CN106154611A - 一种阵列基板、显示装置及触摸感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阵列基板、显示装置及触摸感测方法，该阵列基板包括衬底，该衬底上设有若干行扫描线、若干列第一数据线和若干个像素电路；每个像素电路与一行扫描线相连，并与一列第一数据线相连；衬底上还设有多列第二数据线；在多列第二数据线与若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件。本发明可以减少阵列基板的工作线路，有利用实现产品窄边框化；可以简化生产制程，提高产品良率。

Description

一种阵列基板、显示装置及触摸感测方法

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，具体涉及一种阵列基板、显示装置及触摸感测方法。

背景技术

现有技术中，采用in-cell技术将触控面板嵌入到液晶面板上定位功能集成在阵列基板上，实现液晶显示屏的薄型化和轻量化。首先，触控面板需要设置驱动线路与传感线路，液晶面板需要设置扫描线与数据线。即触摸功能与显示功能需要分别设置对应的电路，这就意味着需要增加液晶显示屏的厚度。其次，在采用in-cell技术制作液晶显示器的过程中，形成与触摸功能与显示功能需要分别设置对应的电路的半导体制造工艺，比较复杂，会影响产品良率；另外，设置触摸电路的驱动线路与传感线路，还会导引液晶显示屏的透光率下降，严重时会导致显示画面质量劣化。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种阵列基板、显示装置及触摸感测方法，可以简化半导体制作工艺、提高良率同时提高显示屏的开口率。

第一方面，本发明提供了一种阵列基板，包括衬底，所述衬底上设有若干行扫描线、若干列第一数据线和若干个像素电路；每个所述像素电路与一行所述扫描线相连，并与一列所述第一数据线相连；所述衬底上还设有多列第二数据线；在所述多列第二数据线与所述若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件。

可选地，还包括：

与所述若干行扫描线相连的扫描驱动模块，所述扫描驱动模块用于依次向所述若干行扫描线输出激励信号；

所述触摸感测部件用于在所述扫描线上的激励信号到来时在所述第二数据线上生成触摸感测信号；

与所述多列第二数据线相连的触摸采集模块，所述触摸采集模块用于采集所述第二数据线上的所述触摸感测信号。

可选地，所述扫描驱动模块还用于依次向所述若干行扫描线输出扫描信号；

所述阵列基板还包括与所述若干列第一数据线相连的数据驱动模块，所述数据驱动模块用于通过所述若干列第一数据线向每一所述像素电路提供对应的数据电压信号；

所述像素电路用于在所述扫描线上的扫描信号到来时接收所述第一数据线上的所述数据电压信号。

可选地，向任一行扫描线输出的激励信号延迟于该行扫描线输出的扫描信号预设时间。

可选地，向任一行扫描线输出的激励信号的幅值小于向该行扫描线输出的扫描信号的幅值。

可选地，位于任一列所述第二数据线与所述至少两行扫描线中的任意一行扫描线的交叠区域内的触摸感测部件包括相对设置的第一电极和第二电极，所述第一电极连接该列的第二数据线，所述第二电极连接该行的扫描线。

可选地，所述第一电极与所述第二电极构成电容器的两个电极，该电容器用于在所述第一电极接收到所述激励信号时在所述第二电极处生成所述触摸感测信号。

可选地，所述第一电极与所述第二电极构成一接触式开关的两个触点，该接触式开关在所述第一电极接收到所述激励信号时在所述第二电极处生成表示所述第一电极与所述第二电极之间的接触情况的所述触摸感测信号。

第二方面，本发明还提供了一种显示装置，包括上文中所述的阵列基板。

第三方面，本发明还提供了一种阵列基板的触摸感测方法，该阵列基板包括衬底，所述衬底上设有若干行扫描线、若干列第一数据线和多列第二数据线；在所述多列第二数据线与所述若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件，所述方法包括：

