CN105493013A - 电容式触摸阵列基板及驱动方法、显示面板以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于有机发光二极管显示面板的阵列基板，此阵列基板包括基板；包含多个薄膜晶体管的薄膜晶体管层；包含多个阳极电极的阳极层；包含多个有机单元的有机层，每个有机单元对应一个阳极电极；和包含多个触摸电极的阴极层，此阴极层分时复用，其中，每个触摸电极对应所述多个有机单元的一部分，所述多个触摸电极在显示阶段被施加普通阴极电压，在触摸感应阶段被施加触摸阴极电压。

Description

电容式触摸阵列基板及驱动方法、显示面板以及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术，具体的，涉及一种用于电容式内嵌触摸面板的阵列基板及其驱动方法、以及相关的显示面板和显示装置。
背景技术
在有机发光(organiclight-emittingdiode,OLED)器件中，导电的有机层通常用于发光并且形成与两个电极层(阴极和阳极)之间形成夹层的结构。在这样的有机发光器件中，空穴从阳极注入有机层，电子从阴极注入有机层。空穴向电子移动并且在有机层中与电子结合形成激子。激子是一种电子和空穴结合的束缚态。激子的衰减释放出能量并且发光，比如可见光。相比于传统的液晶(liquidcrystaldisplay)器件，有机发光器件不需要背光，并且相对轻薄。有机发光器件通常有更宽的视角和更短的反应时间。此外，有机发光器件通常有更高的发光效率。
同时，白光有机发光器件被应用到有机发光器件中。白光有机发光器件操作简单，并在降低成本上有优势。通过结合白光有机发光器件和彩膜(colorfilter,CF)，三原色(红，绿，蓝)可以被实现。在包含白光有机发光器件和彩膜的显示平面或者显示器件中，白光有机发光二极管可以用于调整显示平板中显示单元的灰度。因此，用于显示不同三原色的有机发光二极管的寿命相同，由有机发光二极管的不同寿命造成的色彩失真能被有效减少。
在现有触摸屏器件中，阴极电极层和对应的阳极电极层之间常会形成寄生电容。寄生电容会使触摸屏对触摸动作的反应变慢。触摸动作会使造成触摸屏位置的阴极电压或者触摸屏位置附近的阴极电压产生变化，因此变化的阴极电压会使流过触摸屏位置的和触摸动作会使造成触摸屏位置的阴极电压或者触摸屏位置附近有机发光二极管的电流产生变化或波动。因此，触摸屏动作会对触摸屏的显示的亮度或者显示质量产生不利影响。并且，信号线之间也会产生互电容，不利于显示屏对触摸动作的感应。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种用于电容式内嵌触摸屏的阵列基板及其驱动方法、显示面板以及显示装置。该阵列基板通过分时复用阴极使阴极和阳极之间的寄生电容显著减小，并且通过排线的设计，使信号线之间互电容减小，提高了触摸性能和显示面板发光亮度的稳定性。
本发明的目的的一方面在于提供一种用于有机发光二极管显示面板的阵列基板，此阵列基板包括基板；包含多个薄膜晶体管的薄膜晶体管层；包含多个阳极电极的阳极层；包含多个有机单元的有机层，每个有机单元对应一个阳极电极；和包含多个触摸电极的阴极层，此阴极层分时复用，其中，每个触摸电极对应此多个有机单元的一部分，此多个触摸电极在显示阶段被施加普通阴极电压，在触摸感应阶段被施加触摸阴极电压。
优选的，所述阴极层还包括多个对应于所述多个有机单元的普通阴极电极，所述普通阴极电极被施加所述普通阴极电压。
优选的，一帧图像包括至少一个所述显示阶段和至少一个所述触摸显示阶段，其中：在所述显示阶段，所述阵列基板用于显示图像；在所述触摸感应阶段，所述阵列基板用于显示图像和感应触摸动作。
优选的，所述阵列基板，还包括与多个触摸阴极电压线和所述薄膜晶体管层相连的集成电路，所述集成电路用于将波形的驱动信号与所述普通阴极电压相结合以产生所述触摸阴极电压以及将所述驱动信号与普通阳极电压相结合以产生触摸阳极电压。
优选的，所述触摸电极按列排列，每个所述触摸电极与一个所述触摸阴极电压线相连，每个所述触摸电极互相绝缘并且沿第一方向排列。
优选的，所述普通阴极电极按条状排列，每个所述普通阴极电极与一普通阴极电压线相连。
优选的，在分时复用的显示阶段，对应于所述触摸电极的所述有机单元的阳极电极上被施加所述普通阳极电压，所述触摸阴极电压线将普通阴极电压施加在所述触摸电极上。
优选的，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机发光二极管的所述阳极电极上被施加普通阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上。
优选的，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机单元的所述阳极电极上被施加所述触摸阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上，所述触摸阴极电压和所述触摸阳极电压均为波形信号。
优选的，所述集成电路将波形的驱动信号和所述普通阴极电压叠加产生所述触摸阴极电压；所述集成电路将所述波形的驱动信号和所述普通阳极电压叠加产生所述触摸阳极电压。
优选的，在分时复用中，普通阳极电压被施加到对应于所述普通阴极电极的所述有机单元的所述阳极电极上，所述普通阴极电压被施加到所述普通阴极电极上。
优选的，所述触摸阴极电压和所述触摸阳极电压具有相同频率。
优选的，所述触摸阳极电压和所述触摸阴极电压均为方波信号。
优选的，每个所述触摸电极为正方形或者长方形。
