内嵌式触控阵列基板及其驱动方法、显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种内嵌式触控阵列基板及其驱动方法、显示装置。其中，该内嵌式触控阵列基板包括公共电极层，所述公共电极层包括：像素部分公共电极，对应于内嵌式触控阵列基板的所有像素区域，在触控阶段，所述像素部分公共电极接收公共电极信号；周边部分公共电极，对应于所有像素区域之外的至少部分非像素区域，在触控阶段，所述周边部分公共电极接收触控感应信号。通过本发明，达到了提高液晶显示面板的显示画质的效果。
【专利说明】
内嵌式触控阵列基板及其驱动方法、显示装置
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种内嵌式触控阵列基板及其驱动方法、显示装置。
【背景技术】
[0002]目前，大多数触控装置的触控面板与液晶显示面板是独立设置的，触控面板设置于液晶显不面板之上，且液晶显不面板和触控面板之间存在物理空间，因此，在液晶显不面板的上表面和触控面板的下表面上会反射外来光线，这会导致在室外等光线明亮的环境下液晶显示面板的可视性降低。如果能够实现触控面板的可视性，二者实现一体化还可以实现整个显示面板的薄型化和轻量化。
[0003]在此技术发展需求下，InCelI触控技术得以出现并迅速发展，但是在In CelI触控技术中，大多使用简单的分割方式对公共电极(VCOM)进行分割。为便于理解，请参考图1(图1是根据现有技术的VCOM分割技术的分割示意图)，从图1中可以看出，VCOM 10被分割为多个大小面积相等的区域12，这些区域分别作为触控阶段的触控电极，每个区域12(触控电极)通过引线集中连接至TDDK触控显示集成1C)。
[0004]采用这种方式，在显示阶段向VCOM输入直流电压，在触控阶段对VCOM进行交流驱动，为便于理解，请同时参考图2(图2是根据现有技术的In Cell Touch驱动示意图)。采用这种简单的VCOM分割方式，在显示阶段和触控阶段相互转换时，VCOM必然产生电压跳变，从而降低液晶显示面板的显示画质。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于提供一种可以避免公共电极由于在显示阶段和触控阶段分别输入直流电压和交流电压而容易产生的电压跳变，从而能够提高液晶显示面板的显示画质的技术方案。
[0006]为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种内嵌式触控阵列基板，包括公共电极层，所述公共电极层包括:像素部分公共电极，对应于内嵌式触控阵列基板的所有像素区域，在触控阶段，所述像素部分公共电极接收公共电极信号；周边部分公共电极，对应于所有像素区域之外的至少部分非像素区域，在触控阶段，所述周边部分公共电极接收触控感应信号。
[0007]优选地，所述像素部分公共电极包括多个像素子部分公共电极，每个所述像素子部分公共电极对应于每个像素的一亚像素区域。
[0008]优选地，在触控阶段，所述周边部分公共电极与内嵌式触控阵列基板的栅线分别作为触控感应电极、触控驱动电极形成一互容式触控电容。
[0009]优选地，所述周边部分公共电极在栅线层的正投影垂直于所述栅线且与所述栅线形成交叠。
[0010]优选地，所述周边部分公共电极包括多个周边子部分公共电极，每相邻两个所述周边子部分公共电极之间包括至少一列所述像素子部分公共电极。
[0011]优选地，在触控阶段，所述周边部分公共电极与内嵌式触控阵列基板的数据线分别作为触控感应电极、触控驱动电极形成一互容式触控电容。
[0012]优选地，所述周边部分公共电极在数据线层的正投影垂直于所述数据线且与所述数据线形成交叠。
[0013]优选地，所述周边部分公共电极包括多个周边子部分公共电极，每相邻两个所述周边子部分公共电极之间包括至少一行所述像素子部分公共电极。
[0014]优选地，在触控阶段，所述周边部分公共电极单独形成一自容式触控电容。
[0015]优选地，所述周边部分公共电极包括多个周边子部分公共电极，每个所述周边子部分公共电极呈回字形，且包围至少一个所述像素子部分公共电极。
[0016]优选地，所述像素部分公共电极和所述周边部分公共电极在显示阶段接收公共电极信号。
[0017]优选地，所述公共电极信号为直流电压，所述触控感应信号为交流电压。
[0018]根据本方面的另一个方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括上述内嵌式触控阵列基板。
