一种触摸显示装置和触摸检测电路的制作方法

本发明涉及触摸检测技术领域，具体而言，涉及一种触摸显示装置和触摸检测电路。

背景技术：

触摸屏作为一种输入媒介，是目前最为简单、方便、自然的一种人机交互方式，其中，触摸屏中的公共电极中的各电极单元通过电极连接线连接至驱动芯片以使得驱动芯片实现对各电极单元的分时驱动，然而在触摸检测阶段，由于电极单元之间会形成寄生电容，导致在进行触摸检测时的触摸检测精度较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种触摸显示装置和触摸检测电路，能够有效解决上述问题，提高触摸检测精度。

一方面，本发明较佳实施例提供一种触摸显示装置，所述触摸显示装置包括：

第一基板；

位于所述第一基板一侧且与该第一基板相对设置的第二基板；

位于所述第一基板和所述第二基板之间的公共电极，该公共电极包括呈阵列分布的多个电极单元；

用于在触摸感应阶段向所述电极单元提供实现触摸检测的第一信号的第一驱动电路；以及

用于对所述电极单元进行触摸检测的触摸检测电路，该触摸检测电路包括检测通道、控制信号产生电路、用于在触摸感应阶段向所述电极单元提供第二信号的第二驱动电路以及多个检测开关，所述检测开关与所述电极单元一一对应；

每个所述检测开关包括控制端、第一输入端、第二输入端和输出端，所述检测开关的控制端与所述控制信号产生电路连接、第一输入端与所述第二驱动电路连接、第二输入端与所述检测通道连接、输出端与所述电极单元连接，各所述电极单元还与所述第一驱动电路连接；

其中，当由所述检测开关的控制端输入的控制信号为第一控制信号时，所述电极单元与所述检测通道连通以实现对所述电极单元的触摸检测；当由所述检测开关的控制端输入的控制信号为第二控制信号时，所述电极单元与所述第二驱动电路连通以使该第二驱动电路为所述电极单元提供第二信号以减小电极单元之间构成的寄生电容的充放电量。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第二信号与所述第一信号为同频同相的脉冲信号。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第二信号与所述第一信号为同频同幅的脉冲信号。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第二信号与所述第一信号为同频同相同幅的脉冲信号。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第一信号为方波信号、正弦信号或阶梯信号，所述第二信号为方波信号、正弦信号或阶梯信号。

在本发明较佳实施例的选择中，所述检测开关包括tft管((thinfilmtransistor，薄膜晶体管)或mos管(metal-oxide-semiconductor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)。

在本发明较佳实施例的选择中，所述触摸显示装置还包括与各所述电极单元一一对应的多个检测端口，所述检测端口的与所述电极单元和所述检测开关的输出端分别连接。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第二基板朝向所述第一基板的一侧设置有栅极线、数据线和薄膜晶体管，所述第一驱动电路包括用于与所述栅极线连接的栅极线驱动单元、用于与所述数据线连接的数据线驱动单元，以及用于与所述公共电极连接的电极驱动单元，所述薄膜晶体管的栅极还与所述栅极线连接、源极与所述数据线连接。

另一方面，本发明较佳实施例还提供一种触摸检测电路，用于实现触摸显示装置的触摸检测，所述触摸显示装置包括第一基板；位于所述第一基板一侧且与该第一基板相对设置的第二基板；位于所述第一基板和所述第二基板之间的公共电极，该公共电极包括呈阵列分布的多个电极单元；用于在触摸感应阶段向所述电极单元提供实现触摸检测的第一信号的第一驱动电路；所述触摸检测电路包括检测通道、控制信号产生电路、用于在触摸感应阶段向所述电极单元提供第二信号的第二驱动电路及多个检测开关，所述检测开关与所述电极单元一一对应；

每个所述检测开关包括控制端、第一输入端、第二输入端和输出端，该检测开关的控制端与所述控制信号产生电路连接、第一输入端与所述第二驱动电路连接、第二输入端与所述检测通道连接、输出端与所述电极单元连接，各所述电极单元还与所述第一驱动电路连接；

其中，当由所述检测开关的控制端输入的控制信号为第一控制信号时，所述电极单元与所述检测通道连通以实现对所述电极单元的触摸检测；当由所述检测开关的控制端输入的控制信号为第二控制信号时，所述电极单元与所述第二驱动电路连通以使该第二驱动电路为所述电极单元提供第二信号以减小电极单元之间构成的寄生电容的充放电量。