依次向所述若干行扫描线输出激励信号，以使所述触摸感测部件在所述扫描线上的激励信号到来时在所述第二数据线上生成触摸感测信号；

采集所述第二数据线上的所述触摸感测信号。

可选地，所述阵列基板的衬底上还设有若干个像素电路，每个所述像素电路与一行所述扫描线相连，并与一列所述第一数据线相连；所述方法还包括：

依次向所述若干行扫描线输出扫描信号，并通过所述若干列第一数据线向每一所述像素电路提供对应的数据电压信号，以使所述像素电路在所述扫描线上的扫描信号到来时接收所述第一数据线上的所述数据电压信号。

可选地，向任一行扫描线输出的激励信号延迟于该行扫描线输出的扫描信号预设时间。。

可选地，向任一行扫描线输出的激励信号的幅值小于向该行扫描线输出的扫描信号的幅值。

与现有技术中相比，本发明通过在扫描线上传输扫描信号与激励信号，可以省掉现有技术中的驱动线路，因此可以降低液晶面板的厚度；同时，省掉了形成驱动线路的工艺，可以提高产品良率；另外，还可以提高液晶显示屏的透光率，提高画面质量。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明一个实施例中一种阵列基板的结构框图；

图2是本发明一个实施例中一种触摸感测部件结构图；

图3是本发明另一个实施例中一种触摸感测部件结构图；

图4是本发明一个实施例中输出至扫描线上的波形图；

图5是本发明另一实施例中一个周期内输出至扫描线上的波形图；

图6是本发明一个实施例中一种阵列基板的定位方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明实施例提供了一种阵列基板，包括衬底，衬底上设有若干行扫描线、若干列第一数据线和若干个像素电路；每个像素电路与一行扫描线相连，并与一列第一数据线相连；衬底上还设有多列第二数据线；在多列第二数据线与若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件。

实际应用中，上述衬底可以采用玻璃，也可以采用硅衬底或者碳化硅衬底，本领域的技术人员可以根据具体情况进行合理选择，本发明不作限定。

实际应用中，该若干行扫描线和若干列第一数据线的数量可以根据阵列基板的面积进行合理设置。若需要较高的分辨率，则扫描线和第一数据线的数量设置的数量较多；分辨率较低时，则扫描线和第一数据线的数量较少。另外，该若干行扫描线一般均匀设置在阵列基板上，当然，本领域技术人员也可以将若干行扫描线不均匀分布，例如集中排列在阵列基板的中心区域而少量扫描线分布在边缘区域，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择，本发明不作限定。

实际应用中，至少两行扫描线与多列第二数据线可以根据阵列基板的面积进行合理设置。若需要较高的触摸定位分辨率时，则扫描线和第二数据线的数量设置的数量较多；触摸定位分辨率较低时，则扫描线和第二数据线的数量较少。本领域技术人员可以根据实际应用中对分辨率的要求进行选择，本发明不作限定。

实际应用中，阵列基板上还设置有若干个像素电路。每个像素电路与一行扫描线相连，并与一列第一数据线相连。扫描线将扫描信号传输至该像素电路，用于启动该像素电路；该列第一数据线传输对应的数据电压信号至该像素电路。该像素电路可以保持该数据电压信号，从而为液晶提供稳定的电场。该若干个像素电路本领域技术人员可以根据具体情况进行选择，本发明不作限定。

可见，本发明实施例通过若干行扫描线的至少两行扫描线进行复用，同时还设置了多列第二数据线。上述至少两行扫描线既传输扫描信号又传输激励信号，传输扫描信号时，启动像素电路，由第一数据线向像素电路输出数据电压信号；当传输激励信号时，通过触摸感测部件在第二数据线上形成触摸感测信号。本发明相对于现有技术可以省去触摸电路中的驱动线路，节省显示屏中空间，从而降低显示屏的厚度。并且节省了一层驱动线路，本发明能够提高显示屏的透光率。另外，在制作工艺中，也可以省掉制作驱动线路的制造工艺，降低制造工艺复杂程度。

