專利名稱：內嵌式電容觸控顯示面板、顯示裝置、控制裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶技術領域，尤其涉及一種內嵌式電容觸控顯示面板、顯示裝置、控制裝置及方法。
背景技術：
現(xiàn)在的高級超維場轉換液晶顯不技術(Advanced Super Dimension Switch, ADS)LCD顯示模塊在彩膜CF外面有一層起屏蔽作用的ΙΤ0，其作用是為了避免外界的干擾信號進入液晶電場內部，從而能夠保護LCD顯示模塊的正常顯示。具體地，傳統(tǒng)的ADS型液晶顯示器的陣列基板上設置有兩層透明電極，其通過同一平面內狹縫電極邊緣所產(chǎn)生的電場以及狹縫電極層與板狀電極層間產(chǎn)生的電場形成多維電場，使液晶盒內狹縫電極間、電極正上方所有取向液晶分子都能夠產(chǎn)生旋轉，從而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。如圖1所示，現(xiàn)有技術中的IXD基本結構包括:上偏光片201、屏蔽IT030、彩膜基板、上取向層501、液晶層12、下取向層502、陣列基板及下偏光片202。其中，彩膜基板包括玻璃基板10、彩膜層40 (包括彩色濾光片RGB和黑矩陣);陣列基板包括襯底基板130，以及形成于襯底基板130之上的柵線131、 數(shù)據(jù)線132，所述柵線131和數(shù)據(jù)線132不同層設置，二者之間設置有第一絕緣層60?；谏鲜鼋Y構，實現(xiàn)電容觸控的方式往往是通過在上偏光片上貼附觸控功能單元，需要貼合一個制作了觸控感應電極touch sensor的玻璃，成本很高，并且因為增加貼合工藝，良率降低，且厚度很大影響透過率。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供了一種內嵌式電容觸控顯示面板、顯示裝置、控制裝置及方法，用以實現(xiàn)無需附加觸控面板即可解決顯示面板的顯示及觸控功能，簡化了內嵌式電容觸控顯示面板的結構，提高了光透過率。本發(fā)明實施例提供了一種內嵌式電容觸控顯示面板，包括陣列基板、對向基板以及液晶層，其中，所述陣列基板包括交叉排列的柵線和數(shù)據(jù)線，以及透明公共電極層；其中，所述陣列基板還包括:沿第一方向延伸的觸控驅動電極，所述觸控驅動電極位于所述透明公共電極層；及，沿第二方向延伸的觸控感應電極，所述觸控感應電極與所述觸控驅動電極通過絕緣層相隔離；其中，所述第一方向和第二方向相垂直；所述觸控驅動電極上分時地施加公共電壓信號和觸控驅動信號。本發(fā)明實施例提供的一種實現(xiàn)上述的內嵌式電容觸控顯示面板的顯示和觸控功能的控制方法，該方法包括:將所述顯示面板顯示每一幀圖像的時間分成顯示時間段和觸控時間段；
在顯示時間段，對所述觸控驅動電極施加公共電壓信號，所述觸控感應電極無信號輸入;在觸控時間段，對所述觸控驅動電極施加觸控驅動信號，觸控感應電極耦合所述觸控驅動電極的電壓信號并輸出。本發(fā)明實施例提供的一種對所述的內嵌式電容觸控顯示面板進行顯示和觸控的控制裝置，其中，所述顯示面板顯示每一幀圖像的時間分成顯示時間段和觸控時間段；所述控制裝置包括:顯示控制單元，用于在顯示時間段內，對所述觸控驅動電極施加公共電壓信號，所述觸控感應電極無信號輸入；觸控單元，用于在觸控時間段內，對所述觸控驅動電極施加觸控驅動信號；觸控感應電極耦合所述觸控驅動電極的電壓信號并輸出。本發(fā)明實施例提供的一種顯示裝置，該顯示裝置包括所述的內嵌式電容觸控顯示面板。本發(fā)明實施例提供的內嵌式電容觸控顯示面板、顯示裝置、控制裝置及控制方法，通過給位于透明公共電極層中的部 分公共電極分時地施加不同信號，使其在不同的時段內分別充當公共電極和觸控驅動電極；這樣，既保證了觸控顯示面板的正常畫面顯示，又充分利用了現(xiàn)有的電極結構，無需附加觸控驅動電極，即可實現(xiàn)顯示面板的觸控功能，同時增大了電容觸控顯示面板的開口率。