在本发明较佳实施例的选择中，所述第二信号与所述第一信号为同频同相的脉冲信号。

与现有技术相比，本发明提供一种触摸显示装置和触摸检测电路，其中，在触摸感应阶段，通过检测开关将触摸显示装置中未检测到的电极单元连接至第二驱动电路，使得正在检测的电极单元与未检测到的电极单元之间构成的寄生电容的充放电电量减小甚至消除，从而降低寄生电容对触摸检测的干扰，提高触摸检测精度。此外，本发明给出的触摸显示装置结构简单，实现方便。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有技术中的触摸显示装置的剖面结构示意图。

图2为图1中所示的像素单元的等效电路图。

图3为图1中所示的公共电极的结构示意图。

图4为电极单元之间存在寄生电容的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的触摸显示装置的结构示意图。

图6为图5中所示的触摸检测电路的方框结构示意图。

图7为本发明实施例提供的寄生电容消除原理的时序示意图。

图8为图6中所示的检测通道的电路结构示意图。

图9为图8中所示的检测通道的检测时序示意图。

图10为本发明实施例提供的触摸检测电路的另一方框结构示意图。

图11为触摸显示装置中的各部件之间存在寄生电容的结构示意图。

图标：10-触摸显示装置；11-第二基板；12-薄膜晶体管；g-栅极线；s-数据线；13-公共电极；130-电极单元；14-第一驱动电路；140-栅极线驱动单元；141-数据线驱动单元；142-电极驱动单元；15-触摸检测电路；150-检测通道；151-控制信号产生电路；152-第二驱动电路；153-检测开关；c-控制端；i1-第一输入端；i2-第二输入端；o-输出端。

具体实施方式

首先，如图1所示，为现有技术中的一种具有内嵌式触摸屏(in-celltouchpanel)的触摸显示装置，该触摸显示装置包括彩色滤光(colorfilter,cf)基板、tft(thinfilmtransitor,薄膜晶体管)基板、液晶层(liquidcrystal)，其中，tft基板包括第一玻璃基板、位于第一玻璃基板上的薄膜晶体管，cf基板包括公共电极、彩色滤光片、第二玻璃基板。在触摸显示装置的显示阶段，液晶显示驱动电路会通过栅极线g逐行打开薄膜晶体管，数据线s则在栅极线g打开薄膜晶体管时给每个子像素的像素电极提供像素电压，公共电极上会加载像素电压。如图2所示，其中，像素电极与公共电极之间形成一个等效电容clc,该等效电容clc中的电场会穿过液晶层中的液晶分子，电场的大小会决定液晶分子的旋转角度的大小，而液晶分子旋转角度会决定通过该子像素光线在特定方向上的强弱。

另外，随着触摸显示装置轻薄化需求的提高，现有技术触摸显示技术还使公共电极兼具自电容检测的检测电极的功能，该公共电极可以包括如图3所示的多个电极单元，每个电极单元均通过连接线连接至电极驱动单元以实现对各电极单元的分时驱动，即电极驱动单元在显示阶段将公共电极驱动至显示所需的电位，而在触摸检测阶段则向公共电极提供触摸检测信号。

但是，由于内嵌式触摸屏将全屏的公共电极分为x*y个电极单元，例如32*18＝576个等等，而在触摸检测阶段，考虑到一个电极单元对应一个检测通道会导致检测通道的数量过多，因此现有技术中采用检测通道复用的方式来解决检测通道过多的问题，但在检测通道复用过程中，电极单元与电极单元之间存在如图4中所示的寄生电容cpp，而寄生电容直接影响触摸检测时的检测精度。为了解决这一技术问题，本发明实施例提供一种触摸显示装置和触摸检测电路，以减小或消除电极单元与电极单元之间形成的寄生电容上的充放电变化量，提高触摸检测精度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一、第二、第三、第四等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请结合参阅图5，本发明实施例提供一种触摸显示装置10，该触摸显示装置10包括第一基板、第二基板11、公共电极13、第一驱动电路14和触摸检测电路15。

其中，所述第一基板(图5中未示出)用作彩色滤光片一侧的玻璃基板。

所述第二基板11位于所述第一基板一侧且与该第一基板相对设置，用作ttf基板一侧的玻璃基板。具体地，所述第二基板11朝向所述第一基板的一侧设置有栅极线g、数据线s和薄膜晶体管12，所述薄膜晶体管12的漏极与像素电极相连，所述栅极线g与所述薄膜晶体管12的栅极连接，用于向所述薄膜晶体管12加载驱动信号，所述数据线s与所述薄膜晶体管121的源极连接，用于向薄膜晶体管12的源极提供像素电压。

所述公共电极13位于所述第一基板和所述第二基板11之间，在显示阶段用作加载公共电压，在触摸感应阶段用作触摸感应电极。详细地，所述公共电极13可以包括如图3所示的呈阵列分布的多个电极单元130，所述多个电极单元130用作在触摸感应阶段时的自电容的触摸检测。

