感应子电极均为条状电极。
为实现上述目的，本发明还提供了一种触控显示面板，包括：触控结构，该触控结构采用上述的触控结构。
为实现上述目的，本发明还提供了一种触控显示装置，包括：触控显示面板，该触控显示面板采用上述的触控显示面板。
为实现上述目的，本发明还提供了一种触控驱动方法，所述触控驱动方法基于触控结构，所述触控结构采用上述的触控结构；
所述触控驱动方法包括：
向触控扫描电极输出触控扫描信号；
将所述第一感应子电极和所述第二感应子电极中的任一感应子电极中的信号传递给所述差分运算单元的第一输入端子，将另一感应子电极中的信号经过所述反相单元的反相处理后传递给所述差分运算单元的第二输入端子，其中，所述第一输入端子为所述差分运算单元的同相输入端子，所述第二输入端子为所述差分运算单元的反相输入端子；
将第一输入端子接收到的信号与所述第二输入端子接收到的信号进行差分运算以得到触控感应信号。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法，其中，该触控结构包括：触控扫描电极和触控感应电极、差分运算单元和反相单元，触控感应电极包括：第一感应子电极和第二感应子电极，第一感应子电极和第二感应子电极中的任一感应子电极连接到差分运算单元的第一输入端子，另一感应子电极经过反相单元后连接到差分运算单元的第二输入端子，第一输入端子为差分运算单元的同相输入端子，第二输入端子为差分运算单元的反相输入端子，反相单元用于对接收到的信号进行反相处理，差分运算单元用于将第一输入端子接收到的信号与第二输入端子接收到的信号进行差分运算。本发明的技术方案通过差分运算单元将同相输入端子接收到的信号与同相输入端子接收到的信号进行差分运算，此时第一感应子电极中的噪声信号与第二感应子电极中的噪声信号相互抵消，第一感应子电极中的有用信号与第二感应子电极中的有用信号得到叠加以得到触控感应信号，从而在保留了有用信号的同时，实现了除噪的效果。
附图说明
图1为现有技术中内嵌式触控显示面板的截面示意图；
图2为图1所示触控显示面板中触控结构的俯视图；
图3为本发明实施例一提供的触控结构的俯视图；
图4为本发明中消除噪声的原理示意图；
图5为图3中第一感应子电极和第二感应子电极的结构示意图；
图6为本发明中第一感应子电极和第二感应子电极的又一结构示意图；
图7为本发明中第一感应子电极和第二感应子电极的另一结构示意图；
图8为本发明实施例二中提供的触控驱动方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法进行详细描述。
图3为本发明实施例一提供的触控结构的俯视图，如图3所示，该触控结构包括：触控扫描电极11和触控感应电极8、反相单元9和差分运算单元10，其中，触控感应电极8包括：第一感应子电极81和第二感应子电极82，第一感应子电极81和第二感应子电极82中的任一感应子电极连接到差分运算单元10的第一输入端子，另一感应子电极经过反相单元9后连接到差分运算单元10的第二输入端子，第一输入端子为差分运算单元10的同相输入端子，第二输入端子为差分运算单元10的反相输入端子，反相单元9用于对接收到的信号进行反相处理，差分运算单元10用于将第一输入端子接收到的信号与第二输入端子接收到的信号进行差分运算以得到触控感应信号RX_1、RX_2或RX_n。
需要说明的是，本实施例中的触控扫描电极11与现有技术中的触控扫描电极11相同，即位于同一列的全部块状子电极4通过引线以实现电连接，从而构成触控扫描电极11。
本实施例中，优选地，第一感应子电极81与第二感应子电极82的截面面积相等，其带来的有益效果将在后序内容中进行相应描述。
下面将结合附图对本发明的发明原理进行详细。其中，假定第一感应子电极81与第二感应子电极82的截面面积相等，第一感应子电极81直接连接到差分运算单元10的同相输入端子，第二感应子电极82经过反相单元9后连接到差分运算单元10的反相输入端子，且第一感应子电极81和第二感应子电极82上因感应所产生的有用信号均为正电压信号，第一感应子电极81和第二感应子电极82上因噪声影响所产生的噪声信号中有一半为正电压信号，另一半为负电压信号，且噪声信号中正电压信号的信号量与负电压信号的信号量基本相等。
