陣列基板、觸控顯示面板及觸控顯示裝置的製作方法

2024-02-08 00:01:15

本公開一般涉及顯示技術領域，尤其涉及陣列基板、觸控顯示面板以及觸控顯示裝置。

背景技術：

現有的觸控顯示技術根據觸控原理可分為自容式觸控顯示技術以及互容式觸控顯示技術。現有的互容式觸控顯示屏通常利用觸控基準電極和觸控感應電極形成互電容，通過測量觸摸時互電容中電荷量的變化來檢測觸控點。在上述互容式的觸摸顯示屏的驅動架構中，通常設置於觸控顯示屏內部的驅動IC(Integrated Circuit，集成電路)通過觸控顯示電路向觸控基準電極發送方波信號，這就需要在觸控顯示屏內部分別設置有提供高電平和低電平的信號線。

在現有的觸控顯示技術中，通常在觸控顯示面板上分別設置提供高電平信號的高電平信號線以及提供低電平信號的低電平信號線，以及分別控制將高電平信號和低電平信號提供至觸控電極的兩條控制信號線，即在觸控顯示屏內部至少需要4條線向觸控電極分時提供觸控掃描信號；而當觸控顯示面板分時進行觸控功能和顯示功能時，需要在觸控顯示屏內部設置高電平信號線、低電平信號線、分別控制將高電平信號和低電平信號提供至觸控電極的兩條控制信號線、公共電壓信號線以及控制將公共電壓信號提供至觸控電極的第三控制信號線，即需要6條線，這就需要佔用較大的面板空間，難以實現觸控顯示面板窄邊框的設計。

技術實現要素：

鑑於現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種陣列基板、觸控顯示面板及觸控顯示裝置，以期解決現有技術中存在的技術問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種陣列基板，陣列基板包括多個第一觸控電極以及向第一觸控電極提供觸控驅動信號的多個相同的驅動單元；其中，每一個驅動單元包括第一控制信號輸入端、觸控掃描信號輸入端以及輸出端；陣列基板還包括第一控制信號線，第一控制信號輸入端連接至第一控制信號線，第一控制信號線用於向驅動單元提供第一控制信號；陣列基板還包括觸控掃描信號線，觸控掃描信號輸入端連接至觸控掃描信號線，觸控掃描信號線用於向驅動單元提供觸控掃描信號；各驅動單元的輸出端連接至各第一觸控電極。

第二方面，本申請實施例提供了一種觸控顯示面板，觸控顯示面板包括驅動IC以及如第一方面所述的陣列基板；其中，陣列基板包括多條沿第一方向延伸並且沿第二方向依次設置的條狀的第一觸控電極，陣列基板中的各驅動單元與第一觸控電極一一對應連接；驅動IC與觸控掃描信號線連接，用於向觸控掃描信號線分時提供第一信號和第二信號。

第三方面，本申請實施例提供了一種觸控顯示裝置，觸控顯示裝置包括如第二方面提供的觸控顯示面板。

按照本申請實施例的方案，通過在陣列基板上設置第一控制信號線以及觸控掃描信號線2條線來向觸控電極提供觸控掃描信號，可以減少上述陣列基板上為觸控檢測信號線提供觸控檢測信號的區域，即非顯示區域的觸控掃描信號線的條數，可以僅由觸控掃描信號線一條線向觸控檢測電極分時提供周期性的方波信號，完成觸控顯示面板的觸控功能，同時減小了觸控掃描信號線所佔用的面板空間。

在本申請的其他實施例中，通過將陣列基板上控制驅動單元向第一觸控電極提供觸控驅動信號的第二控制信號線復用為控制驅動單元向第一觸控電極提供顯示信號的顯示控制信號線，即在陣列基板上設置第一控制信號線、第二控制信號線、觸控掃描信號線以及公共電壓信號線4條線實現觸控顯示面板的分時觸控功能以及顯示功能，提高了面板非顯示區的利用率。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：