所述第一驱动电路14用于在触摸感应阶段向所述电极单元130提供实现触摸检测的第一信号。实际实施时，所述第一驱动电路14包括栅极线驱动单元140、数据线驱动单元141和电极驱动单元142，所述栅极线驱动单元140与所述栅极线g连接以向所述薄膜晶体管12的栅极提供驱动信号，所述数据线驱动单元141与所述数据线s连接以向所述薄膜晶体管12的源极提供像素电压，所述电极驱动单元142与所述公共电极13连接以向处于触摸感应阶段的公共电极13提供用于触摸检测的第一信号。可以理解的是，所述第一驱动电路14还可包括时序控制器，以用于分时驱动显示阶段和触摸感应阶段，对此本实施例在此不做赘述。

所述触摸检测电路15用于实现对所述电极单元130的触摸检测，请结合参阅图6，本实施例中基于检测通道150复用的方式进行电极单元130的触摸检测，能够有效减小芯片面积，降低芯片功耗。具体地，所述触摸检测电路15包括检测通道150、控制信号产生电路151、用于在触摸感应阶段向所述电极单元130提供第二信号的第二驱动电路152以及多个检测开关153，所述检测开关153与所述电极单元130一一对应。每个所述检测开关153包括控制端c、第一输入端i1、第二输入端i2和输出端o，所述检测开关153的控制端c与所述控制信号产生电路151连接、第一输入端i1与所述第二驱动电路152连接、第二输入端i2与所述检测通道150连接、输出端o与所述电极单元130连接，各所述电极单元130还与所述第一驱动电路14连接

在触摸检测阶段，当由所述检测开关153的控制端c输入的控制信号为第一控制信号时，所述电极单元130与所述检测通道150连通以实现对所述电极单元130的触摸检测；当由所述检测开关153的控制端c输入的控制信号为第二控制信号时，所述电极单元130与所述第二驱动电路152连通以使该第二驱动电路152为所述电极单元130提供第二信号以减小电极单元130之间构成的寄生电容的充放电量，降低寄生电容对触摸检测精度的影响，提高检测精度。

详细地，下面结合图7对上述触摸显示装置10能够提高触摸检测精度的原理进行说明。首先图7中的栅极线信号是指由栅极线驱动单元140提供给薄膜晶体管120的栅极的驱动信号，数据线信号是指由数据线驱动单元141提供给薄膜晶体管120漏极的驱动信号。那么，在本实施例中，通过所述检测开关153的设置可将触摸感应阶段中没有检测到的电极单元130连接至第二驱动电路152，例如，假设将处于触摸检测状态的电极单元130记作r1，将未检测到的电极单元130记作r2，即通过所述检测开关153的控制，可使得加载在所述电极单元r1上的信号为由所述电极驱动单元142提供的第一信号，加载在所述电极单元r2上的信号为由所述第二驱动电路152提供的第二信号，因此，对于由所述电极单元r1和所述电极单元r2之间存在的寄生电容(如图4中的cpp)而言，只要所述第一信号和所述第二信号为同频同相信号或同频同幅信号或同频同相同幅的脉冲信号等，即可相当于在该寄生电容的两个电极板上加载的电压值相同，即寄生电容不进行充放电，也就是说由电极单元r1和所述电极单元r2构成的寄生电容的充放电量为零。因此，与现有技术中，没有将未检测的电极单元130与第二驱动电路152连接相比，本实施例中给出的触摸检测电路15可以使电极单元130之间构成的寄生电容的充放电量减小或者消除，进而使得寄生电容无法对触摸检测产生干扰，从而提高触摸检测的精度。

在此需要说明的是，本实施例对所述第一信号和所述第二信号的实际信号类型不做限制，只要所述第一信号和所述第二信号能够减小相邻电极单元130构成的寄生电容上的充放电量即可，如，所述第一信号和所述第二信号可以是方波脉冲信号、正弦波信号或阶梯信号等中的一种。另外，所述第二驱动电路152产生的第二信号可根据所述电极驱动单元142提供给所述电极单元130的第一信号的类型决定，即所述第二驱动电路152的实际电路结构可根据所述电极驱动电路142进行设计，本实施例在此不再赘述。

进一步地，所述检测开关153可以是但不限于tft管或mos管，如当所述检测开关153包括tft管时，所述检测开关153可由一个低电平导通的tft管和一个高电平导通的tft管构成；所述控制信号产生电路151可以为但不限于振荡器，以用于产生第一控制信号和第二控制信号，且所述第一控制信号和所述第二控制信号的信号类型可以是但不限于高电平信号、低电平信号等。

