CN105159520A - 一种自电容触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自电容触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置，用以提高自电容触控显示面板的像素开口率和透过率。自电容触控显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，阵列基板包括位于衬底基板上的公共电极，公共电极复用为若干触控电极，每一触控电极电连接一触控电极引线，其中，触控电极引线复用为公共电极线。

Description

一种自电容触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置

技术领域

本发明涉及触控、显示技术领域，尤其涉及一种自电容触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置。

背景技术

目前，为了实现触控面板的薄型化和轻量化，将触控面板和液晶显示面板一体化的研究日渐盛行。其中，将触控面板嵌入到液晶显示面板内部的内嵌式(In-Cell)触控方案受到人们的广泛关注。In-Cell触控方案包括自电容触控和互电容触控两种方式。

自电容触控方式：将阵列基板上用作公共(VCOM)电极的透明导电层分割成若干方块作为触控传感器单元，利用特定的金属走线一端通过过孔和触控传感器单元连通，另一端连接至驱动集成电路，当手指触碰触控显示面板时，会引起相应位置处触控传感器单元电容值的波动，驱动集成电路通过检测电容值的波动能够确定触碰点的位置，从而实现触控功能。

互电容触控方式：在阵列基板上设计横向驱动电极(Tx)线，在彩膜基板上设计纵向感应电极(Rx)线，Tx线依次发射激励信号，所有Rx线同时接收信号，得到整个触控显示面板二维平面的电容大小，由此根据电容值的变化量计算出触控点的位置，从而实现触控功能。

综上所述，现有技术自电容触控方式的触控显示面板，由于与触控传感器单元连接的触控引线采用特定的金属，需要增加黑矩阵的宽度对触控引线进行遮挡，是以通常会导致像素开口率和透过率的较大下降。

发明内容

本发明实施例提供了一种自电容触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置，用以提高自电容触控显示面板的像素开口率和透过率。

本发明实施例提供的一种自电容触控显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板包括位于衬底基板上的公共电极，所述公共电极复用为若干触控电极，每一所述触控电极电连接一触控电极引线，其中，所述触控电极引线复用为公共电极线。

由本发明实施例提供的自电容触控显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，阵列基板包括位于衬底基板上的公共电极，公共电极复用为若干触控电极，每一触控电极电连接一触控电极引线，其中，触控电极引线复用为公共电极线。本发明实施例将触控电极引线复用为公共电极线，能够减小因触控电极引线的引入造成的像素开口区和透光率的下降。

较佳地，所述公共电极的形状为条形。

较佳地，所述阵列基板包括若干平行排列的数据线，所述触控电极引线与所述数据线同层绝缘设置，每一所述触控电极至少对应一所述触控电极引线。

较佳地，所述阵列基板包括若干阵列排列的像素单元，每一所述像素单元至少包括三个亚像素单元，每一像素单元对应一触控电极引线，触控电极引线设置在相邻两个像素单元之间。

较佳地，所述像素单元包括色阻颜色为红色的亚像素单元、色阻颜色为绿色的亚像素单元和色阻颜色为蓝色的亚像素单元，所述触控电极引线与色阻颜色为蓝色的亚像素单元紧邻设置。

较佳地，所述触控电极引线在衬底基板上的正投影区域的面积与所述数据线在衬底基板上的正投影区域的面积相等。

本发明实施例还提供了一种触控显示装置，该触控显示装置包括上述的自电容触控显示面板。

本发明实施例还提供了一种上述自电容触控显示面板的驱动方法，所述方法包括：

在显示阶段，通过触控电极引线向触控电极加载公共电极信号；

在触控阶段，通过触控电极引线向触控电极加载触控驱动信号，以及所述触控电极输出感应信号，与每一所述触控电极电连接的触控电极引线与检测触控信号模块连接，所述检测触控信号模块根据所述触控电极输出的感应信号确定触控位置。

附图说明

图1为现有技术的自电容触控显示面板的平面结构示意图；

图2为图1中沿AA1方向的截面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自电容触控显示面板的平面结构示意图；

图4为图3中沿BB1方向的截面结构示意图；

图5为本发明实施例对色阻颜色为绿色的亚像素单元和色阻颜色为蓝色的亚像素单元的光效模拟图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种自电容触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置，用以提高自电容触控显示面板的像素开口率和透过率。

