CN105094490B - 触摸显示面板、触摸显示装置及其触控方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了触摸显示面板、装置及触控方法。所述触摸显示面板包括：触摸电极，触摸电极包括多个第一电极和多个第二电极和控制电路；其中，多个第一电极以矩阵的形式排列且相互绝缘，其中每个第一电极分别通过第一引线连接到控制电路；以及多个第二电极形成在第一电极之间并与多个第一电极绝缘，多个第二电极之间相互绝缘，每个第二电极对应于至少一个第一电极，每个第二电极分别通过第二引线连接到控制电路。本申请提供的触摸显示面板、装置及触控方法，可以通过检测自容信号值和互容信号值来确定触摸位置，实现了降低噪声干扰的目的。

Description

触摸显示面板、触摸显示装置及其触控方法

技术领域

本申请涉及触控领域，具体涉及触控显示领域，尤其涉及一种触摸显示面板、包含该触摸显示面板的触摸显示装置及该触摸显示装置的触控方法。

背景技术

随着移动终端技术的不断发展，具有触控功能的显示屏已经逐渐成为各类移动终端配置的主流屏幕。通常可以在显示终端中使用内嵌式触控结构，即在显示面板的内部直接嵌入触控功能，以使得整个触摸显示屏幕更加轻薄。

在现有技术中，内嵌式触控结构通常可以分为自容型和互容型两类。对于自容型触控屏，手指接触形成的外部电容将改变电极与地之间形成的自电容；对于互容型触控屏，手指接触形成的外部电容将改变两个电极之间的互电容。在单独使用自容或者互容型触控屏检测触摸位置时，检测精度很容易受到外界噪声信号的干扰。例如，当触控屏幕上触碰到水滴时，可导电的水气会增加相邻触控电极之间的边际电场，进而增加电容，从而导致触摸屏幕很可能将水滴误判为触摸操作。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望能够提供一种抗干扰性强、检测精度高的方案。为了实现上述一个或多个目的，本申请实施例提供了一种触摸显示面板、触摸显示装置及其触控方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种触摸显示面板，该触摸显示面板包括：触摸电极，所述触摸电极包括多个第一电极和多个第二电极，和控制电路；其中，所述多个第一电极以矩阵的形式排列且相互绝缘，其中每个第一电极分别通过第一引线连接到所述控制电路；以及所述多个第二电极形成在所述第一电极之间并与所述多个第一电极绝缘，所述多个第二电极之间相互绝缘，每个第二电极对应于至少一个第一电极，每个第二电极分别通过第二引线连接到所述控制电路。

第二方面，本申请实施例提供了一种触摸显示装置，该触摸显示装置包括上述第一方面所提供的触摸显示面板。

第三方面，本申请实施例提供了一种触摸显示装置的触控方法，该触摸显示装置包括上述第一方面所提供的触摸显示面板，该触控方法包括：在第一检测周期检测每个第一电极的自容信号值；在不同于所述第一检测周期的第二检测周期检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值；以及基于检测到的自容信号值和互容信号值确定触摸位置。

本申请实施例提供的触摸显示面板、触摸显示装置及其触控方法，可以检测第一电极上的自容信号值，也可以检测第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值，并通过综合判断上述自容信号值和互容信号值来确定触摸位置。通过对自互容两个信号进行综合分析，可以降低外界噪声对触摸显示面板的干扰，提高其触控操作的识别精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请触摸显示面板的一个实施例的结构示意图；

图2是本申请触摸显示面板的另一个实施例的结构示意图；

图3是本申请触摸显示装置的一个实施例的结构示意图；

图4是本申请触摸显示装置的另一个实施例的结构示意图；

图5是本申请触摸显示装置的触控方法的一个实施例的流程图；

图6是本申请触摸显示装置的触控方法的另一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，其示出了本申请触摸显示面板的一个实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例的触摸显示面板包括：触摸电极11和控制电路12。触摸电极11包括多个第一电极111和多个第二电极112，其中，多个第一电极111以矩阵的形式排列且相互绝缘，其中每个第一电极111分别通过第一引线13连接到控制电路12。多个第二电极112形成在第一电极111之间并与多个第一电极绝缘，并且多个第二电极112之间也相互绝缘。每个第二电极112可以对应于至少一个第一电极111，并且每个第二电极112可以分别通过第二引线14连接到控制电路12。在本实施例的触摸显示面板中，触摸电极11在触控阶段可以用于触控。可选地，在显示阶段，触摸电极11可以复用为公共电极，以用于显示。具体地，在显示阶段，控制电路12可以在触摸(公共)电极11上施加一个恒压信号，以便驱动液晶分子在触摸电极11和像素电极(未示出)的共同作用下发生偏转，从而实现显示功能。在触控阶段，控制电路12可以被配置为检测每个第一电极111的自容信号值，并检测每个第一电极111与对应的第二电极112之间的互容信号值。

