CN111722756A - 一种内嵌触控模组及其驱动方法、触控面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种内嵌触控模组及其驱动方法、触控面板，涉及触控技术领域，所述内嵌触控模组包括像素电路以及位于基板与像素电路的膜层之间的触控电极，所述触控电极为透明电极层，像素电路和触控电极均与电源信号线连接，触控电极和像素电路共用电源信号线；在显示阶段，电源信号线用于驱动像素电路；在触控阶段，电源信号线当作触控信号传输线。
Description
技术领域
本发明属于触控技术领域，具体涉及一种内嵌触控模组及其驱动方法、触控面板。
背景技术
传统的有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)触控显示屏是对触控单元单独制作，再通过光学透明胶将触控单元贴合在OLED上形成完整的触控显示屏，这样制作的显示屏整体厚度较大，同时，由于显示驱动电极与触控电极位于不同的层上，需要将驱动电极走线与主板连接，成本较高。将触控模块与显示驱动电路集成设计使OLED触控显示屏变轻薄、生产成本降低成为发展的必然趋势。
现有OLED内嵌(incell)技术使用阴极作为触控电极，并采用互容式设计，存在以下缺点：阴极的图案化对发光层有影响，对阴极的导电性要求高，触控阶段不发光，对亮度有影响等缺点。
发明内容
本发明提供一种内嵌触控模组及其驱动方法、触控面板，触控电极与像素电路的电源信号线通过通孔连接，利用像素电路的电源信号线作为触控电极的触控信号传输线，实现了像素电路的电源信号线和触控信号传输线的共用。
本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种内嵌触控模组，包括像素电路以及位于基板与像素电路的膜层之间的触控电极，所述触控电极为透明电极层，像素电路和触控电极均与电源信号线连接，触控电极和像素电路共用电源信号线；
在显示阶段，电源信号线用于驱动像素电路；
在触控阶段，电源信号线当作触控信号传输线。
优选地，所述触控电极由多个触控电极块构成，相邻触控电极块之间具有缝隙；每个触控电极块由多个像素电路单元组成，至少有1个像素电路单元具有通孔将电源信号线与触控电极块连接起来；其中，每个触控电极块中至少有一条电源信号线用作触控信号传输线。
优选地，所述电源信号线为数据电压信号线或参考电压信号线。
优选地，当电源信号线为数据电压信号线时，每个触控电极块中只有一条电源信号线用作触控信号传输线。
优选地，当电源信号线为参考电压信号线时，每个触控电极块中至少有一条电源信号线用作触控信号传输线。
优选地，所述像素电路包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第一电容以及发光二极管；
第一薄膜晶体管的控制端输入第一扫描信号，第一薄膜晶体管的第一通路端连接数据电压信号线，第一薄膜晶体管的第二通路端连接第二薄膜晶体管的控制端和第一电容的第一极板；第二薄膜晶体管的第一通路端连接第一电容的第二极板和高电平，第二薄膜晶体管的第二通路端连接发光二极管的阳极，发光二极管的阴极连接低电平；
其中，数据电压信号线既可用于驱动像素电路，也可当作触控信号传输线。
在显示阶段，数据电压信号线用于驱动像素电路；在触控阶段，数据电压信号线当作触控信号传输线。
优选地，所述像素电路包括第三薄膜晶体管、第四薄膜晶体管、第五薄膜晶体管、第二电容以及发光二极管；
第三薄膜晶体管的控制端输入第一扫描信号，第三薄膜晶体管的第一通路端连接数据电压信号线，第三薄膜晶体管的第二通路端连接第四薄膜晶体管的控制端和第二电容的第一极板；
第四薄膜晶体管的控制端连接第三薄膜晶体管的第二通路端和第二电容的第一极板，第四薄膜晶体管的第一通路端连接高电平，第四薄膜晶体管的第二通路端连接发光二极管、第二电容的第二极板和第五薄膜晶体管的第一通路端；
第五薄膜晶体管的控制端连接第二扫描信号，第五薄膜晶体管的第一通路端连接发光二极管、第二电容的第二极板和第四薄膜晶体管的第二通路端，第五薄膜晶体管的第二通路端连接参考电压信号线；
第二电容的两个极板分别连接第三薄膜晶体管的第二通路端和第五薄膜晶体管的第一通路端；
发光二极管的阳极连接第四薄膜晶体管的第二通路端；阴极连接低电平；
其中，参考电压信号线既可用于驱动像素电路，也可当作触控信号传输线；第一扫描信号与第二扫描信号为不同级的扫描信号。