[0019]根据本方面的又一个方面，提供了一种内嵌式触控阵列基板的驱动方法，内嵌式触控阵列基板包括公共电极层，所述公共电极层包括像素部分公共电极和周边部分公共电极，所述像素部分公共电极对应于内嵌式触控阵列基板的所有像素区域，所述周边部分公共电极对应于所有像素区域之外的至少部分非像素区域，所述驱动方法包括:在触控阶段，向所述像素部分公共电极输入公共电极信号，并向所述周边部分公共电极输入触控感应信号。
[0020]优选地，还包括:在显示阶段，向所述像素部分公共电极和所述周边部分公共电极输入所述公共电极信号。
[0021]优选地，所述公共电极信号为直流电压，所述触控感应信号为交流电压。
[0022]与现有技术相比，本发明所述的内嵌式触控阵列基板及其驱动方法、显示装置，可以避免现有公共电极由于在显示阶段和触控阶段分别输入直流电压和交流电压而容易产生的电压跳变，从而能够提高液晶显示面板的显示画质。
【附图说明】
[0023]图1是根据现有技术的VCOM分割技术的分割示意图；
[0024I图2是根据现有技术的In Cell Touch驱动示意图；
[0025]图3A是根据本发明实施例的公共电极层的分割方式一的示意图；
[0026]图3B是根据本发明实施例的公共电极层的分割方式二的示意图；
[0027]图3C是根据本发明实施例的公共电极层的分割方式三的示意图；
[0028]图3D是按照图3C的分割方式三对公共电极层进行分割后每个触控极板对应一个亚像素区域的示意图；
[0029]图4是根据图3B所示的分割方式二的InCell Touch驱动示意图；以及
[0030]图5是根据图3C和图3D所示的分割方式三的InCell Touch驱动示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]为了解决VCOM电压跳变现象影响液晶显示面板的显示画质的问题，现有技术中有的采用将输入到显示IC后的数据(Data)信号先进行处理再输入液晶显示面板使用的方式，但是这种方式无法从根本上解决VCOM电压跳变的问题，对显示画质的效果提升仍然非常有限。
[0033]基于此，本发明实施例提出了一种可以提高显示面板的显示画质的内嵌式触控阵列基板，该内嵌式触控阵列基板可以包括公共电极层，所述公共电极层包括两个部分:(I)像素部分公共电极，对应于内嵌式触控阵列基板的所有像素区域，在触控阶段，所述像素部分公共电极接收公共电极信号；(2)周边部分公共电极，对应于所有像素区域之外的至少部分非像素区域，在触控阶段，所述周边部分公共电极接收触控感应信号。
[0034]也就是说，将公共电极作为触控感应电极接收触控感应信号的功能和作为公共电极接收公共电极信号的功能分开，通过将公共电极层划分为两个部分，像素部分公共电极只用于接收公共电极信号，而周边部分公共电极用于在触控阶段接收触控感应信号。
[0035]采用这样的设计方式，可以避免传统公共电极划分方式得到的VCOM电极(即触控电极)在显示阶段和触控阶段，由于直流电压与交流电压之间转换时容易产生的电压跳变，并导致降低显示效果现象的发生。
[0036]作为一个优选示例，所述像素部分公共电极可以包括多个像素子部分公共电极，每个所述像素子部分公共电极对应于每个像素的一亚像素区域。当然，这种设计方式仅仅是一种优选，而在实际应用中，可以设计成多个亚像素区域对应一个所述像素子部分公共电极，例如对于由RGB三种亚像素组成一个像素的像素结构中，一个像素区域(3个亚像素区域)或三个像素区域(9个亚像素区域)甚至更多个像素区域对应一个所述像素子部分公共电极。这些设计方式都是可行的。
[0037]对于公共电极作为触控电容的极板来说，其可以形成互容式触控电容，也可以形成自容式触控电容。基于此，本发明实施例给出了三种方式:
[0038]由于所述周边部分公共电极在触控阶段是用作触控感应电极的，因此必须存在一个与之相对的电极板，才能形成互容式触控电容。
[0039]方式(I)，该方式为互容式触控方式，在触控阶段，所述周边部分公共电极与内嵌式触控阵列基板的栅线分别作为触控感应电极、触控驱动电极形成一互容式触控电容。
[0040]如果要形成互容式电容，两个相对设置的基板至少有存在部分交叠，因此所述周边部分公共电极与栅线之间也必须存在部分交叠，才能形成互容式触控电容。对于触控操作来说，需要确认该触控操作对应于的触控点在触控面板上的位置信息，为便于得到该位置信息，可以将所述周边部分公共电极的方向设置为垂直于栅线，即所述周边部分公共电极在栅线层的正投影垂直于所述栅线且与所述栅线形成交叠，当然，这仅仅是较佳的设计方式，在实际应用中，只要所述周边部分公共电极大致与栅线垂直即可，在部分区域的方向与栅线呈一定角度倾斜设置也是可行的，而且，作为一个优选方式，所述周边部分公共电极可以设置在数据线的正上方，通过这种方式，能够确定用户在触控面板上的触控点的坐标信息，从而可以实现触控。