本发明的目的的一方面在于提供一种用于驱动阵列基板的方法，此阵列基板包含基板，包含多个薄膜晶体管的薄膜晶体管层，包含多个阳极电极的阳极层，包含多个有机单元的有机层，每个有机单元对应一个阳极电极，包含多个触摸电极的阴极层，此阴极层分时复用，其中每个触摸电极对应所述多个有机单元的一部分，包括：在分时复用的显示阶段，在所述触摸电极上施加普通阴极电压；在分时复用的触摸感应阶段，在所述触摸电极上施加触摸阴极电压，其中，所述普通阴极电压为一常值，所述触摸阴极电压为一波形信号。
优选的，所述阴极层还包括对应于所述多个有机单元的多个普通阴极电极，所述多个普通阴极电极被施加以所述普通阴极电压。
优选的，一帧图像还包括至少一个所述显示阶段和至少一个所述触摸感应阶段，其中：所述阵列基板在所述显示阶段显示图像；所述阵列基板在所述触摸感应阶段显示图像并感应触摸动作。
优选的，在分时复用的所述显示阶段，对应于所述触摸电极的有机单元的阳极电极上被施加普通阳极电压，触摸阴极电压线将所述普通阴极电压施加在所述触摸电极上。
优选的，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机发光二极管的所述阳极电极上被施加普通阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上。
优选的，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机单元的所述阳极电极上被施加触摸阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上，所述触摸阴极电压和所述触摸阳极电压均为具有相同频率的波形信号。
优选的，所述触摸电极按列排列；所述触摸阴极电压按扫描顺序被施加到每列触摸电极上，所述触摸阳极电压按相同扫描顺序被施加到对应于所述每列触摸电极的有机单元的触摸阳极上。
本发明的目的的一方面在于提供一种显示面板，包含上述任意一项所述的阵列基板。
优选的，所述显示面板还包括一个彩膜基板和多个分布于彩膜基板中按第二方向排列的触摸接收线以用来感应触摸动作，所述触摸接收线对应于所述普通阴极电极并与所述普通阴极电极绝缘，第二方向与第一方向垂直，所述触摸接收线垂直方向的投影与所述触摸阴极电压线不重合。
作为本发明的一个方面，提供一种显示装置，包含上述任意一项所述的显示面板。
附图说明
图1(a)为本发明实施例中的一个彩膜基板的示意图；
图1(b)是本发明实施例中的一个阵列基板的示意图；
图2为本发明实施例中的和有机发光二极管结合的彩膜基板的示意图；
图3为本发明实施例中阵列基板的俯视示意图；
图4为本发明第一实施例中阵列基板的俯视示意图；
图5为本发明第二实施例中阵列基板的俯视示意图；
图6-10为电路操作示意图；
图11为本发明实施例中操作过程的一时序示意图；
图12为本发明实施例中操作过程的又一时序示意图；
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，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的一种显示面板和显示装置作进一步详细描述。
本发明提供了一种用于电容式内嵌触摸屏的阵列基板。
图1是本发明提供的用于电容式内嵌触摸屏的结构。出于示意目的，触摸屏可以看作两个分开的部件，一个彩膜基板和对应于彩膜基板的有机发光二极管。需要注意的是，实际应用中，彩膜基板和有机发光二极管是相连在一起的。有机发光二极管形成于阵列基板中。阵列基板还可以包括一个薄膜晶体管(thin-filmtransistor，TFT)层(图中未显示)。每个有机发光二极管和薄膜晶体管层中的至少一个薄膜晶体管相连。与有机发光二极管相连的至少一个薄膜晶体管可以控制此有机发光二极管的发光，流过的电流，和其它相关的操作。阵列基板还可以包括一个集成电路。此集成电路连接薄膜晶体管层，用于控制信号的输入和/或输出，对有机发光二极管的供电，以及其它与TFT相关的操作。
图1(a)是本发明实施例中彩膜基板的示意图，图1(b)是本发明实施例中形成与阵列基板的有机发光二极管的示意图。彩膜基板可以单独于阵列基板形成，并于形成后固定到阵列基板上形成显示面板。彩膜基板可以覆盖阵列基板上多个有机发光二极管。彩膜基板可以固定或者粘贴到阵列基板的阴极。图1(a)中的阴极和图2(a)中的阴极对应。
在白光显示面板中，彩膜单元通常形成于彩膜基板中，并且被用于使一个或者多个白光有机发光二极管产生三原色(红绿蓝)。因此每个亚像素，对应一个有机发光二极管或者一部分有机发光二极管，能发出一种颜色的光。每个像素可由一个有机发光二极管或者多个有机发光二极管形成，可以结合亚像素发出的光来产生各种颜色的光。
图1(a)是本发明实施例中彩膜基板的一个截面图。彩膜单元可以在玻璃基板上形成。两个相邻的彩膜单元之间相隔一定距离。相邻彩膜单元间形成黑色矩阵的一部分。一条触摸接收线(RX)可以形成于每个黑色矩阵部分的下方。RX之间互相平行。每两条RX之间相隔一定距离，并且此距离对应于一个彩膜单元的位置。RX线被绝缘层所覆盖。彩膜基板可以被翻转过来然后固定在阵列基板上并且绝缘层面对阵列基板。用户可以在面对玻璃基板的方向观看显示的图像或者触摸面板。阵列基板可以单独形成，形成后的阵列基板和彩膜基板可固定在一起。
在阵列基板中，有机层和阳极层可以在阴极层下形成用以形成有机发光二极管，如图1(b)所示。有机层也可以是多个有机单元，对应多个有机发光二极管。阳极层可以包括多个阳极电极。每个阳极电极连接或者对应一个有机发光二极管。需要注意的是，图1(a)和图1(b)只是示意需要，并不反映结构的真实大小或者比例。优选的，一条RX的宽度为几微米。