本发明是基于以下考虑实现的：

为了解决像素开口率和透过率降低的问题，最直接的手段为减小黑矩阵的宽度。而基于现有技术中的自容触控显示面板结构而言，单纯减小黑矩阵则会导致液晶偏转紊乱区被暴露，如图2所示，若单纯减少黑矩阵221左侧宽度，则导致公共电极213与Tx引线212之间的区域暴露，而暴露的该区域液晶由于出于像素电极214与公共电极213所形成的电场边缘，其偏转会出现紊乱，进而影响整体面板显示效果。进一步的，作为解决上述像素开口率和透过率降低的问题的技术手段，同时仍需满足不会造成光效的降低的目的。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中各膜层厚度和区域大小、形状不反应各膜层的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

现有技术的自电容触控显示面板的平面结构图如图1所示，图中沿AA1方向的截面图如图2所示，自电容触控显示面板包括相对设置的阵列基板21和彩膜基板22，阵列基板21采用6道掩膜板制程，依次形成位于衬底基板上的栅极、半导体有源层、像素电极、源极、漏极、钝化层和公共电极。将公共电极分割成若干方块复用为触控电极，每个触控电极通过贯穿钝化层的过孔和一条触控电极(Tx)引线相连，Tx引线最后连接到集成显示和触控功能的驱动集成电路上。

如图1所示，阵列基板包括若干阵列排列的像素单元10，每一像素单元10包括三个亚像素单元，分别对应彩膜基板的红色(R)色阻、绿色(G)色阻和蓝色(B)色阻，一个像素单元10中包括三条数据(Data)线和一条Tx引线，Data线和Tx引线共用同一层金属，一个像素单元中的Tx引线和下一个像素单元的Data线组成双源结构。具体地，图中像素单元10中包括Data1、Data2和Data3三条Data线和一条Tx引线，Tx引线和下一个像素单元中的Data4组成双源结构。

如图2所示，为了直观的说明阵列基板21双源结构位置处对应的彩膜基板22上的黑矩阵221的宽度，图2中示出了通常设置的各个部分的宽度。从图中可以看到，Data线211的宽度为3微米(μm)，Tx引线212的宽度为3μm，Data线211和Tx引线212之间的距离为3μm，为了保证黑矩阵221开口区的设计在三个亚像素单元处都一致，Tx引线212左侧需要设计一条公共电极，Tx引线212和Tx引线212左侧的公共电极213之间的距离为2.5μm，以保证工艺波动最差的情况下，Tx引线和公共电极之间不会发生交叠；Tx引线212左侧公共电极213的宽度为3μm，黑矩阵221右侧边缘距离Data线211的右侧边缘的值为1.5μm，黑矩阵221左侧边缘距离Tx引线212的左侧边缘的值为4μm，Tx引线212与像素电极214之间的距离为7.5μm，Data线211与像素电极214之间的距离为5μm，公共电极的宽度W1，以及相邻两个公共电极之间的距离S1根据实际的生产可以设置为不同的值，从图中可以看到，黑矩阵221的宽度为14.5μm。图中标号215和标号216均表示绝缘层。

现有技术的双源结构设计中，因Tx引线和Data线共用同一层金属，Tx引线的引入会造成像素开口区的减小，从而导致像素透过率的较大降低。

为了提高自电容触控显示面板的像素开口率和透过率，本发明具体实施例提供一种自电容触控显示面板，包括位于衬底基板上的公共电极，公共电极复用为若干阵列排列的触控电极，每一触控电极电连接一触控电极引线，本发明具体实施例中的触控电极引线复用为公共电极线。

本发明具体实施例触控电极，以及触控电极引线的具体设置与现有技术相同，这里不再赘述。

由于自电容触控显示面板在显示和触控阶段，Tx引线上加载的信号始终和公共电极的信号保持一致，本发明具体实施例将触控电极引线复用为公共电极线，而无需像现有技术在触控电极引线旁边再额外设计一条公共电极，从而能够减小因触控电极引线的引入造成的像素开口区和透光率的下降。