[0041]进一步地，所述周边部分公共电极可以包括多个周边子部分公共电极，每相邻两个所述周边子部分公共电极之间包括至少一列所述像素子部分公共电极。由于所述周边子部分公共电极的作用是与栅线形成互容式触控电容以确定用户触控操作的位置信息，因此，每个所述周边子部分公共电极的延伸方向与所述像素子部分公共电极的列排布方向是相同的，当然与数据线的方向也是相同的，而且，每个所述周边子部分公共电极可以对应一列或多列所述像素子部分公共电极。
[0042]为便于理解，请参考图3A(图3A是根据本发明实施例的公共电极层的分割方式一的示意图)，从图3A中可以看出，像素电极层的上层设置公共电极层，每个所述像素子部分公共电极31分别对应一个亚像素显示区域，每个亚像素显示区域中，所述像素子部分公共电极31设置在像素电极上方，所述周边子部分公共电极32位于数据线(Data)33的正上方，并与栅线(Gate)34形成交叠，该交叠即为一个互容式触控电容，当其电容发生变化时意味着该位置即为触控点的位置，通过计算该所述周边子部分公共电极32的位置可以确定触控点的横坐标，通过计算Gate 34的位置可以确定触控点的纵坐标。
[0043]方式(2)，该方式为互容式触控方式，在触控阶段，所述周边部分公共电极与内嵌式触控阵列基板的数据线分别作为触控感应电极、触控驱动电极形成一互容式触控电容。
[0044]如前述内容所述，要形成互容式电容，两个相对设置的基板至少有存在部分交叠，因此所述周边部分公共电极与数据线之间也必须存在部分交叠，才能形成互容式触控电容。对于触控操作来说，需要确认该触控操作对应于的触控点在触控面板上的位置信息，为便于得到该位置信息，可以将所述周边部分公共电极的方向设置为垂直于数据线，即所述周边部分公共电极在数据线层的正投影垂直于所述数据线且与所述数据线形成交叠，当然，这仅仅是较佳的设计方式，在实际应用中，只要所述周边部分公共电极大致与数据线垂直即可，在部分区域的方向与栅线二者呈一定角度倾斜设置也是可行的，而且，作为一个优选方式，所述周边部分公共电极可以设置在栅线的正上方，通过这种方式，能够确定用户在触控面板上的触控点的坐标信息，从而可以实现触控。
[0045]进一步地，所述周边部分公共电极可以包括多个周边子部分公共电极，每相邻两个所述周边子部分公共电极之间包括至少一行所述像素子部分公共电极。由于所述周边子部分公共电极的作用是与数据线形成互容式触控电容以确定用户触控操作的位置信息，因此，每个所述周边子部分公共电极的延伸方向与所述像素子部分公共电极的行排布方向是相同的，当然与栅线的方向也是相同的，而且，每个所述周边子部分公共电极可以对应一行或多行所述像素子部分公共电极。
[0046]为便于理解，请参考图3B(图3B是根据本发明实施例的公共电极层的分割方式二的示意图)，从图3B中可以看出，像素电极层的上层设置公共电极层，每个所述像素子部分公共电极31分别对应一个亚像素显示区域，每个亚像素显示区域中，所述像素子部分公共电极31设置在像素电极上方，所述周边子部分公共电极32位于栅线(Gate)34的正上方，并与数据线(Data)33形成交叠，该交叠即为一个互容式触控电容，当其电容发生变化时意味着该位置即为触控点的位置，通过计算Data 33的位置可以确定触控点的横坐标，通过计算该所述周边子部分公共电极32的位置可以确定触控点的纵坐标。
[0047]相较于方式(I)，方式(2)具有更加突出的优势，例如由于其周边部分公共电极与数据线形成互容式电容，而数据线输入的信号并不会对TFT的打开和关断产生影响，因此这种方式下，对显示面板的最终显示效果不会产生影响。基于此，在实际应用中，可以优选采用方式(2)。
[0048]方式(3)，该方式为自容式触控方式，在触控阶段，所述周边部分公共电极可以单独形成一自容式触控电容。这种情况下，所述周边部分公共电极可以包括多个周边子部分公共电极，每个所述周边子部分公共电极呈回字形，且包围至少一个所述像素子部分公共电极。