具体地，当检测每个第一电极111的自容信号值时，控制电路12可以通过在第一引线13上施加电压为第一电极111充电，并记录充电后第一电极111的对地电容值C1。然后将电压断开，此时如果手指靠近或接触触摸显示面板，就会导致手指触摸位置处的电容值C1发生变化。因此，控制电路12通过第一引线13检测电容值C1的变化情况，就可以确定出手指的触控位置。

当检测每个第一电极111与对应的第二电极112之间的互容信号值时，控制电路12可以通过第一引线13在每一行或每一列第一电极111上依次施加激励信号，例如脉冲信号。同时，控制电路12可以通过第二引线14从第二电极112接收信号，这样可以得到第一电极111与对应的第二电极112之间的互容信号，也就可以得到在整个触摸显示面板的二维平面上的电容大小。当手指接近触摸显示面板时，会导致手指处的局部电容量减少。根据平面上电容值的变化位置，就可以得到触摸点坐标，即手指的触控位置。

在本实施例的一个可选实现方式中，每个第二电极112可以对应于紧邻其右侧的四个第一电极111。多个第二电极112的总面积小于多个第一电极111的总面积，也就是说，多个第二电极112的面积总和小于多个第一电极111的面积总和。由于本实施例中的第一电极用于检测自容信号，因此检测自容信号的有效区域较大，可以确保自容检测的准确性。在本实施例的一个可选实现方式中，控制电路12对上述自容信号值的检测和上述互容信号值的检测可以是分时进行的。也就是说，控制电路12可以先检测每个第一电极111的自容信号值，然后再检测每个第一电极111与对应的第二电极112之间的互容信号值。或者，控制电路12可以先检测每个第一电极111与对应的第二电极112之间的互容信号值，然后再检测每个第一电极111的自容信号值。并且，自容信号值和互容信号值的检测可以在一个图像扫描帧内完成，也可以在相邻或邻近的两个图像扫描帧内完成，本申请对此不做限制，只要自容信号值和互容信号值的检测是分开进行的即可。

在本实施例的一个可选实现方式中，控制电路12进一步被配置为根据检测到的自容信号值确定自电容发生了变化的一个或多个第一电极111，以及基于上述一个或多个第一电极111中的每个第一电极111对应的自容信号值和互容信号值确定触摸位置。在本实施例中，控制电路12可以首先根据检测到的自容信号值的变化情况，确定出自电容发生改变的至少一个第一电极111。由于这些电极的自电容发生了变化，因此这些电极所在的位置，很有可能是发生用户触摸的位置。但是，由于外界噪声也可以引起自电容的变化，所以可以对引起自电容变化的具体原因进行进一步确认。具体地，控制电路12可以进一步得到上述自电容发生变化的至少一个第一电极111与其对应的第二电极112之间的互容信号值的变化情况，并可以基于自容信号值和互容信号值之间的对应关系，来确定自电容发生变化的位置，究竟是触摸位置还是噪声位置。例如，对于同一次触摸来说，互容信号值的变化量通常是自容信号值变化量的一半。若某个第一电极的互容值和自容值的变化符合上述规律，则可以确定在该电极上发生了触摸。若某个第一电极上互容值的变化量仅有自容值变化量的十分之一，则可以确定在该电极上产生了干扰噪声。

在本实施例的一个可选实现方式中，每个第二电极112可以对应于第一方向上的多个第一电极111，第一方向是平行于触摸扫描方向的方向。在本实施例中，触摸扫描方向可以是指控制电路12在进行互电容检测时，对多个第一电极111逐行施加激励信号的方向。在图1所示的实施例中，触摸扫描方向可以是从上向下或者从下向上的竖直方向。因此，第一方向可以是图中的竖直方向，每个第二电极112可以对应于一列第一电极111，也就是在同一纵向上排列的四个第一电极111。