下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的自电容触控显示面板。

如图3和图4所示，本发明具体实施例的自电容触控显示面板，包括相对设置的阵列基板21和彩膜基板22，图4为图3沿BB1方向的截面图，阵列基板包括设置在衬底基板上的公共电极，将公共电极分割成若干方块复用为触控电极，优选地，本发明具体实施例中公共电极的形状为条形，条形的公共电极的宽度为W2，相邻两个条形的公共电极之间的距离为S2，W2和S2的具体值根据实际生产工艺设置。本发明具体实施例中的公共电极的材料为氧化铟锡(ITO)，或为氧化铟锌(IZO)，或为ITO和IZO组成的复合材料，本发明具体实施例不对公共电极的具体材料作限定。

如图3所示，本发明具体实施例中的阵列基板包括若干平行排列的Data线，图中仅示出了Data1、Data2、Data3、Data4和Data5五条Data线，触控电极(Tx)引线与Data线同层绝缘设置，每一触控电极至少对应一Tx引线。优选地，本发明具体实施例Tx引线在衬底基板上的正投影区域的面积与Data线在衬底基板上的正投影区域的面积相等，本发明具体实施例中的阵列基板也采用6道掩膜板制程，依次形成位于衬底基板上的栅极、半导体有源层、像素电极、源极、漏极、钝化层和公共电极。

如图3所示，本发明具体实施例中的阵列基板包括若干阵列排列的像素单元10，每一像素单元10至少包括三个亚像素单元，本发明具体实施例以每一像素单元10包括三个亚像素单元为例介绍，每一像素单元10对应一Tx引线，Tx引线设置在相邻两个像素单元10之间，即本发明具体实施例中的Tx引线采用双源结构设计。

由于本发明具体实施例将公共电极分割成若干方块复用为触控电极，在实际设计中每一个触控电极通常包括几十乘以几十个像素单元，因此，当每一像素单元对应一Tx引线时，每一个触控电极将对应多条Tx引线，此时触控电极只需要与其中的一条Tx引线连接即可，仅与触控电极连接的Tx引线之后连接到集成显示和触控功能的驱动集成电路上。

为了更直观的说明本发明具体实施例将触控电极引线复用为公共电极线能够提高自电容触控显示面板的像素开口率和透过率，图4示出了本发明具体实施例阵列基板21双源结构位置处对应的彩膜基板22上的黑矩阵221的宽度，从图中可以看到，Data线211的宽度为3μm，Tx引线212的宽度为3μm，Data线211和Tx引线212距离为3μm，黑矩阵221右侧边缘距离Data线211的右侧边缘的值为1.5μm，黑矩阵221左侧边缘距离Tx引线212的左侧边缘的值为1.5μm，Tx引线212与像素电极214之间的距离为5μm，Data线211与像素电极214之间的距离为5μm，从图中可以看到，黑矩阵221的宽度为12μm。与现有技术的图2相比，本发明具体实施例双源结构处的黑矩阵的宽度较小，能够增大像素开口率，并提高像素透过率。

如图3所示，本发明具体实施例像素单元10包括色阻颜色为红色(R)的亚像素单元、色阻颜色为绿色(G)的亚像素单元和色阻颜色为蓝色(B)的亚像素单元，Tx引线与色阻颜色为蓝色的亚像素单元紧邻设置。由于色阻颜色为绿色的亚像素单元左右不存在TX引线，所以光效不会受到TX引线的影响。而由于TX引线的存在，色阻颜色为蓝色的亚像素单元的光效必然会其影响，本发明具体实施例模拟色阻颜色为绿色的亚像素单元和色阻颜色为蓝色的亚像素单元的光效。

模拟结果如图5所示，图中横坐标对应像素开口区域，纵坐标对应单位面积的发光强度，对发光强度在整个开口区域进行积分即可得到像素的整体光效。从图中可以看到，色阻颜色为绿色的亚像素单元和色阻颜色为蓝色的亚像素单元前四个发光峰的发光强度相同，第五个发光峰位置色阻颜色为蓝色的亚像素单元的发光强度大于色阻颜色为绿色的亚像素单元的发光强度，第六个发光峰位置色阻颜色为绿色的亚像素单元的发光强度大于色阻颜色为蓝色的亚像素单元的发光强度。对整个开口区域的发光强度进行积分，结果显示色阻颜色为蓝色的亚像素单元的整体光效稍强于色阻颜色为绿色的亚像素单元的整体光效，该模拟结果说明本发明具体实施例将Tx引线复用为公共电极线的设计方式并不会造成光效的降低。