[0049]这种方式下，对于图1中所示的小公共电极(VCOM)这一单元触控极板而言，其不再是一个整体，而是包括只接收公共电极信号的所述像素子部分公共电极，以及围绕设置在一个或多个所述像素子部分公共电极周围的所述周边子部分公共电极。为便于理解，请参考图3C(图3C是根据本发明实施例的公共电极层的分割方式三的示意图)，图3C中的16个亚像素区域整体作为一个单元触控极板对应的显示区域，即该单元触控极板包括多个像素子部分公共电极31，每个所述周边子部分公共电极32围绕在像素子部分公共电极31周围，当然，对于该单元触控极板对应的显示区域这一整体来说，所有所述周边子部分公共电极32是连接在一起的，而对于不同的单元触控极板对应的显示区域，所述周边子部分公共电极32是断开的。
[0050]图3D是按照图3C的分割方式三对公共电极层进行分割后每个单元触控极板对应一个亚像素区域的示意图，图3D中，每个单元触控基板只对应一个亚像素区域，而图3C中，每个单元触控极板对应多个亚像素显示区域，也就是说，图3D相当于图3C的一个特殊情况，即一个像素子部分公共电极31被一个周边子部分公共电极32所围绕设置，图3D所示的情况下，触控灵敏度会大大提高。
[0051]对于自容式触控电容的极板来说，由于无需设置对向基板，因此不存在与栅线层或数据线层的设置关系，结构相较简单。
[0052]需要说明的是，虽然将图3C和图3D所示的分割方式三用作自容式触控电容的极板，但其仍然可以与图3A所示的分割方式一，图3B所示的分割方式二共同作为互容式触控电极的极板，对于图3C和图3D所示的分割方式三来说，所述周边子部分公共电极32同样作为触控感应电极，Gate线或Data线作为触控驱动电极的，所述周边子部分公共电极32与Gate线或Data线之间形成互容式触控电容。
[0053]在本发明实施例中，所述像素部分公共电极和所述周边部分公共电极在显示阶段均接收公共电极信号，也就是说，周边部分公共电极在显示阶段仍然作为公共电极使用，这样可以保证显示效果。作为一个优选示例，所述公共电极信号可以为直流电压，所述触控感应信号可以为交流电压。
[0054]为便于理解，请参考图4(图4是根据图3B所示的分割方式二的InCell Touch驱动示意图)，在图4中，Shielding com为周边部分公共电极，Pixel com为像素部分公共电极，在显示阶段和触控阶段，所述像素部分公共电极(Pixel com)始终用于接收以直流电压形式输入的公共电极信号，而在触控阶段，周边部分公共电极(Shielding com)用于接收以交流电压形式输入的触控电极信号。因此，不会发生电压跳变造成的画面不稳定的现象，可以保证显示阶段的画质稳定。
[0055]同时请参考图5，图5是根据图3C和图3D所示的分割方式三的InCell Touch驱动示意图，如图5所示，在显示阶段和触控阶段，所述像素部分公共电极(Pixel com)始终用于接收以直流电压形式输入的公共电极信号，而在触控阶段，周边部分公共电极(Shieldingcom)用于接收以交流电压形式输入的触控电极信号。同样地，采用这种驱动方式，会发生电压跳变造成的画面不稳定的现象，可以保证显示阶段的画质稳定。
[0056]在上述内嵌式触控阵列基板的基础上，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述内嵌式触控阵列基板。由于该显示装的改进在于上述内嵌式触控阵列基板，因此不再对该显示装置进行详细描述。
[0057]本发明实施例还提供了一种内嵌式触控阵列基板的驱动方法，用于驱动内嵌式触控阵列基板，所述内嵌式触控阵列基板包括公共电极层，所述公共电极层包括像素部分公共电极和周边部分公共电极，所述像素部分公共电极对应于内嵌式触控阵列基板的所有像素区域，所述周边部分公共电极对应于所有像素区域之外的至少部分非像素区域，所述驱动方法包括:
[0058]在触控阶段，向所述像素部分公共电极输入公共电极信号，并向所述周边部分公共电极输入触控感应信号。
[0059]该驱动方法，还可以进一步包括:在显示阶段，向所述像素部分公共电极和所述周边部分公共电极输入所述公共电极信号。也就是说，周边部分在显示阶段仍然作为公共电极，可以保证显示画质的稳定性效果。
[0060]作为一个优选实施例，所述公共电极信号可以为直流电压，所述触控感应信号可以为交流电压。
[0061]由此可见，本发明实施例，通过把公共电极划分为周边(Shielding)部分的公共电极和像素(Pixel)部分的公共电极，可以将Shielding部分的公共电极、栅线或数据线作为交互式电容电极的感应电极(RX)、驱动电极(TX)，或者是形成自容式电容电极，在触控阶段和显示阶段转换时可以保持液晶面板的存储电容，从而解决现有公共电极因为电压跳变导致画质不稳定的问题。