本发明还公开了一种内嵌触控模组的驱动方法，用于驱动上述的内嵌触控模组，所述驱动方法包括：
在显示阶段，电源信号线用于驱动像素电路；
在触控阶段，电源信号线当作触控信号传输线。
本发明还公开了一种触控面板，包括上述的内嵌触控模组，所述触控面板具体包括：
基板；
位于基板上方的触控电极；
位于触控电极上方的OLED显示层，包括像素电路的膜层、位于像素电路的膜层上方的有机发光层、位于有机发光层上方的阴极层以及设置在阴极层一侧的封装层；
其中，OLED显示层为底发射结构。
优选地，所述像素电路的膜层从下至上依次包括：位于触控电极上方的第一绝缘层；位于第一绝缘层上方的栅金属层；覆盖栅金属层的栅极绝缘层；位于栅极绝缘层上的半导体层；部分覆盖半导体层、部分覆盖栅极绝缘层的源漏电极层；覆盖源漏电极层的第二绝缘层；覆盖第二绝缘层的平坦层；以及覆盖平坦层的阳极层；其中，源漏电极层形成源极和漏极，第一绝缘层和栅极绝缘层上设有一个相互贯穿的通孔，触控电极通过通孔与源极连接，所述源极通过源漏电极层的走线连接电源信号，所述源漏电极层的走线既是像素电路的电源信号线，也是触控电极的触控信号传输线。
优选地，在显示阶段，电源信号线作为输入数据电压的数据电压信号线，在触控阶段，电源信号线作为触控信号传输线使用。
优选地，在显示阶段，电源信号线作为输入参考电压的参考电压信号线使用，在触控阶段，电源信号线作为触控信号传输线使用。
本发明能够带来以下至少一项有益效果：
本发明将触控电路集成到OLED显示面板的像素电路的膜层结构中，触控电极与像素电路的电源信号线通过通孔连接，利用电源信号线作为触控电极的触控信号传输线，实现了像素电路的电源信号线和触控信号传输线的共用，不影响像素开口率，且显示亮度不会受触控的影响。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明予以进一步说明。
图1是本发明内嵌触控模组的示意图；
图2是本发明触控面板的膜层结构示意图；
图3是本发明内嵌触控模组的像素电路实施例一的示意图；
图4是本发明基于实施例一像素电路的触控电极架构图；
图5是本发明与实施例一相对应的像素电路的膜层示意图；
图6是本发明实施例一的像素电路工作时的时序图；
图7是本发明内嵌触控模组的像素电路实施例二的示意图；
图8是本发明基于实施例二像素电路的触控电极架构图；
图9是本发明与实施例二相对应的像素电路的膜层示意图；
图10是本发明实施例二的像素电路工作时的时序图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
下面以详细介绍本发明的技术方案。
本发明提供一种用于OLED内嵌(incell)技术的内嵌触控模组，包括像素电路以及位于基板与像素电路的膜层之间的触控电极，所述触控电极为自容式的，且触控电极为透明电极层。如图1所示为内嵌触控模组的示意图，像素电路和触控电极均与电源信号线连接，触控电极和像素电路共用电源信号线。在显示阶段，电源信号线用于驱动像素电路；在触控阶段，电源信号线当作触控信号传输线。本发明的触控电极为自容式的，所述触控电极为透明电极层，在触控时亮度不会受触控的影响，会正常发光。
其中，当作触控信号传输线传输触控信号的电源信号线可以是参考电压信号线，或是数据电压信号线，但不限于此。不同的像素电路，可以选用不同电源信号线作为触控信号传输线配合触控电极。
如图4所示，触控电极由多个触控电极块100构成，相邻触控电极块100之间具有缝隙。每个触控电极块100由多个像素电路单元200组成，至少有1个像素电路单元200具有通孔201将电源信号线300与触控电极块100连接起来。其中，每个触控电极块100中至少有一条电源信号线300用作触控信号传输线。所有电源信号线300连接至触控面板的驱动芯片。
本发明还公开了一种触控面板，如图2所示，包括上述的内嵌触控模组，所述触控面板具体包括：基板01；位于基板01上方的触控电极02；位于触控电极02上方的OLED显示层10。OLED显示层10包括像素电路的膜层03、位于像素电路的膜层03上方的有机发光层04、位于有机发光层04上方的阴极层05以及设置在阴极层05一侧的封装层(图未示)。