可选地，本发明实施例中，该阵列基板还包括与若干行扫描线相连的扫描驱动模块，该扫描驱动模块用于依次向若干行扫描线输出激励信号；

触摸感测部件用于在扫描线上的激励信号到来时在第二数据线上生成触摸感测信号；

与多列第二数据线相连的触摸采集模块，触摸采集模块用于采集第二数据线上的触摸感测信号。

在多列第二数据线与若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件。当上述至少两行扫描线发送激励信号时，触摸感测部件在扫描线上的激励信号到来时在第二数据线上生成触摸感测信号。触摸时在阵列基板上的触摸地位会对应相应的扫描行和第二数据，即触摸点会与其中一个触摸感测部件的位置相同或者近似相同。

该多个触摸感测部件受到触摸时其参数会发生变化，使形成的触摸感测信号发生变化。对接收到的多个触摸感测部件的触摸感测信号进行分析，当其中一个或者多个触摸感测部件的触摸感测信号发生变化时，即判断该一个或者多个触摸感测部件受到触摸，即此时得到触摸点的位置，从而实现定位。

图1是本发明一实施例中一种阵列基板框图。如图1所示，扫描驱动模块12与若干行扫描线(如图1中所示第一、第二、第三行的扫描线G1、G2、G3)相连，数据驱动模块13与若干列第一数据线(如图1中所示第一、第二、第三列的第一数据线D1、D2、D3)相连。在每一条扫描线与每一列的交叠区域设置有像素电路，该像素电路的一端与该行扫描线相连，另一端与该列的第一数据线相连接。

本发明实施例中，还包括触摸采集模块14。该触摸采集模块14与多列第二数据线(如图1中所示第一、第二、第三列的扫描线N1、N2、N3)相连。在多列第二数据线与至少两行扫描线交叠区域设置有触摸感测部件11。

下面以任意一个触摸感测部件11进行说明。

如图1和图2所示，下面以一个彩色像素为例，该彩色像素包括三个子像素，三个子像素的第一数据线分别为N11、N12和N13。在第一列第二数据线N1与第一扫描线G1交叠区域设置有触摸感测部件11。可选地，触摸感测部件11为电容器。该电容器包括第一电极111、介电层112和第二电极113。第一电极111与任一行的扫描线相连，第二电极113与任一列的第二数据线相连接。由于扫描线与第二数据线交叠区域形成的电容比较小，因此，本发明实施例中，在该交叠区域增加了介电层112，用于增大电容器的电容值。该电容器的工作原理为：当扫描驱动模块12向第一行扫描线G1输出激励信号时，该电容器在接收到来自第一行扫描线G1上的激励信号时，在第一列第二数据线N1上生成触摸感测信号，触摸采集模块14采集该触摸感测信号。

一般情况下，在未受到触摸时，在第二数据线上形成的触摸感测信号的幅值是固定的，当显示屏受到触摸时，在触摸点位置或者邻近触摸点位置的电容器的电容值会发生变化，导致相应的触摸感测信号也发生变化。当扫描驱动模块12扫描完若干行扫描线后，比较所有电容器的触摸感测信号。通过对所有触摸感测部件11的触摸感测信号进行比较，找到发生变化的触摸感测信号，即可得到相应的触摸点，从而定位触摸点。

本发明另一实施例中，触摸感测部件11可以为接触式开关。如图3所示，该接触式开关包括静触点114与动触点115。静触点114与至少两行扫描线中的其中一行相连接，动触点115与其中一列第二数据线相连接。当阵列基板受到触碰时，动触点115与静触点114接触，从而实现扫描线与第二数据线相连接。例如，当扫描模块12向第一行扫描线发送激励信号，接触式开关受到触碰时，动触点115向下运动与静触点114接触，将激励信号传输到第一列第二数据线，触摸采集模块14采集该触摸感测信号。

由于接触式开关未受到触摸时，呈常开状态，来自扫描线的激励信号无法通过该接触式开关传输至第二数据线上。当触摸采集模块采集多列第二数据线上的触摸感测信号进行比较，若发现有触摸感测信号，则确定该触摸感测信号的位置，定位触摸点。

当然，触摸感测部件11也可以采用其他形式电容、电阻或者开关器件，也可以解决上述技术问题，实现基本技术效果。当触摸感测部件11产生的触摸感测信号较小时，也可以在触摸采集模块14之前设置放大电路，使其幅值满足要求。本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择不同的触摸感测部件，同样地，相应的技术方案也落入了本发明的保护范围。