在本实施例的一个可选实现方式中，每个第一电极111是具有相同形状的电极。可选地，第一电极111的形状可以是矩形，例如正方形或长方形，也可以是三角形等，并且每个第一电极111的大小和形状均相同。每个第二电极112是沿上述第一方向，也就是图1中的竖直方向延伸的条状电极，并且每个第二电极112在垂直于其长度方向的方向上，也就是图1中的水平方向上延伸出多个将第一电极111隔开的延伸电极部112A。可选地，每个第一电极111可以是具有不同形状的电极。例如，对于非矩形显示面板来说，若其中间位置处的第一电极是正方形电极，而其边界位置处的第一电极很可能是上述正方形电极被裁剪去一部分后得到的三角形、四边形或五边形电极。对于这类显示面板，在确定其边界处的触摸信号时，需要进一步考虑第一电极的面积变化对自容或互容信号的影响。

本实施例提供的触摸显示面板，控制电路可以检测第一电极上的自容信号值，也可以检测第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值，并通过综合判断上述自容信号值和互容信号值来确定触摸位置。通过对自互容两个信号进行综合分析，可以降低外界噪声对触摸显示面板的干扰，提高其触控操作的识别精度。并且，本实施例中多个第二电极的面积小于多个第一电极的面积，也就是说，检测自容信号的有效区域较大，因此可以确保自容检测的准确性。

进一步参考图2，其示出了本申请触摸显示面板的另一个实施例的结构示意图。

如图2所示，本实施例的触摸显示面板包括：用于显示和触控的触摸电极21和控制电路22。触摸电极21包括多个第一电极211和多个第二电极212，其中，多个第一电极211以矩阵的形式排列且相互绝缘，其中每个第一电极211分别通过第一引线23连接到控制电路22。多个第二电极212形成在第一电极211之间并与多个第一电极绝缘，并且多个第二电极212之间也相互绝缘。每个第二电极212可以对应于多个第一电极211，并且每个第二电极212可以分别通过第二引线24连接到控制电路22。

在本实施例中，每个第二电极212可以由三部分组成，即第一条状电极212A、第二条状电极212B，以及连接在第一条状电极212A和第二条状电极212B之间的多个第三条状电极212C。其中，第一条状电极212A和第二条状电极212B相互平行，第三条状电极212C与第一条状电极212A垂直，并将多个第一电极211隔离开来。这样，每个第二电极212可以环绕其所对应的每一个第一电极211。多个第二电极212的面积小于多个第一电极211的面积。

在本实施例的触摸显示面板中，触摸电极21同样可以用于显示和触控。具体地，在显示阶段，控制电路22可以在触摸电极21上施加一个恒压信号，以便驱动液晶分子在触摸电极21和像素电极(未示出)的共同作用下发生偏转，从而实现显示功能。在触控阶段，控制电路22可以被配置为检测每个第一电极211的自容信号值，并检测每个第一电极211与对应的第二电极212之间的互容信号值。然后根据自容信号值和互容信号值共同确定手指的触摸位置，其检测的方法和原理与图1所示实施例基本一致，在此不再赘述。

从图2中可以看出，其所提供的触摸显示面板与图1中的触摸显示面板的主要区别在于第二电极的形状不同。图1中的第一电极被第二电极部分围绕，而本实施例的第一电极被完全环绕在第二电极之中，因此，第一电极和第二电极之间的互容面积增加，可以进一步提高对互容信号的检测精度。

基于上述提供的触摸显示面板，本申请还提供了一种触摸显示装置。进一步参考图3，其示出了本申请触摸显示装置的一个实施例的结构示意图。在本实施例中，触摸显示装置可以包括上述任一实施例中所描述的触摸显示面板31以及与其对置设置的对置基板32，在触摸显示面板31与对置基板32之间设置有一个液晶层33。对置基板32可以包括第一基板321和彩膜层322，并且彩膜层322设置于第一基板321面向液晶层33一侧。

进一步参考图4，其示出了本申请触摸显示装置的另一个实施例的示意图。在本实施例中，显示装置可以是一个平板电脑41，其包括上述任一实施例中所描述的触摸显示面板42。用户可以使用触控笔43或手指在触摸显示面板42上完成触控操作。

进一步参考图5，其示出了本申请触摸显示装置的触控方法的一个实施例的流程图。该触控方法可以应用于上述任一实施例中所描述的触摸显示装置上，该方法具体包括：

首先，在步骤501中，在第一检测周期检测每个第一电极的自容信号值。

触摸显示面板中的控制电路可以在第一检测周期内，通过第一引线检测每个第一电极的自容信号值。具体地，驱动电路在第一检测周期内，可以首先通过第一引线为第一电极充电，并记录充电后第一电极的对地电容值。然后将第一引线上的电压断开，并通过第一引线检测每个第一电极的自容信号值，如果该信号值与之前充电状态下的对地电容值不同，则很可能发生了用户触摸。