像素电路的膜层03从下至上依次包括位于触控电极02上方的第一绝缘层031，位于绝缘层031上方的栅金属层032，覆盖栅金属层032的栅极绝缘层033，位于栅极绝缘层033上的半导体层034，部分覆盖半导体层034、部分覆盖栅极绝缘层033的源漏电极层035，覆盖源漏电极层035的第二绝缘层036，覆盖第二绝缘层036的平坦层037，覆盖平坦层037的阳极层038。其中，源漏电极层形成源极和漏极，第一绝缘层031和栅极绝缘层033上设有一个相互贯穿的通孔，触控电极02通过通孔与源漏电极层035的源极连接，所述源极通过源漏电极层035走线连接电源信号，所述源漏电极层035走线即为像素电路的电源信号线300。
其中，上述提及的OLED显示层为底发射结构，触控电极位于基板与像素电路的膜层之间，且触控电极为透明电极层，不会影响OLED的光传输。需要说明的是，本发明内嵌触控模组的应用范围并不限于底发射型的OLED触控面板。
下面通过具体实施例来说明本发明所述的内嵌触控模组的像素电路。
实施例一：
如图3所示是像素电路实施例一的电路图。其中，所述像素电路采用2个薄膜晶体管、1个存储电容和1个发光二极管(简称为2T1C)，像素电路包括第一薄膜晶体管M1、第二薄膜晶体管M2、第一电容C1以及发光二极管OLED。
其中，第一薄膜晶体管M1的控制端输入第一扫描信号Gn，第一薄膜晶体管M1的第一通路端连接数据电压信号线，第一薄膜晶体管M1的第二通路端连接第二薄膜晶体管M2的控制端和第一电容C1的第一极板；第二薄膜晶体管M2的第一通路端连接第一电容C1的第二极板和高电平ELVDD，第二薄膜晶体管M2的第二通路端连接发光二极管OLED的阳极，发光二极管的阴极连接低电平ELVSS。
在本实施例中，数据电压信号线作为像素电路的电源信号线300，既可传输数据电压Vdata用于驱动像素电路，也可当作触控信号传输线传输触控信号。因为触控信号传输线与数据电压信号线使用同一条导线，所以不会影响像素的开口率。
图4是基于实施例一像素电路的触控电极架构图，如图4所示，触控电极由多个触控电极块100构成，相邻触控电极块100之间具有缝隙。每个触控电极块100由多个像素电路单元200组成，至少有1个像素电路单元200具有通孔201将电源信号线300与触控电极块100连接起来。在本实施例中，电源信号线300为数据电压信号线，其中，每个触控电极块100中只有一条数据电压信号线用作触控信号传输线，即每一列触控电极块100中的相同列的像素电路单元200使用同一条数据电压信号线同时用作触控信号传输线。多条数据电压信号线最终连接至触控面板的驱动芯片。
图5是与实施例一相对应的像素电路的膜层示意图，其中，像素电路中的薄膜晶体管的源漏电极层035包括源极和漏极，触控电极02通过通孔与第一薄膜晶体管M1的源极连接，源极通过源漏电极层035走线连接电源信号，所述源漏电极层035走线即为像素电路的电源信号线300。在显示阶段，该电源信号线300作为输入数据电压Vdata的数据电压信号线，在触控阶段，该电源信号线300也可作为输入触控信号的触控信号传输线使用。
当实施例一中的像素电路工作时，工作时序图如图6所示，在显示阶段，输入第一扫描信号Gn打开第一薄膜晶体管M1的控制端，此时，数据电压Vdata通过数据电压信号线开始对第一薄膜晶体管M1进行充电，当第一电容C1存储到足够的电荷后第二薄膜晶体管M2导通，使得发光二极管OLED开始发光。在触控阶段，第一扫描信号Gn处于低电位，第一薄膜晶体管M1的控制端不打开，数据电压信号线此时作为触控信号传输线传输触控信号，触控阶段可以正常发光并保持在显示阶段的发光状态，亮度不会受触控的影响。
实施例二：
如图7所示是像素电路实施例二的电路图。其中，所述像素电路采用3个薄膜晶体管、1个存储电容和1个发光二极管(简称为3T1C)，像素电路包括第三薄膜晶体管M3、第四薄膜晶体管M4、第五薄膜晶体管M5、第二电容C2以及发光二极管OLED。
其中，第三薄膜晶体管M3的控制端输入第一扫描信号Gn，第三薄膜晶体管M3的第一通路端连接数据电压信号线，第三薄膜晶体管M3的第二通路端连接第四薄膜晶体管M4的控制端和第二电容C2的第一极板；第四薄膜晶体管M4的第一通路端连接高电平ELVDD，第四薄膜晶体管M4的第二通路端连接第二电容C2的第二极板、第五薄膜晶体管M5的第一通路端以及发光二极管OLED的阳极；第五薄膜晶体管M5的控制端连接第二扫描信号Gm(第二扫描信号Gm与第一扫描信号Gn为不同级的扫描信号)，第五薄膜晶体管M5的第二通路端连接参考电压信号线；发光二极管OLED的阴极连接低电平ELVSS。
与实施例一不同，在本实施例中，触控信号传输线与参考电压信号线共用一条线，即参考电压信号线既可用于传输参考电压Reference用于驱动像素电路，也可当作触控信号传输线传输触控信号给触控电极。因为触控信号传输线与参考电压信号线使用的是同一条线，所以也不会影响像素的开口率。