圖1為現(xiàn)有技術中IXD產(chǎn)品的顯示面板的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種顯示面板的結構示意圖；圖3為圖2所示結構的詳細示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的一種內嵌式電容觸控顯示面板中觸控感應電極和觸控驅動電極的層狀結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的另一種內嵌式電容觸控顯示面板中觸控感應電極和觸控驅動電極的層狀結構示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的控制顯示面板顯示和觸控的各信號端的時序圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供了一種內嵌式電容觸控顯示面板、顯示裝置、控制裝置及方法，用以實現(xiàn)無需附加觸控面板即可解決顯示面板的顯示及觸控功能，簡化了內嵌式電容觸控顯示面板的結構，提高了光透過率。下面結合附圖對本發(fā)明進行說明。需要說明的是，附圖僅為結構示意圖，并不是真實的比例。且僅是為了更清楚的解釋本發(fā)明，并不能限制本發(fā)明。參見圖2，為本發(fā)明實施例提供的一種內嵌式電容觸控顯示面板，所述顯示面板包括對向基板11、陣列基板以及位于對向基板11和陣列基板之間的液晶層12，其中，所述TFT陣列基板包括形成在襯底基板130之上的交叉排列的柵線131和數(shù)據(jù)線132，以及公共電極層133 ;所述柵線131和數(shù)據(jù)線132不同層設置，二者之間設置有第一絕緣層60 ;同時，所述陣列基板還包括:沿第一方向延伸的觸控驅動電極，所述觸控驅動電極位于所述透明公共電極層133 ;及，沿第二方向延伸的觸控感應電極14，所述觸控感應電極與所述觸控驅動電極通過第二絕緣層(未圖示)相隔離；其中，所述第一方向和第二方向相垂直，即所述觸控驅動電極和觸控感應電極相垂直；所述觸控驅動電極上分時地施加公共電壓信號和觸控驅動信號。上述第一方向和第二方向在此不做具體限定。例如，所述第一方向可以是與柵線的延伸方向相同，那么第二方向就是與數(shù)據(jù)線的延伸方向相同；或者，第一方向與數(shù)據(jù)線的延伸方向相同，貝1J第二方向與柵線的延伸方向相同。上述的顯示面板，在具體實施過程中，所述公共電極層133包括多個條狀的公共電極，由于觸控結構的像素精度小于顯示面板的像素精度，因此本發(fā)明提供的方案中以所述多個條狀公共電極中的部分來作為觸控驅動電極。例如，可以從所述多個條狀的公共電極中，每隔一個公共電極選取一個來作為觸控驅動電極，當然也可以使每間隔兩個或者三個公共電極來選取一個作為觸控驅 動電極。具體地，可以根據(jù)觸控的精度需要來靈活選取作為觸控驅動電極的條狀公共電極。這樣，無需額外的增加觸控感應電極。較佳地，所述觸控感應電極具有網(wǎng)格狀結構，材料為金屬。所述網(wǎng)格狀的觸控感應電極所處的位置與黑矩陣區(qū)域相對應，即網(wǎng)格狀的觸控感應電極與柵線和數(shù)據(jù)線的布線區(qū)域相對應，這樣觸控感應電極對應區(qū)域也無需增加額外的遮擋，進而增大了電容式觸控顯不面板的開口率。在本實施例以及相應的附圖中，以所述觸控驅動電極沿柵線方向排列，所述觸控感應電極沿數(shù)據(jù)線方向排列為例。較佳地，該顯示面板還包括:金屬電極15 (見圖3)，所述金屬電極15設置在所述觸控驅動電極上方或下方，且與所述觸控驅動電極電連接。所述金屬電極15可以是與觸控驅動電極直接接觸。由于本實施例中的透明公共電極層通常采用ITO材料制作，在觸控驅動電極的上方或下方增設了金屬電極15之后，可以明顯降低觸控驅動電極的整體阻值。較佳地，所述金屬電極具有網(wǎng)格狀結構，且所述網(wǎng)格狀的金屬電極所處的位置與黑矩陣區(qū)域相對應。