圖1示出了本申請實施例提供的一種陣列基板的示意性結構俯視圖；

圖2示出了本申請實施例提供的一個驅動單元的結構示意圖；

圖3示出了本申請實施例提供的一種陣列基板的又一個示意性結構俯視圖；

圖4-圖6示出了本申請實施例提供的又一個驅動單元的結構示意圖；

圖7示出了本申請實施例提供的一種陣列基板的再一個示意性結構俯視圖；

圖8示出了本申請實施例提供的再一個驅動單元的結構示意圖；

圖9示出了本申請實施例提供的驅動單元的工作時序圖；

圖10示出了本申請實施例提供的觸控顯示面板的結構示意圖；

圖11示出了本申請實施例提供的驅動IC、移位寄存器以及陣列基板之間的相對位置關係示意圖；

圖12示出了本申請實施例提供的觸控顯示裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋相關發明，而非對該發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與發明相關的部分。

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本申請。

請參考圖1，圖1示出了本申請的陣列基板的示意性平面圖，該陣列基板10包括顯示區域A以及位於顯示區域A周圍的非顯示區域B，其中，顯示區域A中設置有多個第一觸控電極，記為第一觸控電極TX1、TX2、TX3…TXN，其中N為正整數。在上述非顯示區域B設置有多個相同的用於向第一觸控電極TX1、TX2、TX3…TXN提供驅動信號的驅動單元101、102、103…10N。

在上述陣列基板10上還包括第一控制信號線110，驅動單元101、102、103…10N包括第一控制信號輸入端IN_1、觸控掃描信號輸入端IN_2以及輸出端OUT。各驅動單元101、102、103…10N的第一控制信號輸入端IN_1分別連接至第一控制信號線110上，上述第一控制信號線110用於向驅動單元101、102、103…10N提供第一控制信號。

上述陣列基板100還包括觸控掃描信號線120，各驅動單元101、102、103…10N的觸控掃描信號輸入端IN_2分別與觸控掃描信號線120連接，觸控掃描信號線120用於向驅動單元101、102、103…10N提供觸控掃描信號。

上述各驅動單元101、102、103…10N的輸出端分別連接至上述各第一觸控電極TX1、TX2、TX3…TXN。

在本實施例中，一個驅動單元可以與陣列基板上的一個第一觸控電極對應，不同的第一觸控電極可以對應於不同的驅動單元。也即是說，驅動單元與陣列基板上的第一觸控電極一一對應。

在觸控驅動期間，上述各驅動單元101、102、103…10N用於在第一控制信號線110提供的第一控制信號的控制下導通，同時將觸控掃描信號線120提供的觸控掃描信號通過驅動單元101、102、103…10N分時提供至上述各第一觸控電極TX1、TX2、TX3…TXN。其中，上述觸控掃描信號包括第一信號以及第二信號，在本實施例中，第一信號為高電平信號，第二信號為低電平信號，在其他實施例中，第一信號可以為低電平信號，第二信號可以為高電平信號。

陣列基板10還包括驅動IC30,第一控制信號線110與觸控掃描信號線120分別連接至驅動IC30,驅動IC30用於分時向第一控制信號線110提供第一控制信號以選通各驅動單元。

如圖2所示，圖2示出了本申請的一個驅動單元的結構示意圖。以驅動單元101為例來具體闡述上述各驅動單元的組成部分以及連接關係。驅動單元101包括第一控制信號輸入端IN_1、觸控掃描信號輸入端IN_2以及一個輸出端OUT，即每個驅動單元均包括兩個輸入端以及一個輸出端。其中，上述驅動單元101包括第一電晶體M1，該第一電晶體M1的第一極與驅動單元101的觸控掃描信號輸入端IN_2連接，第一電晶體M1的第二極連接至驅動單元101的輸出端OUT，第一電晶體M1的柵極連接至驅動單元101的第一控制信號輸入端IN_1。

在本實施例中，第一電晶體M1可以為PMOS管，也可以為NMOS管。當第一電晶體M1為PMOS管時，上述第一控制信號為低電平信號，當第一電晶體M1為NMOS管時，上述第一控制信號為高電平信號。

在本實施例中，通過在陣列基板上設置觸控掃描信號線向陣列基板的各個第一觸控電極發送周期性的方波信號，從而取代陣列基板上原有的高電平信號線以及低電平信號線兩條線分別向各第一觸控電極發送高電平信號以及低電平信號，完成觸控顯示面板的觸控功能，同時減小了觸控掃描信號線所佔用的面板空間，提高了陣列基板上非顯示區域的利用率。