图1(b)中的有机发光二极管可以包括一个阴极层，一个阳极层，和一个有机层形成在玻璃基板上。阳极层可为氧化铟锡(IndiumTinOxide,ITO)组成。有机层可以包括一个电子传输层(ETL)，一个发光层(EML)和一个空穴注入层(HIL)。阳极层可以在玻璃基板上形成，有机层可以在阳极层上形成，阴极层可以在有机层上形成。阳极层，有机层，和阴极层形成一个夹层的结构。在操作中，负电压被施加在阴极层，正电压被施加在阳极层，阴极层和阳极层之间形成电压差。电子传输层有助于电子从阴极层传输到有机层。空穴注入层有助于空穴从阳极注入到有机层。空穴和电子结合成激子并且转化为光能量，例如可见光。阳极可以由任何合适的具有高透光性的材料制成，例如ITO。阴极层可以由任何合适的具有高透光性的金属制成，例如镁铝合金。电子传输层和有机层可以由合适的有机材料制成，例如八-羟基喹啉铝。空穴注入层可以由合适的有机材料制成，例如1,3-双(三苯基硅)苯。在图1(b)中，负号代表电子，正号代表空穴。箭头代表电子和空穴的移动方向。
图2为彩膜基板和有机发光二极管的在显示面板中的操作原理。例如，如图2所示，201，202，和203均可为白光有机发光二极管。彩膜单元介于每个白光有机发光二极管和玻璃基板之间。玻璃基板对应于图1(a)中的玻璃基板。用户可以面对玻璃基板以观看图像和触摸屏幕。在图2中，红代表一个红色的彩膜单元，绿代表一个绿色的彩膜单元，蓝代表一个蓝色的彩膜单元。彩膜单元可以由合适的色转换材料形成，例如有机染料。彩膜单元可以由印刷工艺形成。白光从有机发光二极管201、202和203中发出并且穿过对应的彩膜单元。因此，红光、绿光和蓝光可以产生。有机发光二极管201、202和203可以形成于一个像素中用以发出不同颜色的光。需要注意的是，有机发光二极管201、202和203，以及相关的结构仅用于示意有机发光二极管与彩膜单元的相对位置。有机发光二极管的实际结构应取决于不同的设计和应用。
一个阵列的白光有机发光二极管可以用来在显示面板上显示图案。有机发光二极管可以用特定的驱动电路来驱动。有机发光二极管的阴极可以足够透明和轻薄，并且可以用来提供流过有机发光二极管的电流使有机发光二极管显示图像和感应触摸动作。触摸动作可以同过人手指或者一个导电手写笔来完成。
图3是显示面板的一个俯视图。出于示意作用，图3只有显示了RX和复用的阴极电压线TX。阴极层可以包括两个部分。一个部分包括多个阴极条。此多个阴极条用以仅显示图像。另一个部分包括多个阴极块。此多个阴极块用以显示图像和感应触摸动作。每个阴极块可以是一个触摸电极。每个TX可以在对应一列的阴极块上施加分时的阴极信号。一个阴极块可以是正方形或者长方形。出于示意作用，同一列的阴极块连接一条TX，并且连接到TX上的阴极块以在图中标注了一个黑点示意。TX可以沿Y方向(竖直方向)互相平行并且形成与阵列基板中。TX与RX相互绝缘。
此多个阴极条可以沿X方向(水平方向)平行排列。每个阴极条与相邻阴极块或者其他相邻阴极条通过合适的材料绝缘。此合适的材料也可是空气。阴极条之间相互电连接，因此一个公用或普通的阴极电压可以被施加到阴极条上。RX可以沿X方向在阴极条上方形成并且与阴极条绝缘，如图1所示。每个RX都可以连接到一个集成电路上用来感应和确定触摸动作的位置。
此多个阴极块可以沿X方向平行排列成行。阴极条和成行的阴极块可以交替排列，例如，每两个相邻阴极条中形成有一行阴极块，每相邻两行阴极块中形成有一个阴极条。阴极块也可沿Y方向排列。即，两个在Y方向相邻的阴极块中间形成有一个阴极条。此相邻的阴极块可以在Y方向排列成一列。两个相邻的阴极块的中线(把一个阴极条分割成沿Y方向的两个相等部分)在Y方向的距离大约为4毫米。阴极块可以都具有相同的形状或者不同的形状，也可以具有相同的表面积或者不同的表面积。阴极条也可以具有相同的表面积或者不同的表面积。优选的，每个阴极块具有相同的面积，每个阴极条也具有相同的表面积。需要注意的是，阴极块和阴极条的形状和表面积可以根据不同的设计和应用而定，并不局限于所提供的实施例。
优选的，阴极块可以是长方形，阴极条也可以是长方形。在一些实施例中，阴极块可能是正方形，菱形，或者其它合适的形状。优选的，阴极块可具有相同的形状。处于同一行或者同一列的阴极块表面积可相等。优选的，显示面板中的阴极块的表面积均相同。
每个阴极块都与同行相邻阴极块和相邻阴极条绝缘。同列的阴极块连接到同一条TX。任何合适的绝缘材料，例如树脂或者空气，都可以用来填充相邻阴极块和相邻阴极条之间的空隙。相邻阴极块和相邻阴极条之间的空隙宽度约几十微米到几百微米，取决于不同的应用和设计。
图3为一部分阴极层的放大俯视图301。此部分阴极层301可包括多个亚像素沿X方向按行排列和沿Y方向按列排列。一个亚像素可以对应一个红色彩膜单元，或者一个绿色彩膜单元，或者一个蓝色彩膜单元。例如，阴极层301可对应彩膜单元按“红绿蓝”重复在X方向排列成行。每一列的亚像素可包括同一颜色的亚像素。每一个亚像素可于其它亚像素通过任何合适的材料(例如二氧化硅，空气，或者树脂)绝缘。一个像素至少包含三原色的亚像素。在工作时，阴极电压和阳极电压可以被施加到每个有机发光二极管上使有机发光二极管发光。在一定显示信号的作用下，所有显示面板的有机发光二极管都可发光以显示图像。301部分的亚像素排列结构可以形成于阴极条和阴极板中。
需要注意的是，TX和RX可以是互相垂直形成的，并且RX和TX的垂直投影互不重叠。因此，RX和TX之间的互电容可以大幅度减少，触屏效果得以提高。
现以图4和图5为例进一步描述本发明的实施例。
图4是本发明第一实施例的示意图。为了观看方便，图4仅画出/标出了阴极块，阴极条，以及TX。此显示面板中可工作在显示图像模式/阶段和感应触摸模式/阶段。在第一实施例中，每一帧图像都包括至少两种模式或者至少两种阶段。此至少两种模式/阶段包括一显示阶段和一触摸感应阶段。