同樣地，由于與觸控驅動電極相連的金屬電極也是對應到柵線和/或數(shù)據(jù)線的布線區(qū)域，因此不會對觸控顯示面板的開口率產(chǎn)生影響。進一步的，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。參見圖2和圖3，為本發(fā)明提供的一種內嵌式電容觸控顯示面板的結構示意圖，該顯示面板包括:對向基板11、液晶層12、陣列基板，所述陣列基板上形成有觸控驅動電極和觸控感應電極14。具體地，對向基板11包括玻璃基板10、彩膜層40，在所述對向基板的外側設有上偏光片201，在其內側設有上取向層501 ；需指出的是，本實施例中以所述彩膜層40位于對向基板為例，此時所述對向基板也稱為彩膜基板；此外，彩膜層也可以通過COA (Color Filter On Array)技術制作在陣列基板上。上述陣列基板包括:襯底基板130、形成于襯底基板130之上的柵線131、數(shù)據(jù)線132和透明的公共電極層133 ;以及，位于觸控感應電極之上的下取向層502，和位于襯底基板130之下的下偏光片202。其中，透明公共電極層133包括公共電極133a (見圖4)和觸控驅動電極133b (見圖4);其中，所述觸控驅動電極133b分時地施加公共電壓信號和觸控驅動信號。在具體實施過程中，在顯示時間段，所述觸控驅動電極133b上施加公共電壓信號，所述觸控驅動電極133b起到公共電極的作用，與像素電極一起用于控制液晶翻轉；在觸控時間段，所述觸控驅動電極133b上施加觸控驅動信號，所述觸控感應電極14耦合所述觸控驅動電極的電壓信號并輸出。位于周邊區(qū)域的觸控判斷模塊在檢測到觸控感應電極14輸出的耦合信號后，可判斷出觸控動作對應的具體位置，實現(xiàn)準確的觸控定位。所述公共電極133a只連接公共電壓信號，與像素電極一起用于控制液晶翻轉。所述觸控驅動電極133b的制作材料為透明導電材料ΙΤ0，所述觸控電極在延伸的方向上具有較大的電阻，不利于信號的傳輸；如圖5所示，為提高信號傳輸質量，較佳的，在所述觸控驅動電極的上方還設置有金屬電極15，所述金屬電極15與所述觸控驅動電極133b電連接。較佳地，所述金屬電極15 具有網(wǎng)格狀結構，且所述網(wǎng)格狀的金屬電極所處的位置與黑矩陣區(qū)域相對應，位于所述黑矩陣區(qū)域的下方。所述陣列基板還包括位于金屬電極上方的鈍化層16,用于將觸控電極與其它電極絕緣，所述鈍化層16的制作材料為樹脂；同時，所述鈍化層也可以采用其他材料，只要為透明的絕緣材料即可。結合圖3和圖4所示，所述觸控感應電極14位于鈍化層16的上方，可以具有網(wǎng)格狀結構；并且，所述網(wǎng)格狀的觸控感應電極沿數(shù)據(jù)線方向延伸。由于所述觸控驅動電極133b的上方對應黑矩陣區(qū)域，因此對于觸控驅動電極，無需增加額外的遮擋，從而增大了柵線131和數(shù)據(jù)線132布線后的開口率，提高了顯示質量。另外，將觸控感應電極14和觸控驅動電極133b設置在陣列基板側，有利于觸控感應電極和觸控驅動電極引腳的引出，進而有利于柔性電路板FPC的綁定。圖4為內嵌式電容觸控顯示面板中觸控感應電極和觸控驅動電極的層狀結構示意圖。其中，觸控感應電極14沿著TFT陣列基板中數(shù)據(jù)線的方向，觸控驅動電極133b和所述觸控感應電極互相垂直，每兩條觸控驅動電極之間相互平行，且每兩條觸控驅動電極之間設置有公共電極133a。在觸控階段，觸控感應電極分別連接觸控感應信號(比如一直流電信號)，觸控驅動電極分別連接觸控驅動信號。同時，包括公共電極133a和觸控驅動電極133b的公共電極層呈現(xiàn)面狀結構，一般的，公共電極層如此的覆蓋在整個陣列基板的表面，一般采用ITO制作，關于公共電極層的結構及材料均為現(xiàn)有技術，在此不再贅述。進一步的，如圖5所示，所述觸控驅動電極133b上方設置有網(wǎng)格狀的金屬電極，所述金屬電極與觸控驅動電極133b電連接，且位置與黑矩陣區(qū)域相對應，位于所述黑矩陣區(qū)域的下方。在此，增加一層電連接的金屬電極，由于所述金屬電極的材料為金屬，相比一般采用ITO制作的公共電極，電阻要小很多，那么將金屬電極并聯(lián)到觸控驅動電極上之后，最終觸控驅動電極的電阻要小很多，這樣很有效的減小了觸控芯片的負載，提高了觸控的準確度。同時，所述金屬電極的密度可以預先根據(jù)顯示精度要求來設計，以滿足不同的顯示需求。