請參考圖3，圖3示例性的示出了本申請的陣列基板的又一個結構示意圖。

與圖1示出的實施例不同的是，在本實施例中，上述陣列基板100還包括第二控制信號線130，上述各驅動單元101、102、103…10N還包括第二控制信號輸入端IN_3。驅動單元101、102、103…10N的第二控制信號輸入端IN_3與第二控制信號線130電連接。第二控制信號線130用於向上述各驅動單元101、102、103…10N的第二控制信號輸入端提供第二控制信號。在觸控驅動期間，驅動單元101、102、103…10N基於第一控制信號輸入端IN_1輸入的第一控制信號以及第二控制信號輸入端IN_3輸入的第二控制信號的共同作用選通各驅動單元101、102、103…10N，並將觸控掃描信號輸入端IN_2輸入的觸控掃描信號通過驅動單元的輸出端OUT傳送至各第一觸控電極TX1、TX2、TX3…TXN。上述第二控制信號線連接至驅動IC30，其中，驅動IC30向第一控制信號線110提供第一控制信號以及第二控制信號線130提供第二控制信號，以分時選通各第一觸控電極。

如圖4所示，圖4示例性的示出了與圖3所示的實施例對應的又一個驅動單元的結構示意圖。

與圖2示出的驅動單元的結構不同的是，在本實施例中，驅動單元101還包括第二控制信號輸入端IN_3，與非門S1以及第一反向器Q1。其中，與非門S1的第一輸入端連接至驅動單元101的第一控制信號輸入端IN_1，與非門S1的第二輸入端連接至驅動單元101的第二控制信號輸入端IN_3，與非門的輸出端連接至第一反相器Q1的輸入端；第一反相器Q1的輸出端與第一電晶體M1的柵極連接，第一電晶體M1的第一極與驅動單元101的觸控掃描信號輸入端IN_2連接，第一電晶體M1的第二極連接至驅動單元101的輸出端OUT。

在本實施例中，上述第一反相器Q1可以包括一個反向器，也可以包括多個反相器通過級聯而形成的反相器組。例如，該反相器組可以包括奇數個反相器，也可以包括偶數個反相器，當上述第一電晶體M1為NMOS電晶體，而第一控制信號、第二控制信號均為高電平信號時，可以將奇數個反相器通過級聯形成奇數個反向器組，如圖5所示；當上述第一電晶體M1為PMOS管，而第一控制信號、第二控制信號均為高電平信號時，可以將偶數個反向器通過級聯形成偶數個反相器組，如圖6所示。

在本實施例中，通過在觸控顯示單元中設置與非門與反相器，可以靈活的設置驅動單元中第一輸入端輸入的信號以及第一電晶體的類型，提高了電路的靈活性，同時增加了電路中第一控制信號的穩定性。

請參考圖7，圖7示例性的示出了本申請的陣列基板的再一個結構示意圖。

與圖1、圖3對應的實施例不同的是，本實施例中的各驅動單元101、102、103…10N還包括公共電壓信號輸入端IN_4，陣列基板100還包括公共電壓信號線140。各驅動單元101、102、103…10N的公共電壓信號輸入端IN_4與公共電壓信號線140電連接。其中，公共電壓信號線140連接至驅動IC30。

在顯示期間，各驅動單元101、102、103…10N用於在上述第二控制信號線130提供的第二控制信號的控制下，將公共電壓信號提供至各第一觸控電極TX1、TX2、TX3…TXN。

驅動單元101、102、103…10N在觸摸檢測階段和顯示階段使能。在顯示階段，驅動單元101、102、103…10N在第二控制信號輸入端IN_3輸入的第二控制信號的控制下使能，信號輸出端OUT向第一觸控電極輸出公共電壓信號，這時，第一觸控電極作為公共電極為陣列基板提供顯示所需的公共電壓信號。在觸摸檢測階段，驅動單元101、102、103…10N在第一控制信號輸入端IN_1、第二控制信號輸入端IN_3輸入的第一控制信號以及第二控制信號的共同作用下使能，信號輸出端OUT向第一觸控電極輸出觸控掃描信號，這時，第一觸控電極作為觸控基準電極，接收觸控掃描信號。

請參考圖8，圖8示例性的示出了與圖所示的實施例對應的再一個驅動單元的結構示意圖。

在本實施例中，驅動單元101還包括公共電壓信號輸入端IN_4。其中，驅動單元101的公共電壓信號輸入端IN_4用於輸入公共電壓信號；驅動單元101還包括第二反相器Q2以及第二電晶體M2。