在一帧图像中，普通阴极电压可在显示模式和触摸感应模式下通过一普通阴极电压线被施加到阴极条上(此普通阴极电压线并未在图4中显示)。普通阳极电压，例如，驱动电压，可以被施加到和阴极条对应的阳极层上。此阳极层为对应阴极条的有机发光二极管的阳极层。在每帧画面中，施加到对应于阴极条的有机发光二极管的阴极电压和阳极电压可为稳定电压。因此，此有机发光二极管发出的光可以具有稳定的亮度。
在一帧图像中，普通阴极电压可以在显示模式下通过TX被施加到阴极块上，触摸阴极电压可以在触摸感应模式下通过TX被施加到阴极块上。也就是说，根据显示面板的不同的模式，TX可以被用来施加分时阴极电压到阴极块上。普通阳极电压，例如驱动电压，可以被施加到对应阴极块的阳极层上，此处的阳极层是指对应于阴极块的有机发光二极管中的阳极层。当一个手指或者一个导电手写笔接触到显示面板，RX和TX之间电容的变化可以被RX所感应。RX可以将能反映触摸动作的信号送到集成电路中。集成电路可以根据收到的信号计算触摸动作的位置以及一些特定性质。
具体的，假设一帧图像的持续时间以Δt表示。在一帧图像的持续时间Δt中，显示模式的持续时间可为Δt1，触摸感应模式的持续时间可为Δt2，其中Δt1+Δt2≤Δt。
普通阴极电压ELVSS可以在Δt1和Δt2期间通过普通阴极线(未显示)被施加在阴极条上。普通阳极电压ELVDD可以在Δt1和Δt2期间通过普通阳极线(未显示)施加在对应于阴极条的阳极层上。因此，对应于阴极条的有机发光二极管在每一帧图像的持续时间中都具有稳定的阴极电压和稳定的阳极电压。流过此有机发光二极管的电流可为稳定的电流，因此，此有机发光二级管可发出的光并具有稳定的强度和亮度。
与阴极条不同，分时的阴极电压可被施加到阴极块上。在显示模式Δt1下，普通阴极电压ELVSS可以通过TX被施加到阴极块上。在触摸感应模式Δt2下，触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)可以通过TX施加到阴极块上。Vtouch可以为一波形的触摸驱动信号，例如，Vtouch可以为一方波信号。触摸阴极电压可以为普通阴极电压ELVSS和触摸驱动信号Vtouch的和或者叠加。触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)可以具有和触摸驱动信号Vtouch相同的频率。普通阳极电压ELVDD可以在Δt1和Δt2内通过一个普通阳极电压线(未显示)施加到对应于阴极块的阳极层上。
在显示模式Δt1下，对应于阴极块的有机发光二极管可以具有稳定的阴极电压和稳定的阳极电压，因此，此有机发光二极管发出的光可以有稳定的强度和亮度。在触摸感应模式Δt2下，当人手指或者导电手写笔接触到显示面板，RX和TX之间的电容会发生变化，并且此变化会被RX感应。RX可以向集成电路发送能反应触摸动作的信号。集成电路能根据收到的信号计算触摸动作的位置以及一些性质。
因此，在每帧图像中，显示面板的阴极可以用以显示图像和感应触摸动作。本发明中互相垂直的线路排列可以减少RX和TX之间的共电容。显示面板的触摸性能得以提高。
图5是本发明第二个实施例的示意图。为了示意简便，只有阴极块，阴极条，分时复用阴极电压线TXn，和触摸阳极电压线VDD1到VDD4在图5中显示。为示意起见，对应于阴极条的普通阳极电压只代表施加到对应于阴极条的阳极层上的普通阳极电压(在图中并没无连接关系)。触摸阳极电压线VDD1到VDD4的每一个都对应一列阴极块，此对应关系可表示为每个触摸阳极电压ELVDDn(n＝1,2,3,4...)都被一个对应的触摸阳极线VDDn(n＝1,2,3,4...)施加到对应于此列阴极块的阳极层上。触摸阳极电压ELVDDn(n＝1,2,3,4...)的值或幅度等于(ELVDD+Vtouch)，也就是普通阳极电压ELVDD和触摸驱动信号Vtouch的叠加。因此，触摸阳极电压ELVDDn(n＝1,2,3,4...)可以是一个波形的信号并且与触摸驱动信号Vtouch和触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)具有相同的频率。
在工作中，TX1可与一列阴极块连接并在此列阴极块上施加第一触摸阴极电压，TX2可与另一列阴极块连接并在此列阴极块上施加第二阴极触摸电压，以此类推。触摸阳极电压线VDD1可以在对应于一列阴极块的阳极层上施加触摸阳极电压ELVDD1，此列阴极块为与TX1连接的一列阴极块；触摸阳极电压线VDD2可以在对应于另一列阴极块的阳极层上施加触摸阳极电压ELVDD2，此列阴极块为与TX2连接的一列阴极块；以此类推。触摸阳极电压线VDDn和TX可以均在阵列基板中形成。触摸阳极电压线VDDn彼此绝缘并且与TX绝缘。
与第一个实施例类似，对包含如图5所示阴极层的显示面板的操作也可以包含至少一个显示模式和一个触摸感应模式。
在一帧图像中的显示模式和触摸感应模式下，普通阴极电压可以通过普通阴极电压线(图5中未显示)被施加到阴极条上。普通阳极电压，例如驱动电压，可以被施加到于阴极条对应的阳极层上，此处阳极层为对应于阴极条的有机发光二极管的阳极层。在每一帧图像中，施加在此对应于阴极条的有机发光二极管上的阴极电压(也就是普通阴极电压)和阳极电压(也就是普通阳极电压)可为稳定，因此，此有机发光二极管可以发出亮度稳定的光。
在一帧图像的显示模式下，普通阴极电压通过触摸阴极电压线TX1到TX4施加到阴极块上，普通阳极电压，例如驱动电压，可以通过触摸阳极电压线VDDn(n＝1,2,3,4...)施加到对应于阴极块的阳极层上，此处阳极层为对应于阴极块的有机发光二极管的阳极层。