在本实施例的一个可选实现方式中，检测每个第一电极的自容信号值包括：在每个第一检测周期，检测每个第一电极的自电容的电容变化，并将检测到的电容变化用自电容信号值表示。具体地，由于触摸显示面板需要不断地对触摸信号进行检测，因此，可以预先设定第一检测周期之间的间隔，例如，可以在每一帧图像显示的过程中都设置一个第一检测周期。然后在每个第一检测周期内，对每个第一电极都执行充电、断电和检测的步骤，以便得到每个第一电极的自电容变化情况，并将检测到的电容变化量用自电容信号值表示。若某个第一电极的自电容没有变化，则其自电容信号值为零，否则，其自电容信号值则为自电容变化量。

接着，在步骤502中，在不同于第一检测周期的第二检测周期检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值。

在本实施例中，可以在的第二检测周期检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值。第二检测周期是与第一检测周期不同的周期，二者可以在同一个图像扫描帧内，也可以在相邻或邻近的两个图像扫描帧内。驱动电路可以通过第一引线在每一行第一电极上依次施加激励信号，例如脉冲信号。同时，驱动电路可以通过第二引线从第二电极上接收信号，这样可以得到第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值，也就可以得到在整个触摸显示面板的二维平面上的电容值大小。如果有手指接近触摸显示面板，会导致手指处的局部电容量减少。根据平面上电容值的变化量情况，就可以直接得到触摸点坐标，即可能的手指触控位置。

在本实施例的一个可选实现方式中，检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值包括：在每个第二检测周期，检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互电容的电容变化，并将检测到的电容变化用互容信号值表示。每当在一个第一周期内检测了第一电极的自电容值，相应地也可以在一个第二周期内检测第一电极与相应的第二电极之间的互电容值。如果在检测的过程中，某个第一电极与对应的第二电极之间的互电容发生了变化，则可以将电容变化量用互容信号值表示。

最后，在步骤503中，基于检测到的自容信号值和互容信号值确定触摸位置。

当在上述步骤501和502中分别得到了自容信号值和互容信号值后，可以进一步对这两个值进行数据分析，从而确定触摸位置。例如，如果在同一个第一电极上仅检测到了自容信号值和互容信号值中的一个，则可以认为在该电极上产生了外部噪声，而如果同时检测到了自容信号值和互容信号值，则可以认为在该电极上发生了触摸操作。

本实施例提供的触摸显示装置的触控方法，可以检测第一电极上的自容信号值，也可以检测第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值，并通过综合判断上述自容信号值和互容信号值来确定触摸位置。通过对自互容两个信号进行综合分析，可以降低外界噪声对触摸显示面板的干扰，提高其触控操作的识别精度。

进一步参考图6，其示出了本申请触摸显示装置的触控方法的另一个实施例的流程图。

如图6所示，在步骤601中，在第一检测周期检测每个第一电极的自容信号值。本步骤与图5中的步骤501相同，在此不再赘述。

接着，在步骤602中，根据检测到的自容信号值确定自电容发生了变化的一个或多个第一电极。

当在上述步骤601中检测到每个第一电极的自容信号值后，可以将电容信号值不为零的一个或多个第一电极确定为自电容发生了变化的第一电极。

继而，在步骤603中，获取上述一个或多个第一电极中的每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值。

当在上述步骤602中确定出自电容发生变化的第一电极后，说明触摸很可能在这些第一电极上发生，因此可以进一步获取这些电极与第二电极间的互容信号值。而在那些自电容未发生变化的第一电极上，说明没有发生触摸操作，因此不需要再去获取这一类电极与第二电极之间的互容信号值。

最后，在步骤604中，基于上述一个或多个第一电极中的每个第一电极对应的自容信号值和互容信号值确定触摸位置。

本步骤与图5中的步骤503的原理相同，不同之处仅在于，本步骤中的第一电极是自电容发生过变化的第一电极，而不是触摸显示面板中的全部第一电极，因此本步骤中的数据处理量可以明显减少。

