专利名称：：内嵌电容式触摸屏及其驱动方法和驱动装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及触摸感应和液晶显示技术，特别涉及一种内嵌电容式触摸屏及其驱动方法和驱动装置。
背景技术：
：触摸屏作为一种输入媒介，相比于键盘和鼠标，为使用者提供了更好的便利性。根据不同的实现方式，触摸屏可以分为电阻式、电容式、表面声波式、红外式等，目前被广泛使用的是电阻式和电容式触摸屏技术。将触摸屏作为一种用户操作的界面，集成于液晶显示面板(IXD，LiquidCrystalDisplay)等显示设备的技术由来已久。传统的集成方式是将触摸屏外贴于显示屏模组之上，这种方式是将触摸屏与显示屏分开制造，然后再将两者组装。如图1中所示，包括触摸屏10和显示屏11，其中，触摸屏10中包括位于外侧的保护层101和保护层103，以及位于保护层101和保护层103之间的触摸层102，所述保护层101和保护层103可以是玻璃也可以是特殊材质的膜；显示屏11中包括上玻璃基板104和下玻璃基板110，在上玻璃基板104和下玻璃基板之间依次形成有黑矩阵(BlackMatrix)层105、彩膜(colorfilter)层106、公共电极层107，液晶层108和薄膜晶体管(TFT，ThinFilmTransistor)层109。上述触摸屏为外挂式的触摸屏，可以为电阻式的也可以为电容式的，但由于其模组结构复杂，厚度较大，使得显示屏11的光学性能下降。为了减薄整个模组的厚度，提高其光学性能，将触摸屏直接集成于显示屏中的方式越来越受到关注，即同时制作完成触摸屏和显示屏。现有技术的常见做法是将触摸屏结构制作于显示屏的上玻璃基板，根据集成的具体方式，可以分为盒上式和内嵌式。其中，盒上式将触摸屏结构集成在显示屏的上玻璃基板的外表面，也就是将显示屏的上玻璃基板共用，作为触摸屏结构的保护层，如图2所示，上玻璃基板203和下玻璃基板209以及依次形成于它们之间的黑矩阵层204、彩膜层205、公共电极层206、液晶层207和薄膜晶体管层208构成了液晶显示面板，其结构与传统的液晶显示面板相同，而触摸层202位于上玻璃基板203的外侧，触摸层202之上形成有保护层201，保护层201、触摸层202和上玻璃基板203共同构成了触摸屏结构。内嵌式触摸屏则将触摸屏结构完全集成于液晶显示面板盒内，如图3所示，包括上玻璃基板301和下玻璃基板308，以及依次形成于它们之间的触摸层302、黑矩阵层303、彩膜层304、公共电极层305、液晶层306和薄膜晶体管层307。相对于内嵌式触摸屏，盒上式触摸屏具有噪声干扰小的优点，但是其制作工艺相对复杂，良率较低。而内嵌式触摸屏是在上下玻璃基板之间制作各个膜层，工艺相对简单，适合量产。内嵌式触摸屏也可以分为内嵌电阻式触摸屏和内嵌电容式触摸屏，但是由于内嵌电阻式触摸屏需要产生液晶盒的形变，其使用寿命较短，因而内嵌电容式触摸屏的应用范围较广。图4示出了内嵌电容式触摸屏中的触摸层的一种结构，包括多个感应电极401和驱动电极402，其中，感应电极401纵向延伸，和感应线S1、S2相连接，同一行的驱动电极402通过通孔横向互连，分别和驱动线Dl、D2、D3、D4相连接，驱动线Dl、D2、D3、D4的延伸方向和感应线S1、S2的延伸方向交叉且垂直。其检测原理如下在驱动线上施加驱动信号，在感应线侧检测信号变化。驱动线确定X向坐标，感应线确定Y向坐标，在检测时，对X向的驱动线进行逐行扫描，在扫描每一行驱动线时，均读取每条感应线上的信号，通过一轮的扫描，就可以遍历每行每列的交点，从而确定哪一点有触摸动作。驱动线和感应线的交点的等效电路图如图5所示，每一个交点处都相当于耦合了一个互电容503，为驱动线和感应线正对交叠处形成的正对电容与驱动线上图形边缘和感应线上图形边缘形成的边缘电容之和；电阻502是驱动线的等效电阻，电阻505是感应线的等效电阻；驱动线的对地寄生电容504和感应线的对地寄生电容510；激励源501用于产生所述驱动信号；触控检测电路506是一个放大器，将感应线上的电信号转化成为电压信号Vout输出。当手指触摸时，可以理解为手指在触摸点的驱动线和感应线之间搭了一个桥，相当于在互电容503上并联了电容，从而使互电容503等效增大，导致感应线上的电信号发生变化，因而使输出电压Vout变化。结合图3，现有技术的内嵌电容式触摸屏的公共电极层305与触摸层302之间的距离非常近，仅相隔了黑矩阵层303和彩膜层304。由于液晶显示面板工作过程中，公共电极层305上施加的驱动信号一般为交流信号，因此，公共电极层305的电压翻转过程产生的噪声很容易对触摸层302中的触摸感应信号造成干扰和影响。如果将公共电极层305的驱动信号改为直流信号，又会造成驱动电路的供电负担加大，而且使得整个内嵌电容式触摸屏的功耗变大。