在一帧图像的触摸感应模式下，触摸阴极电压通过TX1到TX4被依次施加到每一列阴极块上，触摸阳极电压ELVDDn(n＝1,2,3,4...)通过VDDn(n＝1,2,3,4...)依次施加到对应于每一列阴极块的阳极层上。也就是说，TXn(n＝1,2,3,4...)可以根据显示面板的不同的模式施加分时的阴极电压到阴极块上。并且，在触摸感应模式Δt2下施加到阳极层上的触摸阳极电压ELVDDn(n＝1,2,3,4...)可以补偿由于触摸动作而引起的显示面板的阴极电压的变化，于是对应于阴极块的有机发光二极管中流过的电流可以在触摸感应模式下保持稳定。此有机发光二极管发出的光也可具有稳定的亮度。再者，在触摸感应模式下，阴极块和对应阳极层之间的寄生电容可以大幅度见效。当一个手指或者导电手写笔触摸到显示面板时，RX和TXn之间的电容变化会被RX感应。RX可向集成电路发送能反应触摸动作的信号。集成电路可以根据收到的信号计算触摸动作的位置以及特定的性质。
集成电路可包括一个处理器、一个随机存储器、一个输入/输出接口单元、一个只读存储器、一个存储单元、一个数据库和一个通讯接口。通讯接口可接收从RX传输的信号或者发送信号给RX以获取数据并控制显示面板的其它功能。处理器连接到通讯借口，可以用来计算收到的信号并且可以执行其它功能。收到和处理的信号可被存放在随机储存器，只读存储器，或者存储单元中以供后用。输入/输出接口单元可以用来接收外界(例如用户)输入的命令。数据库可以用来储存特定的数据，此特定数据可被用语计算触摸动作的位置。其它组成部分也可以被包括在或不包括在此集成电路，其实施例的工作原理不变。
具体的，假设一帧图像的持续时间以Δt表示。在一帧图像的持续时间Δt中，显示模式的持续时间为Δt1，接触感应模式的持续时间为Δt2，Δt1+Δt2≤Δt。
在显示模式Δt1和接触感应模式Δt2下，普通阴极电压ELVSS可通过普通阴极电压线(未显示)被施加到阴极条上，普通阳极电压ELVDD可以通过普通阳极电压线(未显示)被施加到对阴极条的阳极层上。因此，对应阴极条的有机发光二极管在每一帧图像可具有稳定的阴极电压和稳定的阳极电压。流过此有机发光二极管的电流可为稳定，因此，由此有机发光二极管发出的光具有稳定的强度和亮度。
在显示模式Δt1下，普通阴极电压ELVSS可以通过TXn(n＝1,2,3,4...)被施加到阴极块上，并且普通阳极电压ELVDD可以通过VDDn(n＝1,2,3,4...)被施加到和阴极块对应的阳极层上。在触摸感应模式Δt1下，触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)可以通过TXn(n＝1,2,3,4...)被依次施加到每一列阴极块上，触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)可以通过VDDn(n＝1,2,3,4...)被依次施加到和阴极块对应的阳极层上。当人手指或者导电手写笔触摸到显示面板，RX和TXn之间的电容会产生变化并且这种变化会被RX感应。RX可向集成电路发送反映触摸动作的信号。集成电路可根据收到的信号计算触摸动作的位置以及其特定性质。
在触摸感应模式Δt2下，因为触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)和触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)均具有和触摸驱动信号相同的频率并且均被施加到对应于阴极块的有机发光二极管上，阴极块和相应的阳极层之间的寄生电容可被大幅度减少。
图12是TXn(n＝1,2,3,4,等等)施加触摸阴极电压和VDDn(n＝1,2,3,4,等等)施加触摸阳极电压的时序示意图。集成电路和驱动薄膜晶体管可用于控制对阴极块的扫描，所以触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)和对应的触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)可以被按一定连续的顺序被施加到相应的有机发光二极管上。
例如，如图12所示，在显示模式Δt1下，普通阴极电压ELVSS可以通过TX1到TX4被施加到每列阴极块上，普通阳极电压ELVDD可以通过VDD1到VDD4被施加到对应于每列阴极块的阳极层上。
在触摸感应模式Δt2下，触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)可先通过TX1施加到与TX1连接的一列阴极块上，触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)可先被VDD1施加到与TX1相连的一列阴极块对应的阳极层上。施加到与TX1相连接的一列阴极块对应的有机发光二极管上的触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)和触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)可具有相同的频率，因此流过此有机发光二极管的的电流可为稳定。在这段时间中，普通阴极电压ELVSS可被施加到其他列的阴极块上，例如，与TX2到TX4相连接的阴极块，并且普通阳极电压ELVDD可被施加到与此其他列对应的阳极层上，如图12所示。