第二反相器Q2的輸入端與驅動單元101的第二控制信號輸入端IN_3連接，第二反相器Q2的輸出端與第二電晶體M2的柵極連接。第二電晶體M2的第一極與上述公共電壓信號線140連接，第二電晶體M2的第二極連接至驅動單元101的輸出端OUT。

在本實施例中，上述第二反相器Q2可以包括一個反向器，也可以包括多個反相器通過級聯而形成的反相器組。上述第二電晶體M2可以為NMOS管，也可以為PMOS管。例如，當第二控制信號輸入端輸入的第二控制信號為低電平信號，第二電晶體M2為NMOS管，第二反相器Q2為奇數個反相器級聯形成的反相器組時，此時第二電晶體M2導通，公共電壓信號輸入的IN_4將公共電壓信號提供至輸出端OUT。

本實施例通過將陣列基板上控制驅動單元向第一觸控電極提供觸控驅動信號的第二控制信號線復用為控制驅動單元向第一觸控電極提供顯示信號的顯示控制信號線以實現觸控顯示面板的分時觸控功能以及顯示功能，提高了面板非顯示區的利用率。

需要說明的是，本申請提供的驅動單元的具體實施方式不限於以上結合圖1至圖8描述的各實施例，可以包括以上圖1至圖8中任一驅動單元的組合。

請參考圖9，圖9為圖8所示的驅動單元的工作時序圖。結合圖7、圖8，對驅動單元的工作方式進行進一步的闡述。其中，IN_1_N和IN_1_N+1分別表示第N個驅動單元的第一控制信號輸入端N_1_N和第N+1個驅動單元IN_1_N+1輸入的信號，IN_3_N和IN_3_N+1分別表示第N個驅動單元的第二控制信號輸入端IN_3_N和第N+1個驅動單元的第二控制信號輸入端IN_3_N輸入的信號，TX_N和TX_N+1分別表示第N個驅動單元和第N+1個驅動單元的輸出端OUT輸出的信號，也即表示第N個第一觸控電極和第N+1個第一觸控電極接收到的信號，IN_2表示驅動單元的觸控掃描信號輸入端輸入的觸控掃描信號。為了便於闡述，假設在本實施例中，第一電晶體和第二電晶體均為NMOS管。

如圖9所示，在顯示階段T91，向第一控制信號輸入端IN_1_N、IN_1_N+1和第二控制信號輸入端IN_3_N、IN_3_N+1提供低電平信號VL，這時，第N個驅動單元和第N+1個驅動單元中的與非門S1輸出高電平信號，經過第一反器Q1反相之後，第一電晶體M1柵極均接收到低電平信號，第一電晶體M1截止，而此時，驅動單元101第二電晶體M2導通，第二電晶體M2將公共電壓信號輸入端輸入的公共電壓信號COM傳輸至信號輸出端OUT。

在觸摸檢測階段T92，向第N個驅動單元對應的第N個第一控制信號輸入端IN_1_N提供第一高電平信號T1，向第N個驅動單元對應的第N個第二控制信號輸入端IN_3_N提供第二高電平信號T2。第N個驅動單元的與非門S1對第一高電平信號T1和第二高電平信號T2進行與非運算後，第一反向器Q1將與非門S1輸出的信號進行反相處理，並傳輸至第一電晶體M1的柵極。此時，第一電晶體M1導通，觸控掃描信號IN_2此時通過與觸控掃描信號輸入端IN_2連接的第一電晶體M 1將觸控掃描信號傳輸至第N個驅動單元的信號輸出端OUT。

由於第N個驅動單元輸出的觸控信號完全由觸控掃描信號提供，因此，驅動單元輸出的觸控信號的波峰值與波谷值與觸控掃描信號一致。

在顯示階段T93，向第一控制信號輸入端IN_1_N、IN_1_N+1和第二控制信號輸入端IN_3_N、IN_3_N+1提供低電平信號VL，與顯示階段T91類似，第N個驅動單元和第N+1個驅動單元中的第二與非門Q2將接收到的低電平信號反向後傳輸至第二電晶體的柵極，此時第二電晶體M2導通，第二電晶體M2將公共電壓信號輸入端輸入的公共電壓信號傳輸至信號輸出端OUT。