本发明的实施例中介绍了扫描驱动模块既发送扫描信号，又发送激励信号的情况。为简化制造工艺，至少两行扫描线进行复用。扫描驱动模块可以向所有的扫描线既发送扫描信号又发送激励信号，即，扫描驱动模块周期性的向若干行扫描线发送包含扫描信号和激励信号的驱动信号，如图4所示。

当然，本发明也可以设置有只负责向至少两行扫描线发送激励信号的激励模块。在检测到扫描驱动模块发送扫描信号到至少两行扫描线的任意一行时，该激励模块产生一个或多个激励信号，延时发送到该扫描线，即向任一行扫描线输出的激励信号延迟于该行扫描线输出的扫描信号预设时间，使其产生如图4所示的复用后的驱动信号。

如图4所示，在现有技术中，扫描驱动模块周期性的向扫描线发出扫描信号，该扫描信号的宽度T1、幅值H1。本发明中，扫描驱动模块在同一个周期内，依次向扫描线输出一个宽度为T1、幅值为H1的扫描信号和一个宽度为T2、幅值为H2的激励信号。

另一实施例中，扫描驱动模块以一定的周期向扫描线发生扫描信号，该扫描信号的宽度T1、幅值H1。而激励信号由激励模块以一定的周期向扫描线输出。激励模块在输出激励信号时，首先判断能够复用的扫描线是否收到扫描信号。当确定收到扫描信号时，激励模块滞后于该扫描信号向扫描线输出一个宽度T2、幅值H2的激励信号，从而形成如图4所示的波形图。

可选地，所述激励信号的幅值或者宽度，以降低对像素电路的干扰。实际应用中，当若干行扫描行传输激励信号时，会启动像素电路，此时第一数据线会向像素电路进行充电，导致像素电路的数据电压信号不正常。为防止扫描信号与激励信号之间发生串扰，本发明实施例，还对激励信号进行处理，如图5所示，激励信号的宽度T2小于扫描信号的宽度T1，同时，其幅值H2也小于扫描信号的幅值H1。当然，也可以调整激励信号的数量，如图5所示，同一个周期内可以包括一个扫描信号和至少两个激励信号，使其适应实际应用情况。实际应用中，本领域的技术人员可以根据具体情况对上述方案进行变动。同样可以解决相同的技术问题，具有同样的技术效果，本领域技术人员应该知道相应的技术方案也落入本发明所要保护的范围内。

基于同样的发明构思，本发明实施例提供一种包括上文所述的阵列基板的显示装置，该显示装置可以为：液晶显示装置、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置由于包括上述任意一种阵列基板的显示装置，因而可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果，在此不再详述。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种阵列基板的触摸感测方法，该阵列基板包括衬底，衬底上设有若干行扫描线、若干列第一数据线和多列第二数据线；在多列第二数据线与若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件。

图6是本发明一个实施例中一种阵列基板的触摸感测方法的步骤流程示意图，该方法包括：

S100、依次向所述若干行扫描线输出激励信号，以使所述触摸感测部件在所述扫描线上的激励信号到来时在所述第二数据线上生成触摸感测信号；

S200、采集所述第二数据线上的所述触摸感测信号。

可选地，所述阵列基板的衬底上还设有若干个像素电路，每个所述像素电路与一行所述扫描线相连，并与一列所述第一数据线相连；还包括：

依次向所述若干行扫描线输出扫描信号，并通过所述若干列第一数据线向每一所述像素电路提供对应的数据电压信号，以使所述像素电路在所述扫描线上的扫描信号到来时接收所述第一数据线上的所述数据电压信号。

本发明一实施例中，向任一行扫描线输出的激励信号延迟于该行扫描线输出的扫描信号预设时间。对于阵列基板或者显示装置来讲，由于扫描驱动模块是周期性的扫描方式，因此本领域的技术人员应该知道，该实施例中激励信号滞后于扫描信号只是一个周期内的情况。当然，激励信号超前于扫描信号也可以解决同样的技术问题，实现同样的技术效果，本发明不作限定。