图4为本发明中消除噪声的原理示意图，如图4所示，当手指触碰到某一触控感应电极8对应区域时，对应的触控感应电极8中的第一感应子电极81上产生第一感应信号RX_ma，第二感应子电极82上产生第二感应信号RX_mb，其中，第一感应信号RX_ma包括：第一有用信号和第一噪声信号，第二感应信号RX_mb包括：第二有用信号和第二噪声信号。由于第一感应子电极81与第二感应子电极81的截面面积相等，则第一有用信号(全部为正电压信号)和第二有用信号(全部为正电压信号)中两者的信号量相等，第一噪声信号(正电压信号和负电压信号各占一半)和第二噪声信号(正电压信号和负电压信号各占一半)两者的信号量也相等。
当第二感应信号RX_mb经过反相单元9的反相处理之后，第二感应信号中的第二有用信号由正电压信号变为负电压信号，且信号量不变；第二感应信号中的第二噪声信号由于正电压信号和负电压信号各占一半，因此经过反相处理后，第二噪声信号可以看作是没有发生变化。
此时，差分运算单元10的同相输入端子输入的信号为：第一有用信号和第一噪声信号，反相输入端子输入的信号为：原第二有用信号的反相信号和原第二噪声信号，经过差分运算单元10的差分运算处理后，第一噪声信号与第二噪声信号相抵消，差分运算单元10输出第一有用信号和第二有用信号，即为到触控感应信号RX_m，即在保留了有用信号的同时实现了除噪的目的。
当然，需要说明的是，上述第一感应子电极81与第二感应子电极82的截面面积相等的情况仅为本发明的一种优选实施方式，其可使得第一感应子电极81上的第一噪声信号和第二感应子电极82上的第二噪声信号完全抵消，即实现完全除噪。而当第一感应子电极81与第二感应子电极82的截面面积不相等时，第一感应子电极81上的第一噪声信号和第二感应子电极82上的第二噪声信号可部分抵消，即实现部分除噪。但是无论第一感应子电极81与第二感应子电极82的截面面积是否相等，本申请中在差分运算单元10输出端的输出的触控感应信号的信噪比要比现有技术中的触控感应信号的信噪比更高。所以本领域的技术人员应该知晓的是，当第一感应子电极81与第二感应子电极82的截面面积不相等时，也应属于本申请所保护的范围。
下面将结合附图对本实施例中第一感应子电极81和第二感应子电极82的具体结构进行详细的说明。
图5为图3中第一感应子电极和第二感应子电极的结构示意图，如图5所示，作为本实施例中的一种可选方案，该第一感应子电极81包括：沿第一方向延伸的第一连接件812和位于第一连接件上且沿第二方向延伸的若干个第一梳状齿811；第二感应子电极82包括：沿第一方向延伸的第二连接件822和位于第二连接件上且沿第二方向延伸的若干个第二梳状齿821；第一梳状齿811的形状与第二梳状齿812的形状相同，第一梳状齿811的数量与第二梳状齿821的数量相同。需要说明的是，本实施例中的第一方向具体可为列方向，第二方向为行方向。
进一步地，第一感应子电极81中的部分第一梳状齿811位于对应的第二感应子电极82的一侧，第一感应子电极81中的另一部分第一梳状齿811位于对应的第二感应子电极82的另一侧。更进一步地，第一感应子电极81中的第一梳状齿811的数量为偶数，第一感应子电极中81的全部第一梳状齿811平均分布于对应的第二感应子电极82的两侧。优选地，该触控感应电极内全部第一梳状齿811和全部第二梳状齿812中任意相邻的两个梳状齿之间的距离(例如图5中a、b、c、d、e、f、g)均相等。
在图5中，由于第一梳状齿811的形状与第二梳状齿821的形状相同，则每个第一梳状齿811以及每个第二梳状齿812上的有用信号和噪声信号都是相同的。当任意相邻的两个梳状齿之间的距离相等时，则每个梳状齿上由于相邻梳状齿所造成的信号串扰量也是相等的。此时，可通过预先实验以获取到该信号串扰数据，并在实际触控检测过程中根据预先获取到的信号串扰数据将实际触控中的信号串扰对有用信息所造成的影响进行校正，从而保证了触控检测过程的精准度。