图8是基于实施例二像素电路的触控电极架构图，如图8所示，触控电极由多个触控电极块100构成，相邻触控电极块100之间具有缝隙。每个触控电极块100由多个像素电路单元组成，至少有1个像素电路单元200具有通孔201将电源信号线300与触控电极块100连接起来。在本实施例中，电源信号线300为参考电压信号线，其中，每个触控电极块100中至少有一条参考电压信号线同时用作触控信号传输线。多条参考电压信号线最终连接至触控面板的驱动芯片。
图9是与实施例二相对应的像素电路的膜层示意图，其中，像素电路中的薄膜晶体管的源漏电极层035包括源极和漏极，触控电极02通过通孔与第五薄膜晶体管M5的源极连接，源极通过源漏电极层035走线连接电源信号，所述源漏电极层035走线即为像素电路的电源信号线300。在显示阶段，源漏电极层035作为输入参考电压Reference的参考电压信号线使用，在触控阶段，源漏电极层035也可作为输入触控信号的触控信号传输线使用。
当实施例二中的像素电路工作时，工作时序图如图10所示。因为第二扫描信号Gm输入到第五薄膜晶体管M5的控制端，第五薄膜晶体管M5的第一通路端连接第四薄膜晶体管M4的第二通路端以及发光二极管OLED的阳极，第五薄膜晶体管M5的第二通路端连接参考电压信号线，所以在显示阶段，当第五薄膜晶体管M5的控制端打开后，参考电压信号线用于输入参考电压Reference对像素电路进行驱动；在触控阶段，第二扫描信号Gm处于低电位，第五薄膜晶体管M5不导通，参考电压信号线此时作为触控信号传输线，触控阶段可以正常发光并保持在显示阶段的发光状态，亮度不会受触控的影响。
本发明还公开了一种内嵌触控模组的驱动方法，用于驱动上述的内嵌触控模组，所述驱动方法包括：在显示阶段，电源信号线300用于驱动像素电路；在触控阶段，电源信号线300当作触控信号传输线。
其中，当作触控信号传输线传输触控信号的电源信号线300可以是参考电压信号线，或是数据电压信号线，但不限于此。不同的像素电路，可以选用不同电源信号线300作为触控信号传输线配合触控电极。
本发明将触控电路集成到OLED显示面板的像素电路的膜层结构中，触控电极与像素电路的电源信号线通过通孔连接，利用像素电路的电源信号线作为触控电极的触控信号传输线，实现了像素电路的电源信号线和触控信号传输线的共用，且显示亮度不会受触控的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，也不限于有机发光二极管、Micro LED等平板显示器。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在本发明的技术构思范围内，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些改进、润饰和等同变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种内嵌触控模组，包括像素电路以及位于基板与像素电路的膜层之间的触控电极，其特征在于，所述触控电极为透明电极层，像素电路和触控电极均与电源信号线连接，触控电极和像素电路共用电源信号线；
在显示阶段，电源信号线用于驱动像素电路；
在触控阶段，电源信号线当作触控信号传输线。
2.根据权利要求1所述的内嵌触控模组，其特征在于，所述触控电极由多个触控电极块构成，相邻触控电极块之间具有缝隙；每个触控电极块由多个像素电路单元组成，至少有1个像素电路单元具有通孔将电源信号线与触控电极块连接起来；其中，每个触控电极块中至少有一条电源信号线用作触控信号传输线。
3.根据权利要求2所述的内嵌触控模组，其特征在于，所述电源信号线为数据电压信号线或参考电压信号线。
4.根据权利要求3所述的内嵌触控模组，其特征在于，当电源信号线为数据电压信号线时，每个触控电极块中只有一条电源信号线用作触控信号传输线。
5.根据权利要求3所述的内嵌触控模组，其特征在于，当电源信号线为参考电压信号线时，每个触控电极块中至少有一条电源信号线用作触控信号传输线。
6.根据权利要求1所述的内嵌触控模组，其特征在于，所述像素电路包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管、第一电容以及发光二极管；