并且，所述金屬電極設置在觸控驅動電極之上，形狀與觸控驅動電極形狀相同，位置與黑矩陣區(qū)域相對應，因此不會影響透光率，同時，也不會因為增加該金屬電極而額外增加遮擋。本發(fā)明提供了一種對所述顯示面板進行顯示和觸控的控制方法，所述控制方法包括:將所述顯示面板顯示每一幀圖像的時間分成顯示時間段和觸控時間段；在顯示時間段，對所述觸控驅動電極施加公共電壓信號，所述觸控感應電極無信號輸入;在觸控時間段，對所述觸控驅動電極施加觸控驅動信號，觸控感應電極耦合所述觸控驅動電極的電壓信號并輸出。進一步的，預先將每巾貞圖像的時間分為顯示時間Display和觸控時間Touch,在顯示時間和觸控時間內，分別實現(xiàn)該顯示面板的顯示功能和觸控功能。參見圖6所示的時序圖，其中，STV為幀開啟信號，CPV為gate開啟控制信號，TP為data的開啟信號，Gate為每一行柵線的開啟信號， Data為每一列數(shù)據(jù)信號，TE為觸控開啟控制信號，TX為觸控驅動信號，RX為觸控感應信號。在顯示時間Display內，觸控驅動電極和公共電極均連接公共電壓信號，Gate信號從第一行開始依次向下輸入到每行柵線使得各行像素逐行打開，數(shù)據(jù)線依次輸出相應的數(shù)據(jù)信號，從而像素電極和公共電極形成電場控制相應像素的液晶翻轉，完成顯示。在每幀圖像的觸控時間Touch從TE信號的開啟開始，此階段內，控制觸控驅動電極連接觸控驅動信號，控制觸控感應電極連接觸控感應信號；控制公共電極連接公共電壓信號；同時，所有的柵線上沒有信號，數(shù)據(jù)線沒有輸出；直至TE信號關閉，開始下一幀圖像的顯示時間。本發(fā)明實施例提供的分時驅動方法(將一幀畫面的顯示時間分為顯示時間段和觸控時間段)，有效地避免了觸控階段，觸控信號對顯示信號的干擾，提高了顯示質量。本發(fā)明實施例提供的對前述顯示面板進行顯示和觸控的控制裝置，所述控制裝置包括:顯示控制單元，用于在顯示時間段內，對所述觸控驅動電極施加公共電壓信號，所述觸控感應電極無信號輸入；觸控單元，用于在觸控時間段內，對所述觸控驅動電極施加觸控驅動信號；觸控感應電極耦合所述觸控驅動電極的電壓信號并輸出。此外，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上述的內嵌式電容觸控顯示面板。較佳的，所述顯示裝置還包括上述的控制裝置，所述控制裝置用以控制所述內嵌式電容觸控顯示面板的顯示和觸控。綜上所述，本發(fā)明實施例提供的內嵌式電容觸控顯示面板、顯示裝置、控制裝置及方法，通過在陣列基板上設置觸控驅動電極和觸控感應電極，利用陣列基板上的公共電極層的一部分作為觸控驅動電極，在公共電極層之上設置觸控感應電極，且觸控驅動電極之間和觸控感應電極之間設置有鈍化層，同時通過分時驅動的方法可以實現(xiàn)顯示面板顯示和觸控的功能。而由于觸控感應電極的位置與黑矩陣區(qū)域相對應，無需進行額外的阻擋，因此可以保持像素結構的開口率，同時由于將下方設置有柵線的公共電極作為觸控階段的觸控驅動電極，無需另行制作觸控驅動電極，節(jié)約了成本。另外，將觸控驅動電極和觸控感應電極設置在TFT陣列基板側，有利于觸控驅動電極和觸控感應電極的引腳引出，以有利于柔性電路板FPC的綁定。