发明内容本发明解决的问题是提供一种内嵌电容式触摸屏及其驱动方法和驱动装置，在不改变功耗的前提下减小公共电极层对触摸感应信号的噪声干扰。为解决上述问题，本发明提供一种内嵌电容式触摸屏，所述内嵌电容式触摸屏的公共电极层包括相互间隔的多个条状电极。可选的，所述条状电极的延伸方向与感应线的延伸方向垂直。为解决上述问题，本发明提供上述内嵌电容式触摸屏的驱动方法，包括在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加公共电极信号，在其他条状电极上施加直流电平。可选的，所述直流电平包括正电平、负电平或地电平。为解决上述问题，本发明提供上述内嵌电容式触摸屏的驱动装置，包括驱动单元，产生公共电极信号和直流电平；控制单元，获取当前刷新的像素行并确定对应的条状电极；切换单元，受所述控制单元控制，切换施加至所述条状电极的信号，在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加公共电极信号，在其他条状电极上施加直流电平。可选的，所述直流电平包括正电平、负电平或地电平。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本发明技术方案中的内嵌电容式触摸屏中的公共电极层为相互间隔的多个条状电极，在驱动过程中，仅在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加交流的公共电极信号，在其他条状电极上施加直流电平，从而大大减少了交流的公共电极信号对触摸感应信号的噪声干扰。进一步的，本技术方案中的条状电极的延伸方向与感应线的延伸方向垂直，降低了条状电极与感应线之间的耦合，进一步减小了公共电极层对触摸层中的触摸感应信号的噪声干扰。图1是现有技术的外挂式触摸屏的一种剖面结构示意图；图2是现有技术的盒上式触摸屏的一种剖面结构示意图；图3是现有技术的内嵌式触摸屏的一种剖面结构示意图；图4是图3中所示内嵌式触摸屏中的触摸层的一种结构示意图；图5是电容式触摸屏中的驱动线和感应线的交点处的等效电路示意图；图6和图7是本发明实施例的内嵌式触摸屏中的触摸层的一种感应线和驱动线的结构示意图；图8是本发明实施例的内嵌式触摸屏中的公共电极层和感应线的位置关系示意图；图9是本发明实施例的内嵌式触摸屏的驱动装置的结构示意图。具体实施例方式现有技术的内嵌电容式触摸屏中，由于其中的公共电极层上施加的信号为交流信号，会对触摸层中的触摸感应信号造成干扰，影响触摸检测的精确度。本技术方案中，将公共电极层分拆为相互间隔的多个条状电极，仅对当前刷新的像素行对应的条状电极施加交流的公共电极信号，对其他条状电极施加直流电平，从而减小了对触摸层的噪声干扰。进一步的，结合图5，发明人经过研究发现，由于互电容503的存在，公共电极层与驱动线之间的耦合对输出的电压信号Vout的影响不大，而对感应线的耦合会直接影响到触控检测电路506产生的电压信号Vout，因此，本技术方案中公共电极层的条状电极的延伸方向优选与感应线的延伸方向垂直，从而减小条状电极与感应线之间的耦合，以减小对感应线的噪声干扰。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。本实施例的内嵌电容式触摸屏的剖面结构图如图3所示，其具体介绍请参见
背景技术：
部分，这里不再赘述。其中，彩膜层303是可选的，若仅用于灰阶显示而不是彩色显示时，所述彩膜层303可以省去。所述触摸层302的具体结构可以是图4中所示的结构，即驱动线包括多个成矩阵排布的驱动电极402，感应电极401设置于两列驱动电极之间，感应线S1、S1的延伸方向垂直于驱动线D1、D2、D3、D4的延伸方向，连接到同一条驱动线中的驱动电极电位相等。另外，所述触摸层302的具体结构还可以为叠层结构，其中驱动线和感应线分别形成于驱动电极层和感应电极层中，且所述驱动电极层和感应电极层之间形成有介质层。图6和图7示出了此种结构下感应线和驱动线的结构示意图，如图6所示，所述感应线包括多个第一图形601和连接所述第一图形601的第一连接部602；如图7所示，所述驱动线包括多个第二图形701和连接所述第二图形701的第二连接部702。所述第一图形601和第二图形701为菱形，所述第一连接部602和第二连接部702正对交叠，所述第一图形601和第二图形701相互错开。若所述触摸层302采用此种结构，则优选的，所述感应线形成于远离所述公共电极层305的膜层中，而驱动线形成于靠近所述公共电极层305的膜层中，使得感应线与公共电极层305之间的距离较大，耦合较弱，干扰较小。结合图3和图8，图8示出了图3中的公共电极层305与触摸层302中的感应线802之间的相互关系。在本实施例中，所述公共电极层305为多个相互间隔的条状电极801，各条状电极801之间相互平行，其材料为氧化铟锡(ITO)，其形成方法可以是将ITO薄膜刻蚀成所述多个相互间隔的条状电极801。作为一个优选的实施例，所述条状电极801的延伸方向与感应线802的延伸方向垂直，使得它们之间的耦合最小，减少了对感应线802的噪声干扰。