CN113495638A - 一种触控显示屏及显示装置 - Google Patents

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李鹏涛
尹大根
马青
韩锐
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Abstract

本发明公开了一种触控显示屏及显示装置，公共电极层被分割成多个相互独立的自电容电极，自电容电极通过对应的触控走线连接至驱动芯片；触控显示屏还包括：公共电压线，与各自电容电极对应连接的开关晶体管，以及与各开关晶体管的栅极连接的控制线；在触控显示屏进行显示时，控制各开关晶体管导通，从而使各自电容电极串联在一起构成一个一整，并向公共电压线和各触控走线提供公共电压信号，从而使不同自电容电极上的公共电压信号一致，保证了显示的均一性。在触控显示屏进行触控时，控制各开关晶体管截止，避免各自电容电极之间彼此独立，且向各触控走线提供触控驱动信号，并通过各触控走线检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置。

Description

一种触控显示屏及显示装置
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，尤指一种触控显示屏及显示装置。
背景技术
随着显示技术的飞速发展，触摸屏(Touch Screen Panel)已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照组成结构可以分为：外挂式触摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触摸屏(On Cell Touch Panel)、以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，外挂式触摸屏是将触摸屏与液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)分开生产，然后贴合到一起成为具有触摸功能的液晶显示屏，外挂式触摸屏存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。而内嵌式触摸屏将触摸屏的触控电极内嵌在液晶显示屏内部，可以减薄模组整体的厚度，又可以大大降低触摸屏的制作成本，受到各大面板厂家青睐。
目前，现有的内嵌(In cell)式触摸屏是主要是将液晶显示面板内的公共电极切割成多个相互独立的自电容电极，在显示时，向自电容电极施加公共电压，在触控时，向自电容电极施加触控驱动信号。但是当内嵌(In cell)式触摸屏应用到大尺寸的显示产品中时，在显示时会出现画面不均匀的问题，严重时会出现小方格，横纹等不良问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种触控显示屏及显示装置，用以解决现有技术中存在的显示不均匀的问题。
本发明实施例提供的一种触控显示屏，所述触控显示屏包括：驱动芯片和公共电极层；其中：
所述公共电极层被分割成多个相互独立的自电容电极，所述自电容电极通过对应的触控走线连接至所述驱动芯片；
所述触控显示屏还包括：公共电压线，与各所述自电容电极对应连接的开关晶体管，以及与各所述开关晶体管的栅极连接的控制线；
各所述自电容电极通过对应的所述开关晶体管与所述公共电压线连接；
所述驱动芯片用于：在所述触控显示屏进行显示时，通过所述控制线控制各所述开关晶体管导通，且向所述公共电压线和各所述触控走线提供公共电压信号；在所述触控显示屏进行触控时，通过所述控制线控制各所述开关晶体管截止，且向各所述触控走线提供触控驱动信号，并通过各所述触控走线检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，各所述开关晶体管、所述公共电压线和所述控制线均设置于所述触控显示屏的边框区域；
所述触控显示屏还包括与各所述自电容电极一一对应的第一引出线，所述自电容电极通过所述第一引出线与对应的所述开关晶体管连接；其中，
所述开关晶体管的第一极与所述第一引出线连接，所述开关晶体管的第二极与所述公共电压线连接。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，各所述开关晶体管均设置于所述边框区域的同一侧。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，各所述开关晶体管均设置于与所述驱动芯片相对的一侧；
所述触控走线复用为所述第一引出线。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，与各所述自电容电极对应的所述开关晶体管分别位于所述边框区域靠近所述自电容电极的一侧。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，各所述开关晶体管分别设置于对应的自电容电极所在的区域；
所述公共电压线设置于所述触控显示屏的边框区域；
所述触控显示屏还包括与各所述开关晶体管一一对应的第二引出线，所述开关晶体管通过对应的所述第二引出线与所述公共电压线连接。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，所述第二引出线与所述触控走线延伸方向相同，且同层设置。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，各所述引出线的延伸方向相同，且同层设置。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，还包括：位于所述公共电压线与所述驱动芯片之间的电压跟随电路；