第一薄膜晶体管的控制端输入第一扫描信号，第一薄膜晶体管的第一通路端连接数据电压信号线，第一薄膜晶体管的第二通路端连接第二薄膜晶体管的控制端和第一电容的第一极板；第二薄膜晶体管的第一通路端连接第一电容的第二极板和高电平，第二薄膜晶体管的第二通路端连接发光二极管的阳极，发光二极管的阴极连接低电平；
其中，数据电压信号线既可用于驱动像素电路，也可当作触控信号传输线。
在显示阶段，数据电压信号线用于驱动像素电路；在触控阶段，数据电压信号线当作触控信号传输线。
7.根据权利要求1所述的内嵌触控模组，其特征在于，所述像素电路包括第三薄膜晶体管、第四薄膜晶体管、第五薄膜晶体管、第二电容以及发光二极管；
第三薄膜晶体管的控制端输入第一扫描信号，第三薄膜晶体管的第一通路端连接数据电压信号线，第三薄膜晶体管的第二通路端连接第四薄膜晶体管的控制端和第二电容的第一极板；
第四薄膜晶体管的控制端连接第三薄膜晶体管的第二通路端和第二电容的第一极板，第四薄膜晶体管的第一通路端连接高电平，第四薄膜晶体管的第二通路端连接发光二极管、第二电容的第二极板和第五薄膜晶体管的第一通路端；
第五薄膜晶体管的控制端连接第二扫描信号，第五薄膜晶体管的第一通路端连接发光二极管、第二电容的第二极板和第四薄膜晶体管的第二通路端，第五薄膜晶体管的第二通路端连接参考电压信号线；
第二电容的两个极板分别连接第三薄膜晶体管的第二通路端和第五薄膜晶体管的第一通路端；
发光二极管的阳极连接第四薄膜晶体管的第二通路端；阴极连接低电平；
其中，参考电压信号线既可用于驱动像素电路，也可当作触控信号传输线；第一扫描信号与第二扫描信号为不同级的扫描信号。
8.一种内嵌触控模组的驱动方法，用于驱动权利要求1-6任一所述的内嵌触控模组，其特征在于，所述驱动方法包括：
在显示阶段，电源信号线用于驱动像素电路；
在触控阶段，电源信号线当作触控信号传输线。
9.一种触控面板，包括权利要求1-7任一所述的内嵌触控模组，其特征在于，所述触控面板具体包括：
基板；
位于基板上方的触控电极；
位于触控电极上方的OLED显示层，包括像素电路的膜层、位于像素电路的膜层上方的有机发光层、位于有机发光层上方的阴极层以及设置在阴极层一侧的封装层；
其中，OLED显示层为底发射结构。
10.根据权利要求9所述的触控面板，其特征在于，所述像素电路的膜层从下至上依次包括：
位于触控电极上方的第一绝缘层；
位于第一绝缘层上方的栅金属层；
覆盖栅金属层的栅极绝缘层；
位于栅极绝缘层上的半导体层；
部分覆盖半导体层、部分覆盖栅极绝缘层的源漏电极层；
覆盖源漏电极层的第二绝缘层；
覆盖第二绝缘层的平坦层；
以及覆盖平坦层的阳极层；
其中，源漏电极层形成源极和漏极，第一绝缘层和栅极绝缘层上设有一个相互贯穿的通孔，触控电极通过通孔与源极连接，所述源极通过源漏电极层的走线连接电源信号，所述源漏电极层的走线既是像素电路的电源信号线，也是触控电极的触控信号传输线。
11.根据权利要求10所述的触控面板，其特征在于，在显示阶段，电源信号线作为输入数据电压的数据电压信号线，在触控阶段，电源信号线作为触控信号传输线使用。
12.根据权利要求10所述的触控面板，其特征在于，在显示阶段，电源信号线作为输入参考电压的参考电压信号线使用，在触控阶段，电源信号线作为触控信号传输线使用。
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|---|---|---|---|
| CN202010609835.2A CN111722756A (zh) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 一种内嵌触控模组及其驱动方法、触控面板 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115061596A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-16 | Tcl华星光电技术有限公司 | 触控显示面板以及触控显示装置 |
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- 2020-06-29 CN CN202010609835.2A patent/CN111722756A/zh active Pending
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