在本实施例的一个可选实现方式中，基于上述一个或多个第一电极中的每个第一电极对应的自容信号值和互容信号值确定触摸位置包括：根据预设的对应关系确定每个第一电极的自容信号值对应的互容信号范围；确定每个第一电极的互容信号值是否处于互容信号范围内；以及如果每个第一电极的互容信号值处于所述互容信号范围内，则每个第一电极被触摸。具体地，在确定了自容发生变化的至少一个第一电极的自容信号值后，可以根据预设的对应关系确定该自容信号值所对应的互容信号范围。在同一次触摸中，自容信号的变化量与互容信号的变化量具有一定的对应关系，例如，互容信号值的变化量通常是自容信号值变化量的0.4～0.5倍之间。具体的对应关系可以根据以往的经验和触摸面板的电极结构预先设定。在确定出互容信号的范围后，就可以确定实际检测到的互容信号值是否在该范围内。若是，则说明在第一电极位置处发生了触摸操作，否则认为该位置未发生触摸操作。

从图6中可以看出，本实施例所提供的触摸显示装置的触控方法，与图5中所示的实施例的不同之处在于，可以先检测第一电极上的自容信号值，然后再检测自容发生变化的第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值。由于获取的互容信号值已经过筛选，因此在通过自容信号值和互容信号值来确定触摸位置时，需要处理的数据量大大减少，明显提高了触摸位置的确定效率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (12)

1.一种触摸显示面板，其特征在于，包括：

触摸电极，所述触摸电极包括多个第一电极和多个第二电极，和

控制电路；

其中，所述多个第一电极以矩阵的形式排列且相互绝缘，其中每个第一电极分别通过第一引线直接连接到所述控制电路；以及

所述多个第二电极形成在所述第一电极之间并与所述多个第一电极绝缘，所述多个第二电极之间相互绝缘，每个第二电极对应于至少一个第一电极，每个第二电极分别通过第二引线直接连接到所述控制电路；

每个第二电极对应于第一方向上的多个第一电极，所述第一方向是平行于触摸扫描方向的方向；

每个第二电极是沿所述第一方向延伸的条状电极，并且每个第二电极在垂直于其长度方向的方向上延伸出多个将第一电极隔开的延伸电极部；

所述控制电路被配置为检测所述第一电极的自容信号值，且所述多个第二电极的总面积小于所述多个第一电极的总面积。

2.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中，所述触摸电极在显示阶段复用为公共电极。

3.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中，所述控制电路被配置为检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值。

4.根据权利要求3所述的触摸显示面板，其中，所述控制电路对自容信号值的检测和互容信号值的检测是分时进行的。

5.根据权利要求3所述的触摸显示面板，其中，所述控制电路进一步被配置为根据检测到的自容信号值确定自电容发生了变化的一个或多个第一电极，以及基于所述一个或多个第一电极中的每个第一电极对应的自容信号值和互容信号值确定触摸位置。

6.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中，每个第二电极由相互平行的第一条状电极和第二条状电极以及连接在第一条状电极和第二条状电极之间的多个第三条状电极组成，第三条状电极与第一条状电极垂直，并将多个第一电极隔离开来。

7.一种触摸显示装置，包括根据权利要求1至6中任一项所述的触摸显示面板。

8.一种触摸显示装置的触控方法，所述触摸显示装置包括根据权利要求1至6中任一项所述的触摸显示面板，所述触控方法包括：

在第一检测周期检测每个第一电极的自容信号值；

在不同于所述第一检测周期的第二检测周期检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值；以及

基于检测到的自容信号值和互容信号值确定触摸位置。

9.根据权利要求8所述的触控方法，其中，检测每个第一电极的自容信号值包括：

在每个第一检测周期，检测每个第一电极的自电容的电容变化，并将检测到的电容变化用自电容信号值表示。

10.根据权利要求8所述的触控方法，其中，检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值包括：

在每个第二检测周期，检测每个第一电极与对应的第二电极之间的互电容的电容变化，并将检测到的电容变化用互容信号值表示。

11.根据权利要求8所述的触控方法，其中，基于检测到的自容信号值和互容信号值确定触摸位置包括：

根据检测到的自容信号值确定自电容发生了变化的一个或多个第一电极；

获取所述一个或多个第一电极中的每个第一电极与对应的第二电极之间的互容信号值；以及

基于所述一个或多个第一电极中的每个第一电极对应的自容信号值和互容信号值确定触摸位置。

12.根据权利要求11所述的触控方法，其中，基于所述一个或多个第一电极中的每个第一电极对应的自容信号值和互容信号值确定触摸位置包括：

根据预设的对应关系确定所述每个第一电极的自容信号值对应的互容信号范围；

确定所述每个第一电极的互容信号值是否处于所述互容信号范围内；以及

如果所述每个第一电极的互容信号值处于所述互容信号范围内，则所述每个第一电极被触摸。