[0062]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种内嵌式触控阵列基板，包括公共电极层，其特征在于，所述公共电极层包括: 像素部分公共电极，对应于内嵌式触控阵列基板的所有像素区域，在触控阶段，所述像素部分公共电极接收公共电极信号； 周边部分公共电极，对应于所有像素区域之外的至少部分非像素区域，在触控阶段，所述周边部分公共电极接收触控感应信号。2.根据权利要求1所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述像素部分公共电极包括多个像素子部分公共电极，每个所述像素子部分公共电极对应于每个像素的一亚像素区域。3.根据权利要求2所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，在触控阶段，所述周边部分公共电极与内嵌式触控阵列基板的栅线分别作为触控感应电极、触控驱动电极形成一互容式触控电容。4.根据权利要求3所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述周边部分公共电极在栅线层的正投影垂直于所述栅线且与所述栅线形成交叠。5.根据权利要求4所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述周边部分公共电极包括多个周边子部分公共电极，每相邻两个所述周边子部分公共电极之间包括至少一列所述像素子部分公共电极。6.根据权利要求2所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，在触控阶段，所述周边部分公共电极与内嵌式触控阵列基板的数据线分别作为触控感应电极、触控驱动电极形成一互容式触控电容。7.根据权利要求6所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述周边部分公共电极在数据线层的正投影垂直于所述数据线且与所述数据线形成交叠。8.根据权利要求7所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述周边部分公共电极包括多个周边子部分公共电极，每相邻两个所述周边子部分公共电极之间包括至少一行所述像素子部分公共电极。9.根据权利要求2所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，在触控阶段，所述周边部分公共电极单独形成一自容式触控电容。10.根据权利要求9所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述周边部分公共电极包括多个周边子部分公共电极，每个所述周边子部分公共电极呈回字形，且包围至少一个所述像素子部分公共电极。11.根据权利要求1所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述像素部分公共电极和所述周边部分公共电极在显示阶段接收公共电极信号。12.根据权利要求1至11中任一项所述的内嵌式触控阵列基板，其特征在于，所述公共电极信号为直流电压，所述触控感应信号为交流电压。13.—种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的内嵌式触控阵列基板。14.一种内嵌式触控阵列基板的驱动方法，内嵌式触控阵列基板包括公共电极层，其特征在于，所述公共电极层包括像素部分公共电极和周边部分公共电极，所述像素部分公共电极对应于内嵌式触控阵列基板的所有像素区域，所述周边部分公共电极对应于所有像素区域之外的至少部分非像素区域，所述驱动方法包括: 在触控阶段，向所述像素部分公共电极输入公共电极信号，并向所述周边部分公共电极输入触控感应信号。15.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，还包括:在显示阶段，向所述像素部分公共电极和所述周边部分公共电极输入所述公共电极信号。16.根据权利要求14或15所述的驱动方法，其特征在于，所述公共电极信号为直流电压，所述触控感应信号为交流电压。
【文档编号】G06F3/041GK105930000SQ201610245220
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】彭敏, 王 泓, 荆耀秋
【申请人】京东方科技集团股份有限公司