进一步，触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)可通过TX2施加到与TX2连接的一列阴极块上，触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)可先被VDD2施加到与TX2相连的一列阴极块对应的阳极层上。施加到与TX2相连接的一列阴极块对应的有机发光二极管上的触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)和触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)可具有相同的频率，因此流过此有机发光二极管的电流可为稳定。在这段时间中，普通阴极电压ELVSS可被施加到其他列的阴极块上，例如，与TX1、TX3和TX4相连接的阴极块，并且普通阳极电压ELVDD可被施加到与此其他列对应的阳极层上，如图12所示。
施加到对应于TX3和TX4的有机发光二极管上的触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)和触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)可以与上述扫描方式相似。为了示意期间，本发明只示出了与TX1到TX4相连接的阴极块列。在实际情况中，更多列阴极块会在阵列基板上形成。此更多列阴极块的位置可沿X方向排列在所示TX1之前或者排列在所示TX4之后。对对应此每一列阴极块的有机二极管的扫描，例如施加在此有机二极管上的电压，可以按照以上所述操作方法因此不再重复。在图12中，VDD5可表示用于施加普通阳极电压ELVDD的普通阳极电压线。VDD5可将普通阳极电压ELVDD施加在对应于阴极条的阳极层上。普通阴极电压ELVSS和普通阳极电压ELVDD可均为常值。
参见图12，因为由TX1到TX4施加的触摸阴极电压是以一定顺序依次施加的，在触摸感应模式下，所有阴极电压线TXn(n＝1,2,3,4...)施加触摸阴极电压在阴极块上的时间可以充满显示面板触摸感应操作的时间，也如图11所示。类似的，所有触摸阳极电压线VDDn(n＝1,2,3,4...)施加触摸阳极电压在阳极层上的时间可以充满面板触摸感应操作的时间，也如图11所示。
通过在每个触摸感应模式下施加一个与触摸阴极电压频率相同的触摸阳极电压到有机发光二级管上，阴极层，例如阴极块，和对应的阳极层之间的寄生电容可被大幅度减小。触摸感应的延迟可被减小，并且此显示面板的性能得以提高。
集成电路可用来将触摸驱动信号Vtouch和普通阴极电压ELVSS以及普通阳极电压ELVDD分别结合或者叠加以产生波形的触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)和波形的触摸阳极电压(ELVDD+Vtouch)。按先前的描述，集成电路可根据特定的时序在有机发光二极管上施加电压。
需要注意的是，本发明图中的和描述中的阴极电压线TXn(n＝1,2,3,4...)以及触摸阳极电压线VDDn(n＝1,2,3,4...)仅为示意需要。阴极电压线TXn和触摸阳极电压线VDDn的数量应根据不同的应用而定。对于包含不同数量的阴极电压线和触摸阳极电压线的电路的操作与本发明中描述的操作相同，因此不再赘述。
本发明另一方面提供了一个阵列基板的驱动方法。此方法可用以驱动阵列基板中的一个有机发光二极管。图6是一个有机发光二极管的驱动电路的示意图。图7到图10是一个操作过程实施例中各个阶段的示意图。
如图6所示，一个驱动线路可包括三极管T1到T6,一个电容C1,和一个有机发光二极管。此驱动电路的时序可以由控制信号Gate，Reset，Data，EM1，和EM2控制。ELVDD，ELVSS，和Vinit可用来表示不同类型的电压。三极管T1到T6可为薄膜晶体管。
如图6所示，T5的漏极与普通阳极电压ELVDD相连，T5的源极与T4的漏极相连。T4的源极与一个数据线Data相连。控制信号EM2可以与T5的栅极相连，且控制信号Gate与T4的栅极相连。T5的源极和T4的漏极以及电容C1的第一管脚相连。电容C1的第二管脚可与T3的栅极，T2的漏极，以及T1的漏极均相连。T1的源极与一个初始电压Vinit相连。控制信号Reset可与T1的栅极相连。控制信号Gate可施加在T2的栅极上，且T2的漏极可与T3的源极连接。T3的漏极可与普通阳极电压ELVDD相连。T2的漏极和T3的源极可与驱动三极管T6的漏极相连。T6的源极可与有机发光二极管的阳极相连，且T6的栅极可与控制信号EM1相连。有机发光二极管的阴极可与普通阴极电压ELVSS相连。图6中的有机发光二极管可为显示面板中的任意一个有机发光二极管。在本实施例中，初始电压Vinit提供的电压为0V。
在本实施例中，图6中的发光二极管可以为对应于一个阴极块的发光二极管。在工作过程中，普通阴极电压ELVSS和普通阳极电压ELVDD会在显示模式下被施加在此发光二极管上。一个波形的触摸驱动信号Vtouch会在触摸感应模式下与普通阴极电压ELVSS相结合。在本实施例中，此波形的触摸驱动信号Vtouch可在触摸感应模式下与普通阴极电压ELVSS和普通阳极电压ELVDD分别结合。为了示意，只有普通阴极电压ELVSS和普通阳极电压ELVDD电压在图中示出。
在本实施例中，薄膜晶体管(即T1到T6)可为N型三极管。在其它一些实施例中，薄膜晶体管可为P型三极管。使用P型薄膜晶体管的驱动电路的设置和操作和本发明实施例中提供的方法一致并且为本领域技术人员所知，因此，在此处省略。
图7到图10进一步示意了一个显示面板中有机发光二极管的操作阶段。此有机发光二极管对应于一个阴极板。图11为每个操作阶段时序的示意图。操作包括四个阶段，也就是重置阶段，充电阶段，补偿阶段，和照明阶段。其中，重置阶段，充电阶段，和补偿阶段可以被包括在显示模式中。触摸感应模式通常在照明阶段发生。也就是，在一帧图像中，显示面板先工作在显示模式下，然后工作在触摸感应模式下。