需要说明的是，上述第一感应子电极81中的第一梳状齿811的数量为偶数，第一感应子电极81中的全部第一梳状齿811平均分布于对应的第二感应子电极82的两侧的情况仅起到示例性作用，这并不会对本申请的技术方案产生限制。本实施例中，第一感应子电极81和第二感应子电极82还可以为其他的结构。
此外，上述第一感应子电极81中第一梳状齿811为四个，第二感应子电极82中第二梳状齿821为四个的情况也仅起到示例性作用。
本领域的技术人员应该知晓的是，在本实施例中，第二感应子电极82中第二梳状齿821也可以位于第一感应子电极81的两侧，具体情况此处不再描述。
图6为本发明中第一感应子电极和第二感应子电极的又一结构示意图，如图6所示，与图5所示结构不同的是，在图6中的第一梳状齿811与第二梳状齿821彼此间隔交错设置。在实际触控过程中，有时手指没有完全覆盖一个触控感应电极8时，则会出现手指所触控的区域内对应的第一梳状齿811与第二梳状齿821的数量是不同的，例如当手指触控到了图5中的A区域时，则A区域覆盖了两个第一梳状齿811和四个第二梳状齿821，因此第一感应子电极81和第二感应子电极82上的噪声信号的量是不相等的，从而使得第一感应子电极81上的第一噪声信号与第二感应子电极82上的第二噪声信号无法完全抵消。为解决上述技术问题，在图6中，将第一梳状齿811与第二梳状齿821彼此间隔交错设置，此时可有效的保证手指所触控的区域内对应的第一梳状齿811与第二梳状齿821的数量相同，从而使得触控过程中的第一噪声信号与第二噪声信号的信号量相等，进而使得噪声能尽可能的被完全消除。
此外，本实施例中，在触控感应电极内全部第一梳状齿811和全部第二梳状齿821中任意相邻的两个梳状齿之间的距离均相等，以提升了触控检测过程的精准度，具体原理可参见前述相应内容的描述。
图7为本发明中第一感应子电极和第二感应子电极的另一结构示意图，如图7所示，该第一感应子电极81和第二感应子电极82均为条状电极，第一感应子电极81与第二感应子电极82平行设置。
当然，本实施例中该第一感应子电极81和第二感应子电极82还可以为其他的结构，此处不再一一举例描述。
图8为本发明实施例二中提供的触控驱动方法的流程图，如图8所示，该触控驱动方法基于触控结构，触控结构采用上述实施例一中提供的触控结构，具体内容可参见上述实施例一中的描述，该触控驱动方法包括：
步骤101：向触控扫描电极输出触控扫描信号。
在步骤101中，触控扫描驱动在触控阶段产生触控扫描信号，该触控扫描信号逐一的对触控扫描电极进行扫描。
步骤102：将第一感应子电极和第二感应子电极中的任一感应子电极中的信号传递给差分运算单元的第一输入端子，将另一感应子电极中的信号经过反相单元的反相处理后传递给差分运算单元的第二输入端子，其中，第一输入端子为差分运算单元的同相输入端子，第二输入端子为差分运算单元的反相输入端子。
在步骤102中，针对每一个触控感应电极，第一感应子电极和第二感应子电极中的任一感应子电极中的信号直接传递给差分运算单元的同相输入端子，另一感应子电极中的信号经过反相单元的反相处理后传递给差分运算单元的反相输入端子。
其中，在进行反向处理过程中，因感应所产生的有用信号仅包括正电压信号，因此有用信号实现反相，而因噪声影响所产生的噪声信号中由于正电压信号和负电压信号各占一半，因此噪声信号经反相处理后保持不变。
步骤103：将第一输入端子接收到的信号与第二输入端子接收到的信号进行差分运算以得到触控感应信号。
在步骤103中，差分运算单元将同相输入端子接收到的信号与同相输入端子接收到的信号进行差分运算，此时第一感应子电极中的噪声信号与第二感应子电极中的噪声信号至少部分相互抵消，第一感应子电极中的有用信号与第二感应子电极中的有用信号得到叠加以得到触控感应信号，从而在保留了有用信号的同时实现了除噪的效果。