进一步地，所述检测通道150用于实现对多个电极单元130的复用检测，且所述检测通道150的电路结构可以根据实际需求进行灵活设计，例如，在本实施例中，所述检测通道150的电路结构可以是但不限于图9中所示，其中，k1、k1a、k1b、k2均为开关，vdd为工作电源，op为运算放大器，v1端与检测开关153的第二输入端i2连接，v2端接激励信号(在本实施例中，v2端可与所述第二驱动电路152连接)，vca作为检测通道150的输出端以输出触摸电极的检测结果。

详细地，假设v2端接入的激励信号为第二驱动电路152提供的第二信号，那么请结合参阅图9，触摸检测过程可分为预充电相位阶段(如n-1时刻到n时刻)和积分相位阶段(如n时刻到n+1时刻)。其中，在n-1时刻到n时刻时，当k2为低、开关k1和k1a为高时，此时第二信号为低可对第一反馈电容和第二反馈电容进行预充电，直到第二信号由低变高时完成第一次预充电相位阶段，同时进入正向积分相位阶段，进而完成第一次触摸检测(正向相位的检测)。在n-1时刻到n时刻时，即k2为低、开关k1和k1b为高时，此时第二信号为高可对第一反馈电容和第二反馈电容进行预充电，直到第二信号由高变低时以完成第二次预充电相位阶段，同时进入负向积分相位阶段，进而完成第二次触摸的检测(负向相位的检测)。最后将两次检测结果做差即可得到一次触摸检测的电极检测结果。

可以理解的是，如图10所示，本实施例中给出的触摸显示装置10中的触摸检测电路15可以为多个，也可以是一个，且所述控制信号产生电路151可以为一个，以提供多种不同的控制信号实现对多个检测开关153的时序控制，所述控制信号产生电路151也可以为多个，且与所述检测开关153一一对应，以实现对多个检测开关153的时序控制，具体可根据所述触摸显示装置10的实际情况进行灵活设置，本实施例在此不做限制。

进一步地，如图11所示，本实施例给出的触摸显示装置10不仅可以减小或消除电极单元130之间的寄生电容的影响，还可减小或消除电极单元130与电极引出线之间的寄生电容cdl、电极引出线和电极引出线之间的寄生电容cfl、电极单元130与栅极线g之间的寄生电容cpg、电极引出线与栅极线g之间的寄生电容cgl等,提高触摸检测精度的作用。

进一步地，本发明实施例还提供一种触摸检测电路15，用于实现触摸显示装置10的触摸检测，所述触摸显示装置10包括第一基板；位于所述第一基板一侧且与该第一基板相对设置的第二基板11；位于所述第一基板和所述第二基板11之间的公共电极13，该公共电极13包括呈阵列分布的多个电极单元130；用于在触摸感应阶段向所述电极单元130提供实现触摸检测的第一信号的第一驱动电路14；所述触摸检测电路15包括检测通道150、控制信号产生电路151、用于在触摸感应阶段向所述电极单元130提供第二信号的第二驱动电路152以及多个检测开关153，所述检测开关153与所述电极单元130一一对应。

每个所述检测开关153包括控制端c、第一输入端i1、第二输入端i2和输出端o，该检测开关153的控制端c与所述控制信号产生电路151连接、第一输入端i1与所述第二驱动电路152连接、第二输入端i2与所述检测通道150连接、输出端o与所述电极单元130连接，各所述电极单元130还与所述第一驱动电路14连接。其中，当由所述检测开关153的控制端c输入的控制信号为第一控制信号时，所述电极单元130与所述检测通道150连通以实现对所述电极单元130的触摸检测；当由所述检测开关153的控制端c输入的控制信号为第二控制信号时，所述电极单元130与所述第二驱动电路152连通以使该第二驱动电路152为所述电极单元130提供第二信号以减小的电极单元130之间构成的寄生电容的充放电量。所述第二信号与所述第一信号为同频同相的脉冲信号。

可以理解的是，由于所述触摸检测电路15具有与上述触摸显示装置10中的触摸检测电路15相同的技术特征，因此，关于所述触摸检测电路15的实际电路结构等可参照对前述触摸显示装置10的描述，本实施例在此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种触摸显示装置10和触摸检测电路15，其中，在触摸感应阶段，通过检测开关153将触摸显示装置10中未检测到的电极单元130连接至第二驱动电路152，使得处于检测状态的电极单元130与未检测到的电极单元130之间构成的寄生电容的充放电电量减小甚至消除，从而降低寄生电容对触摸检测的干扰，提高触摸检测精度。此外，本发明给出的触摸显示装置10结构简单，实现方便。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。