另外，在某些特殊情况，使用本发明具体实施例中的像素设计可以比现有像素设计多设置一条公共电极，从而使像素的透过率有较大幅度的提升。具体地，由于本发明具体实施例中将Tx引线复用为公共电极线能够提高像素的有效发光区域的面积，而有效发光区域的面积的增加又为公共电极的增加提供了空间和可能。受实际生产过程中工艺能力的限制，公共电极的宽度和间距的设置存在一个最小设计值。假设采用现有技术，一个子像素最多只能设置n条公共电极，同时，若要设置n+1条公共电极，此子像素的有效发光区域需增加一个相对较小的数值x。而采用本发明具体实施例中的设计，由于像素的有效发光区域的面积增加，如果增加量大于数值x，则此子像素即将设置n+1条公共电极，对公共电极的数量和发光强度的模拟结果显示，一条公共电极的增加会带来像素透过率的较大提升。这里，n、x均为大于零的正数。

本发明具体实施例还提供了一种触控显示装置，该触控显示装置包括本发明具体实施例提供的上述自电容触控显示面板，该触控显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视、有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode，OLED)面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。

本发明具体实施例还提供了一种上述自电容触控显示面板的驱动方法，所述方法包括：

在显示阶段，通过触控电极引线向触控电极加载公共电极信号；

在触控阶段，通过触控电极引线向触控电极加载触控驱动信号，以及触控电极输出感应信号，与每一触控电极电连接的触控电极引线与检测触控信号模块连接，检测触控信号模块根据触控电极输出的感应信号确定触控位置。

在显示阶段，触控电极接收公共电极信号，自电容触控显示面板实现正常的显示功能。

综上所述，本发明具体实施例提供一种自电容触控显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，阵列基板包括位于衬底基板上的公共电极，公共电极复用为若干触控电极，每一触控电极电连接一触控电极引线，其中，触控电极引线复用为公共电极线。本发明具体实施例将触控电极引线复用为公共电极线，能够减小因触控电极引线的引入造成的像素开口区和透光率的下降。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种自电容触控显示面板，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板包括位于衬底基板上的公共电极，所述公共电极复用为若干触控电极，每一所述触控电极电连接一触控电极引线，其特征在于，所述触控电极引线复用为公共电极线。

2.根据权利要求1所述的自电容触控显示面板，其特征在于，所述公共电极的形状为条形。

3.根据权利要求2所述的自电容触控显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括若干平行排列的数据线，所述触控电极引线与所述数据线同层绝缘设置，每一所述触控电极至少对应一所述触控电极引线。

4.根据权利要求3所述的自电容触控显示面板，其特征在于，所述阵列基板包括若干阵列排列的像素单元，每一所述像素单元至少包括三个亚像素单元，每一像素单元对应一触控电极引线，触控电极引线设置在相邻两个像素单元之间。

5.根据权利要求4所述的自电容触控显示面板，其特征在于，所述像素单元包括色阻颜色为红色的亚像素单元、色阻颜色为绿色的亚像素单元和色阻颜色为蓝色的亚像素单元，所述触控电极引线与色阻颜色为蓝色的亚像素单元紧邻设置。

6.根据权利要求5所述的自电容触控显示面板，其特征在于，所述触控电极引线在衬底基板上的正投影区域的面积与所述数据线在衬底基板上的正投影区域的面积相等。

7.一种触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置包括权利要求1-6任一权项所述的自电容触控显示面板。

8.一种如权利要求1-6任一权项所述的自电容触控显示面板的驱动方法，其特征在于，所述方法包括：

在显示阶段，通过触控电极引线向触控电极加载公共电极信号；

在触控阶段，通过触控电极引线向触控电极加载触控驱动信号，以及所述触控电极输出感应信号，与每一所述触控电极电连接的触控电极引线与检测触控信号模块连接，所述检测触控信号模块根据所述触控电极输出的感应信号确定触控位置。