如图7和图11所示，在重置阶段，Reset信号可在T1的栅极施加一个高电平以使T1截止，则在N点的电压可被重置为0V，与Vinit提供的电压相同。T2到T6均截止。
如图8和图11所示，在充电阶段，Gate信号可在T2、T3和T4的栅极各施加一个高电平以导通T2、T3、T4、和T1。T5和T6均截止。Data可输出一个高电平使在C1的第一个管脚上的电压为Vdata。C1第二个管脚上(即N点)的电压可变为(VDD-Vth)。VDD可为相应普通阳极电压ELVDD提供的普通阳极电压值，且Vth为T2的阈值电压。
如图9和图11所示，在补偿极端，EM2可在T5的栅极施加一个高电平以导通T5。T1到T4以及T6均截止。C1第一个管脚的电压可为VDD，C2第二个管脚(即N点)的电压可变为(2VDD-Vdata-Vth)。
如图10和11所示，在照明阶段，EM1可在T6的栅极上施加一个高电平以导通T6。T3也可被导通。T1、T2、T4和T5均截止。驱动电流(以箭头表示)可从有机发光二极管中流过使有机发光二极管发光。驱动电流IOLED可表示为IOLED＝1/2K(VGS-Vth)2＝1/2K[VDD-(2VDD-Vdata-Vth)-Vth]2＝1/2K[VDD+Vdata]2。在此算式中，K代表一个反映T6制作工艺和结构特征的常数；VGS可代表T6的栅源电压；Vth可代表T6的阈值电压。在此算式中，T6的阈值电压Vth已从算式中抵消，以保证流过有机发光二极管的驱动电流不受Vth影响。因此，此有机发光二极管可在更稳定的条件下工作。
触摸感应模式可在发光阶段发生，即在发光二极管开始发光之后发生。在触摸感应模式中，触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)可被施加到有机发光二极管的阴极上。触摸阳极电压(VDD+Vtouch)可通过T3和T5被施加到C1上。相应的，C2第二个管脚上的电压也可以与触摸驱动信号Vtouch具有相同的频率。即此有机发光二极管的阳极和阴极同时被触摸驱动信号Vtouch所驱动，并且具有频率相同的电压。因此T3和T6的栅源电压VGS不发生改变。因此，流过有机发光二极管的电流在触摸感应模式下保持稳定，并且阴极块和相应阳极层的寄生电容可大幅度减小。
如图11所示，在显示模式下，普通阴极电压ELVSS被TX施加在发光二极管的阴极上，普通阳极电压ELVDD(值为VDD)被施加在T3的漏极。因此，此有机发光二极管可以正常发光。
在触摸感应模式，EM2可保持高电平以保证T5导通。集成电路可用以将触摸驱动信号Vtouch和普通阴极电压ELVSS结合以得到一个波形的触摸阴极电压，例如，一个方波电压信号，并且将此波形的触摸阴极电压施加到有机发光二极管的阴极上。为减少此有机发光二极管的阴极和阳极之间的寄生电容并保证此有机发光二极管能发出具有稳定的亮度的光，集成电路可用以将触摸驱动信号Vtouch和普通阳极电压值VDD结合以得到具有和触摸阴极电压相同频率的波形的触摸阳极电压。在本实施例中，触摸阳极电压也可为一方波电压信号。因此，流过有机发光二极管的驱动电流可保持稳定，并且在显示面板显示图像时，此有机发光二极管的亮度的稳定性不易受触摸动作的影响。因为施加在此有机发光二极管上的触摸阴极电压(ELVSS+Vtouch)和触摸阳极电压(VDD+Vtouch)具有相同的频率，此发光二级管的阴极和阳极之间的寄生电容可大幅度减小。显示面板的触摸性能得以提高。
对于一个对应于阴极条的有机发光二极管而言，在重置阶段、充电阶段、补偿阶段和发光阶段中，发光二极管的阴极均被施以普通阴极电压。也就是说，在触摸感应阶段，对应于阴极条的有机发光二极管的阴极被施以普通阴极电压，并且应于阴极条的有机发光二极管的阳极被施以普通阳极电压。流过此有机发光二极管的电流可保持稳定，并且此有机发光二极管发出的光线具有稳定未削弱的强度。
本发明的实施例提供了一种用于电容式内嵌触摸屏的显示面板。该显示面板包含本发明阐述的阵列基板。使用本发明阐述的阵列基板，显示面板可以在触摸动作中保持期望的亮度和更高的显示稳定性。此显示面板中阴极电极和阳极电极之间的寄生电容,以及信号线之间的互电容均被大大减小，触摸性能得以提高。
本发明的实施例提供了一种显示装置。所显示装置包含本发明提供的显示面板。此显示装置可用于具有显示功能以及/或者触摸感应功能的产品或部件。例如，所提供的显示装置可以为电视，液晶显示、OLED显示、电子纸、电子相框，手机、平板电脑，导航仪等。
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 (24)

1.一种用于有机发光二极管显示面板的阵列基板，其特征在于，包括：
基板；
包含多个薄膜晶体管的薄膜晶体管层；
包含多个阳极电极的阳极层；
包含多个有机单元的有机层，每个有机单元对应一个所述阳极电极；
包含多个触摸电极的阴极层，所述阴极层分时复用；
其中，每个所述触摸电极对应所述多个有机单元的一部分，此所述多个触摸电极在显示阶段被施加普通阴极电压，在触摸感应阶段被施加触摸阴极电压。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阴极层还包括多个对应于所述多个有机单元的普通阴极电极，所述普通阴极电极被施加所述普通阴极电压。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，一帧图像包括至少一个所述显示阶段和至少一个所述触摸显示阶段，其中：
在所述显示阶段，所述阵列基板用于显示图像；