在觸摸檢測階段T94，向第N+1個驅動單元對應的第一控制信號輸入端IN_1_N提供第一高電平信號T1，向第N+1個驅動單元對應的第二控制信號信號輸入端IN_3_N+1提供第二高電平信號T2。第N+1個驅動單元的與非門S1對第一高電平信號T1和第二高電平信號T2進行與非運算後，第一反向器Q1將與非門S1輸出的信號進行反相處理，並傳輸至第一電晶體M1的柵極。此時，第一電晶體M1導通，觸控掃描信號IN_2此時通過與觸控掃描信號輸入端IN_2連接的第一電晶體M 1將觸控掃描信號傳輸至第N+1個驅動單元的信號輸出端OUT。

通過圖9所示的工作時序可以看出，在本申請實施例提供的驅動單元可以對各第一觸控電極進行顯示驅動和觸控驅動。在顯示階段，驅動單元可以向第一觸控電極提供公共電壓信號，在多個觸摸檢測階段，可以依次向各第一觸控電極提供觸摸掃描信號。其中，在觸控驅動期間，觸控掃描信號線可以直接將觸控掃描信號通過驅動單元傳輸至各個第一觸控電極，減少了觸控掃描信號線的條數，同時簡化了驅動單元的電路。

請繼續參看圖10，圖10示例性的示出了觸控顯示面板的結構示意圖100。如圖10所示的觸控顯示面板100包括前述任意實施例中提到的陣列基板，陣列基板包括多條沿第一方向x延伸並且沿第二方向y依次設置的條狀的第一觸控電極，其中，第一方向x為豎直方向，第二方向y為水平方向，在其它實施例中，第一方向x也可以為水平方向，第二方向y也可以為豎直方向。其中，陣列基板上的各驅動單元與第一觸控電極一一對應連接。

觸控顯示面板100還包括與陣列基板相對設置的彩膜基板20，彩膜基板20包括沿第二方向延伸，並且沿第一方向依次設置的條狀的第二觸控電極201，第一觸控電極101向彩膜基板20的正投影與第二觸控電極201相交。

進一步地，第一觸控電極101為觸控驅動電極，觸控驅動電極設置於陣列基板10朝向彩膜基板20的一側，第二觸控電極201為觸控感測電極，觸控感測電極201設置於彩膜基板20遠離陣列基板10的一側。

繼續參看圖11，圖11示例性的示出了驅動IC、移位寄存器以及陣列基板之間的相對位置關係示意圖。在觸控顯示面板100上還設置有驅動IC30,該驅動IC30與觸控掃描信號線120連接，同時向觸控掃描信號線120分時提供第一信號和第二信號，其中第一信號可以為高電平信號，也可以為低電平信號，第二信號可以為低電平信號，也可以為低電平信號，第一信號與第二信號為不同電平信號。

在本實施例中，觸控顯示面板還包括移位寄存器40，在這裡值得注意的是，在上述各實施例中所描述的第一控制信號線、第二控制信號線、與非門、可以設置於移位寄存器40之中，第一電晶體以及第二電晶體可以設置於移位寄存器40外部。移位寄存器40的輸入端電連接至驅動IC30，該電連接可以通過引出線連接，也可以通過其他工藝直接連接。移位寄存器40的輸出端分別連接至第一電晶體M1的柵極以及第二電晶體M2的柵極，與非門S1、第一反向器Q1以及第二反向器Q2設置與移位寄存器20內部，移位寄存器40用於將接收到的驅動IC30的信號傳送至各第一觸控電極TX。其中驅動IC30與移位寄存器40均設置與陣列基板一側。

在本實施例中，觸控顯示面板100還包括數據信號線以及掃描信號線，其中數據信號線的延伸方向與第一觸控電極的延伸方向一致，掃描信號線的延伸方向與第二觸控電極的延伸方向一致。

本實施例提出一種觸控顯示裝置，如圖12所示。本實施方式涉及的觸控顯示裝置能用於例如智慧型電話、平板終端、便攜電話終端、筆記本類型的個人計算機、遊戲設備等各種裝置。具體的，該觸控顯示裝置包括前述任意實施例中提到的觸控顯示面板。

本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的發明範圍，並不限於上述技術特徵的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述發明構思的情況下，由上述技術特徵或其等同特徵進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特徵與本申請中公開的(但不限於)具有類似功能的技術特徵進行互相替換而形成的技術方案。