当然，在其他实施例中，所述条状电极801的延伸方向还可以与感应线802的延伸方向成其他角度，如45度，相互平行等。本实施例还提供了相应的驱动方法，结合图3，所述薄膜晶体管层307中包括多条扫描线和数据线，分别用于向各个薄膜晶体管施加栅驱动信号和源驱动信号，在实际应用中，通过扫描线对各个像素进行逐行扫描，在刷新(即扫描)每一行像素的同时，通过数据线向相应的像素施加源驱动信号，同时向公共电极层305施加公共电极信号，通过源驱动信号与公共电极信号之间的电势差来实现像素的刷新显示。所述公共电极信号通常为交流信号，在相邻两帧图像之间来回翻转。一般的，所述扫描线的延伸方向与驱动线的延伸方向平行，便于在显示的同时通过触摸信号的检测来实现在当前显示画面上的定位。在各像素的逐行扫描过程中，在当前刷新的像素行对应的条状电极801上施加公共电极信号，而在其他条状电极上施加直流电平，如正电平、负电平或地电平。由于所述公共电极层305中大部分的条状电极801上施加的是直流电平，且条状电极801的延伸方向与感应线的延伸方向垂直，因此，大大减小了公共电极信号对感应线的噪声干扰。由于当前的液晶显示面板的分辨率普遍较高，因此一个条状电极801的覆盖范围往往对应了多行像素，在图像刷新显示过程中，并不需要每刷新一行像素就切换各条状电极801上施加的信号，较低的切换频率并不会对功耗造成较大影响。图9示出了本实施例的内嵌电容式触摸屏的驱动装置的结构示意图，如图9所示，包括驱动单元901，产生公共电极信号和直流电平；控制单元902，获取当前刷新的像素行并确定对应的条状电极；切换单元903，受所述控制单元902控制，切换施加至所述条状电极的信号，在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加公共电极信号，在其他条状电极上施加直流电平。所述驱动单元901可以为现有技术常见的电压生成电路或信号生成电路，用于产生交流的公共电极信号和正电平、负电平、地电平等直流信号。所述控制单元902可以为一简单的逻辑电路，从液晶显示面板的驱动电路中获取当前刷新的像素行，之后在一查找表(lookuptable)中查找确定该像素行对应的公共电极层中的条状电极。所述切换单元903可以包括多个二选一开关，每个二选一开关的输入端分别接收驱动单元901产生的公共电极信号和直流信号，输出端分别连接各个条状电极，控制端受所述控制单元902控制，使得在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加公共电极信号，而在其他条状电极上施加直流电平。综上，本发明技术方案中的内嵌电容式触摸屏中的公共电极层为相互间隔的多个条状电极，仅在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加交流的公共电极信号，在其他条状电极上施加直流电平，从而大大减少了交流的公共电极信号对触摸感应信号的噪声干扰。另外，本技术方案中的条状电极的延伸方向与感应线的延伸方向垂直，减小了条状电极与感应线之间的耦合，进一步减少了公共电极层对触摸层中的触摸感应信号的噪声干扰。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。权利要求1.一种内嵌电容式触摸屏，其特征在于，所述内嵌电容式触摸屏的公共电极层包括相互间隔的多个条状电极。2.如权利要求1所述的内嵌电容式触摸屏，其特征在于，所述条状电极的延伸方向与感应线的延伸方向垂直。3.—种权利要求1至2中任一项所述内嵌电容式触摸屏的驱动方法，其特征在于，包括在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加公共电极信号，在其他条状电极上施加直流电平。4.如权利要求3所述的内嵌电容式触摸屏的驱动方法，其特征在于，所述直流电平包括正电平、负电平或地电平。5.一种权利要求1至2中任一项所述内嵌电容式触摸屏的驱动装置，其特征在于，包括驱动单元，产生公共电极信号和直流电平；控制单元，获取当前刷新的像素行并确定对应的条状电极；切换单元，受所述控制单元控制，切换施加至所述条状电极的信号，在当前刷新的像素行对应的条状电极上施加公共电极信号，在其他条状电极上施加直流电平。6.如权利要求5所述的内嵌电容式触摸屏的驱动装置，其特征在于，所述直流电平包括正电平、负电平或地电平。全文摘要一种内嵌电容式触摸屏及其驱动方法和驱动装置，所述内嵌电容式触摸屏的公共电极层包括相互间隔的多个条状电极。本发明减少了公共电极层对触摸层中的触摸感应信号的噪声干扰。文档编号G06F3/044GK102375629SQ20101025487公开日2012年3月14日申请日期2010年8月13日优先权日2010年8月13日发明者丁小梁,任涛,王丽花,陈悦申请人:上海天马微电子有限公司