本发明实施例三还提供了一种触控显示面板，该触控显示面板包括：显示面板和触控结构，其中该触控结构的采用上述实施例一中提供的触控结构，具体内容可参见上述实施例一中的描述，此处不再赘述。
本实施例中，可选地，该显示面板可以为高级超维电场转换型(Advanced Super Dimension Switch，简称ADS)面板，该触控结构内嵌于显示面板。具体地，触控扫描电极与阵列基板中的公共电极同层设置以在显示阶段作为公共电极使用，在触控阶段作为触控扫描电极，触控扫描电极设置于彩膜基板上。
本发明实施例三还提供了一种触控显示装置，该触控显示装置包括触控显示面板，其中，该触控显示面板采用上述的触控显示面板。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种触控结构，其特征在于，包括：触控扫描电极和触控感应电极、差分运算单元和反相单元；
其中，所述触控感应电极包括：第一感应子电极和第二感应子电极，所述第一感应子电极和所述第二感应子电极中的任一感应子电极连接到所述差分运算单元的第一输入端子，所述第一感应子电极和所述第二感应子电极中的另一感应子电极经过所述反相单元后连接到所述差分运算单元的第二输入端子，第一输入端子为所述差分运算单元的同相输入端子，第二输入端子为所述差分运算单元的反相输入端子；
所述差分运算单元用于将第一输入端子接收到的信号与所述第二输入端子接收到的信号进行差分运算。
2.根据权利要求1所述的触控结构，其特征在于，所述第一感应子电极与所述第二感应子电极的截面面积相等。
3.根据权利要求1所述的触控结构，其特征在于，所述第一感应子电极包括：沿第一方向延伸的第一连接件和位于所述第一连接件上且沿第二方向延伸的若干个第一梳状齿；
所述第二感应子电极包括：沿第一方向延伸的第二连接件和位于所述第二连接件上且沿第二方向延伸的若干个第二梳状齿；
所述第一梳状齿的形状与所述第二梳状齿的形状相同，所述第一梳状齿的数量与所述第二梳状齿的数量相同。
4.根据权利要求3所述的触控结构，其特征在于，所述第一梳状齿与所述第二梳状齿彼此间隔交错设置。
5.根据权利要求3所述的触控结构，其特征在于，所述第一感应子电极中的部分所述第一梳状齿位于对应的所述第二感应子电极的一侧，所述第一感应子电极中的另一部分所述第一梳状齿位于对应的所述第二感应子电极的另一侧。
6.根据权利要求5所述的触控结构，其特征在于，所述第一感应子电极中的所述第一梳状齿的数量为偶数，所述第一感应子电极中的全部第一梳状齿平均分布于对应的第二感应子电极的两侧。
7.根据权利要求3-6中任一所述的触控结构，其特征在于，其特征在于，在所述触控感应电极内全部所述第一梳状齿和全部所述第二梳状齿中任意相邻的两个梳状齿之间的距离均相等。
8.根据权利要求1所述的触控结构，其特征在于，所述第一感应子电极和第二感应子电极均为条状电极。
9.一种触控显示面板，其特征在于，包括：如权利要求1-8中任一所述的触控结构。
10.一种触控显示装置，其特征在于，包括：如权利要求9中所述的触控显示面板。
11.一种触控驱动方法，其特征在于，所述触控驱动方法基于触控结构，所述触控结构采用上述权利要求1-8中任一所述的触控结构；
所述触控驱动方法包括：
向触控扫描电极输出触控扫描信号；
将所述第一感应子电极和所述第二感应子电极中的任一感应子电极中的信号传递给所述差分运算单元的第一输入端子，将另一感应子电极中的信号经过所述反相单元的反相处理后传递给所述差分运算单元的第二输入端子，其中，所述第一输入端子为所述差分运算单元的同相输入端子，所述第二输入端子为所述差分运算单元的反相输入端子；
将第一输入端子接收到的信号与所述第二输入端子接收到的信号进行差分运算以得到触控感应信号。
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