在所述触摸感应阶段，所述阵列基板用于显示图像和感应触摸动作。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括与多个触摸阴极电压线和所述薄膜晶体管层相连的集成电路，所述集成电路用于将波形的驱动信号与所述普通阴极电压相结合以产生所述触摸阴极电压以及将所述驱动信号与普通阳极电压相结合以产生触摸阳极电压。
5.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸电极按列排列，每个所述触摸电极与一个所述触摸阴极电压线相连，每个所述触摸电极互相绝缘并且沿第一方向排列。
6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述普通阴极电极按条状排列，每个所述普通阴极电极与一普通阴极电压线相连。
7.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，在分时复用的显示阶段，对应于所述触摸电极的所述有机单元的阳极电极上被施加所述普通阳极电压，所述触摸阴极电压线将普通阴极电压施加在所述触摸电极上。
8.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机发光二极管的所述阳极电极上被施加普通阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上。
9.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机单元的所述阳极电极上被施加所述触摸阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上，所述触摸阴极电压和所述触摸阳极电压均为波形信号。
10.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，其中：
所述集成电路将波形的驱动信号和所述普通阴极电压叠加产生所述触摸阴极电压；
所述集成电路将所述波形的驱动信号和所述普通阳极电压叠加产生所述触摸阳极电压。
11.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，在分时复用中，普通阳极电压被施加到对应于所述普通阴极电极的所述有机单元的所述阳极电极上，所述普通阴极电压被施加到所述普通阴极电极上。
12.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸阴极电压和所述触摸阳极电压具有相同频率。
13.根据权利要求12所述的阵列基板，其特征在于，所述触摸阳极电压和所述触摸阴极电压均为方波信号。
14.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，每个所述触摸电极为正方形或者长方形。
15.一种用于驱动阵列基板的方法，其特征在于，此阵列基板包含基板，包含多个薄膜晶体管的薄膜晶体管层，包含多个阳极电极的阳极层，包含多个有机单元的有机层，每个有机单元对应一个阳极电极，包含多个触摸电极的阴极层，此阴极层分时复用，其中每个触摸电极对应所述多个有机单元的一部分，包括：
在分时复用的显示阶段，在所述触摸电极上施加普通阴极电压；
在分时复用的触摸感应阶段，在所述触摸电极上施加触摸阴极电压，
其中，所述普通阴极电压为一常值，所述触摸阴极电压为一波形信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述阴极层还包括对应于所述多个有机单元的多个普通阴极电极，所述多个普通阴极电极被施加以所述普通阴极电压。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，一帧图像还包括至少一个所述显示阶段和至少一个所述触摸感应阶段，其中：
所述阵列基板在所述显示阶段显示图像；
所述阵列基板在所述触摸感应阶段显示图像并感应触摸动作。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在分时复用的所述显示阶段，对应于所述触摸电极的有机单元的阳极电极上被施加普通阳极电压，触摸阴极电压线将所述普通阴极电压施加在所述触摸电极上。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机发光二极管的所述阳极电极上被施加普通阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在分时复用的所述触摸感应阶段，对应于所述触摸电极的所述有机单元的所述阳极电极上被施加触摸阳极电压，所述触摸阴极电压线将所述触摸阴极电压施加在所述触摸电极上，所述触摸阴极电压和所述触摸阳极电压均为具有相同频率的波形信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，其中：
所述触摸电极按列排列；
所述触摸阴极电压按扫描顺序被施加到每列触摸电极上，所述触摸阳极电压按相同扫描顺序被施加到对应于所述每列触摸电极的有机单元的触摸阳极上。
22.一种显示面板，其特征在于，包含权利要求1到14中任意一项所述的阵列基板。
23.根据权利要求22所述的显示面板，其特征在于，还包括一个彩膜基板和多个分布于彩膜基板中按第二方向排列的触摸接收线以用来感应触摸动作，所述触摸接收线对应于所述普通阴极电极并与所述普通阴极电极绝缘，第二方向与第一方向垂直，所述触摸接收线垂直方向的投影与所述触摸阴极电压线不重合。
24.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求22或23所述的显示面板。
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