本領域內的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器和光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程 或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種內嵌式電容觸控顯示面板，包括陣列基板、對向基板以及液晶層，其中，所述陣列基板包括交叉排列的柵線和數(shù)據(jù)線，以及透明公共電極層；其特征在于，所述陣列基板還包括: 沿第一方向延伸的觸控驅動電極，所述觸控驅動電極位于所述透明公共電極層；及，沿第二方向延伸的觸控感應電極，所述觸控感應電極與所述觸控驅動電極通過絕緣層相隔離； 其中，所述第一方向和第二方向相垂直；所述觸控驅動電極上分時地施加公共電壓信號和觸控驅動信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的內嵌式電容觸控顯示面板，其特征在于，所述觸控感應電極具有網(wǎng)格狀結構；且所述網(wǎng)格狀的觸控感應電極所處的位鉻與黑矩陣區(qū)域相對應。
3.根據(jù)權利要求1所述的內嵌式電容觸控顯示面板，其特征在于，該顯示面板還包括:設鉻在所述觸控驅動電極上方或下方的金屬電極，所述金屬電極與所述觸控驅動電極電連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的內嵌式電容觸控顯示面板，其特征在于，所述金屬電極具有網(wǎng)格狀結構，且所述網(wǎng)格狀的金屬電極所處的位鉻與黑矩陣區(qū)域相對應。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的內嵌式電容觸控顯示面板，其特征在于，所述觸控驅動電極與所述柵線的延伸方向一致；所述觸控感應電極與所述數(shù)據(jù)線的延伸方向一致。
6.一種實現(xiàn)如權利要求1至5中任一項所述的內嵌式電容觸控顯示面板的顯示和觸控功能的控制方法，其特征在于，包括: 將所述顯示面板顯示每一幀圖像的時間分成顯示時間段和觸控時間段； 在顯示時間段，對所述觸控驅動電極施加公共電壓信號，所述觸控感應電極無信號輸A ； 在觸控時間段，對所述觸控驅動電極施加觸控驅動信號，觸控感應電極耦合所述觸控驅動電極的電壓信號并輸出。
7.一種對權利要求1至5中任一項所述的內嵌式電容觸控顯示面板進行顯示和觸控的控制裝鉻，其特征在于，所述顯示面板顯示每一幀圖像的時間分成顯示時間段和觸控時間段；所述控制裝鉻包括: 顯示控制單元，用于在顯示時間段內，對所述觸控驅動電極施加公共電壓信號，所述觸控感應電極無信號輸入； 觸控單元，用于在觸控時間段內，對所述觸控驅動電極施加觸控驅動信號；觸控感應電極耦合所述觸控驅動電極的電壓信號并輸出。
8.—種顯示裝鉻，其特征在于，該顯示裝鉻包括權利要求1至5中任一項所述的內嵌式電容觸控顯示面板。
9.根據(jù)權利要求8所述的顯示裝鉻，其特征在于，所述顯示裝鉻還包括權利要求7所述的控制裝鉻，所述控制裝鉻用以控制所述內嵌式電容觸控顯示面板的顯示和觸控。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內嵌式電容觸控顯示面板、顯示裝置、控制裝置及方法，用以實現(xiàn)無需附加觸控面板即可解決顯示面板的顯示及觸控功能，簡化了內嵌式電容觸控顯示面板的結構，提高了光透過率。本發(fā)明實施例提供的一種內嵌式電容觸控顯示面板，包括對向基板、陣列基板以及液晶層，其中，陣列基板包括交叉排列的柵線和數(shù)據(jù)線，以及透明公共電極層；所述陣列基板還包括位于透明公共電極層且沿第一方向延伸的觸控驅動電極，以及與所述觸控驅動電極通過絕緣層相隔離且沿第二方向延伸的觸控感應電極，所述第一方向和第二方向相垂直；所述觸控驅動電極上分時地施加公共電壓信號和觸控驅動信號。
文檔編號G02F1/133GK103226423SQ20131010826
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權日2013年3月29日
發(fā)明者趙衛(wèi)杰, 董學, 王海生 申請人:北京京東方光電科技有限公司