可选地，向任一行扫描线输出的激励信号的幅值小于向该行扫描线输出的扫描信号的幅值。

实际应用中，本领域技术人员可以根据具体情况选择激励信号的幅值、宽度或者数量，同样可以解决相同的技术问题，实现一定的技术效果，本发明不作限定。

可以看出，上述任意一种阵列基板的触摸感测方法都可与前文中的阵列基板的结构相互对应，因此其具体实施方式可以参照前文，在此不再赘述。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设有若干行扫描线、若干列第一数据线和若干个像素电路；每个所述像素电路与一行所述扫描线相连，并与一列所述第一数据线相连；所述衬底上还设有多列第二数据线；在所述多列第二数据线与所述若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件。

2.如权利要求1所述阵列基板，其特征在于，还包括：

与所述若干行扫描线相连的扫描驱动模块，所述扫描驱动模块用于依次向所述若干行扫描线输出激励信号；

所述触摸感测部件用于在所述扫描线上的激励信号到来时在所述第二数据线上生成触摸感测信号；

与所述多列第二数据线相连的触摸采集模块，所述触摸采集模块用于采集所述第二数据线上的所述触摸感测信号。

3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述扫描驱动模块还用于依次向所述若干行扫描线输出扫描信号；

所述阵列基板还包括与所述若干列第一数据线相连的数据驱动模块，所述数据驱动模块用于通过所述若干列第一数据线向每一所述像素电路提供对应的数据电压信号；

所述像素电路用于在所述扫描线上的扫描信号到来时接收所述第一数据线上的所述数据电压信号。

4.如权利要求2所述阵列基板，其特征在于，向任一行扫描线输出的激励信号延迟于该行扫描线输出的扫描信号预设时间。

5.如权利要求2所述阵列基板，其特征在于，向任一行扫描线输出的激励信号的幅值小于向该行扫描线输出的扫描信号的幅值。

6.如权利要求1所述阵列基板，其特征在于，位于任一列所述第二数据线与所述至少两行扫描线中的任意一行扫描线的交叠区域内的触摸感测部件包括相对设置的第一电极和第二电极，所述第一电极连接该列的第二数据线，所述第二电极连接该行的扫描线。

7.如权利要求6所述阵列基板，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极构成电容器的两个电极，该电容器用于在所述第一电极接收到所述激励信号时在所述第二电极处生成所述触摸感测信号。

8.如权利要求6所述阵列基板，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极构成一接触式开关的两个触点，该接触式开关在所述第一电极接收到所述激励信号时在所述第二电极处生成表示所述第一电极与所述第二电极之间的接触情况的所述触摸感测信号。

9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～8中任意一项所述的阵列基板。

10.一种阵列基板的触摸感测方法，其特征在于，该阵列基板包括衬底，所述衬底上设有若干行扫描线、若干列第一数据线和多列第二数据线；在所述多列第二数据线与所述若干行扫描线中的至少两行扫描线在彼此的交叠区域内设有用于生成触摸感测信号的多个触摸感测部件，所述方法包括：

依次向所述若干行扫描线输出激励信号，以使所述触摸感测部件在所述扫描线上的激励信号到来时在所述第二数据线上生成触摸感测信号；

采集所述第二数据线上的所述触摸感测信号。

11.如权利要求10所述的触摸感测方法，其特征在于，所述阵列基板的衬底上还设有若干个像素电路，每个所述像素电路与一行所述扫描线相连，并与一列所述第一数据线相连；所述方法还包括：

依次向所述若干行扫描线输出扫描信号，并通过所述若干列第一数据线向每一所述像素电路提供对应的数据电压信号，以使所述像素电路在所述扫描线上的扫描信号到来时接收所述第一数据线上的所述数据电压信号。

12.如权利要求10所述的触摸感测方法，其特征在于，

向任一行扫描线输出的激励信号延迟于该行扫描线输出的扫描信号预设时间。

13.如权利要求10所述的触摸感测方法，其特征在于，向任一行扫描线输出的激励信号的幅值小于向该行扫描线输出的扫描信号的幅值。