所述驱动芯片通过所述电压跟随电路与所述公共电压线连接。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，所述驱动芯片还用于在所述触控显示屏进行触控时，向所述公共电压线提供触控驱动信号。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种触控显示屏。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的上述触控显示屏及显示装置，包括：驱动芯片和公共电极层，公共电极层被分割成多个相互独立的自电容电极，自电容电极通过对应的触控走线连接至驱动芯片；触控显示屏还包括：公共电压线，与各自电容电极对应连接的开关晶体管，以及与各开关晶体管的栅极连接的控制线；各自电容电极通过对应的开关晶体管与公共电压线连接；驱动芯片用于：在触控显示屏进行显示时，通过控制线控制各开关晶体管导通，从而使各自电容电极串联在一起构成一个一整，并向公共电压线和各触控走线提供公共电压信号，从而使不同自电容电极上的公共电压信号一致，保证了显示的均一性。在触控显示屏进行触控时，通过控制线控制各开关晶体管截止，避免各自电容电极之间彼此独立，且向各触控走线提供触控驱动信号，并通过各触控走线检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置。
附图说明
图1为本发明实施例提供的触控显示屏的结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的触控显示屏的结构示意图之二；
图3为本发明实施例提供的触控显示屏的结构示意图之三；
图4为本发明实施例提供的触控显示屏的结构示意图之四；
图5为本发明实施例提供的触控显示屏的结构示意图之五；
图6为本发明实施例提供的触控显示屏中电压跟随电路的结构示意图；
图7a为本发明实施例提供的触控显示屏的在显示时对应的时序图；
图7b为本发明实施例提供的触控显示屏的在触控时对应的时序图。
具体实施方式
目前内嵌(In cell)式触摸屏在手机、智能手表等小尺寸的领域的应用非常广泛，但是当现有的内嵌(In cell)式触摸屏应用到大尺寸的显示产品中时，例如12.3寸的车载显示屏等，我们发现在显示时会出现画面不均匀的问题，严重时会出现小方格，横纹等不良问题。通过研究发现这主要是由于不同自电容电极是通过不同的导线与驱动芯片连接的，在显示时，不同自电容电极的RC loading不相同导致的。
正是基于此，本发明实施例提供了一种触控显示屏及显示装置，用于解决现有技术中存在的显示不均匀的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
需要说明的是，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。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
下面结合附图，对本发明实施例提供的触控显示屏及显示装置进行具体说明。
本发明实施例提供的一种触控显示屏，如图1所示，触控显示屏包括：驱动芯片01和公共电极层；其中：
公共电极层被分割成多个相互独立的自电容电极02，自电容电极02通过对应的触控走线03连接至驱动芯片01；
触控显示屏还包括：公共电压线04，与各自电容电极02对应连接的开关晶体管05，以及与各开关晶体管05的栅极连接的控制线06；
各自电容电极02通过对应的开关晶体管05与公共电压线04连接；
驱动芯片01用于：在触控显示屏进行显示时，通过控制线06控制各开关晶体管05导通，且向公共电压线04和各触控走线03提供公共电压信号；在触控显示屏进行触控时，通过控制线06控制各开关晶体管05截止，且向各触控走线03提供触控驱动信号，并通过各触控走线03检测各自电容电极02的电容值变化以判断触控位置。
本发明实施例提供的触控显示屏，包括：驱动芯片和公共电极层，公共电极层被分割成多个相互独立的自电容电极，自电容电极通过对应的触控走线连接至驱动芯片；触控显示屏还包括：公共电压线，与各自电容电极对应连接的开关晶体管，以及与各开关晶体管的栅极连接的控制线；各自电容电极通过对应的开关晶体管与公共电压线连接；驱动芯片用于：在触控显示屏进行显示时，通过控制线控制各开关晶体管导通，从而使各自电容电极串联在一起构成一个整体，并向公共电压线和各触控走线提供公共电压信号，从而使不同自电容电极上的公共电压信号一致，保证了显示的均一性。在触控显示屏进行触控时，通过控制线控制各开关晶体管截止，避免各自电容电极之间彼此独立，且向各触控走线提供触控驱动信号，并通过各触控走线检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置。
本发明实施例提供的触控显示屏不需要增加额外的膜层，仅需要对原有的整层设置的公共电极层进行构图工艺形成对应的自电容电极的图形，节省了生产成本，提高了生产效率。
在本发明实施例提供的触控显示屏，在触控显示屏进行触控时，驱动芯片向各触控走线提供触控驱动信号，并通过各触控走线检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置。具体原理为：当人体未触碰屏幕时，各自电容电极所承受的电容为一固定值，当人体触碰屏幕时，对应的自电容电极所承受的电容为固定值叠加人体电容，驱动芯片在触控时序段通过检测各自电容电极的电容值变化可以判断出触控位置。
在具体实施时，驱动芯片可以是同时向自电容电极施加触控驱动信号，也可以是逐行向行自电容电极施加触控驱动信号，在此不作限定。具体地，触控驱动信号一般为方波信号。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图1所示，触控显示屏包括显示区域A和边框区域B，各开关晶体管05、公共电压线04和控制线06均设置于触控显示屏的边框区域B；
触控显示屏还包括与各自电容电极02一一对应的第一引出线07，自电容电极02通过第一引出线07与对应的开关晶体管05连接；其中，
开关晶体管05的第一极与第一引出线07连接，开关晶体管05的第二极与公共电压线04连接。
在具体实施时，开关晶体管的第一极可以为源极，第二极为漏极，当然开关晶体管的第一极也可以为漏极，第二极为源极，在此不作限定。
本发明实施例提供的上述触控显示屏，将开关晶体管05、公共电压线04和控制线06均设置于触控显示屏的边框区域B，可以避免占用显示区域的面积，从而保证触控显示屏的开口率。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图2所示，各开关晶体管05均设置于边框区域B的同一侧。这样可以使开关晶体管05仅占用一侧边框，且将各开关晶体管05均设置于边框区域B的同一侧，还可以使与晶体管连接的控制线分布比较集中，进而进一步减小边框宽度。
在具体实施时，在本发明实施例提供的触控显示屏中，触控走线03沿与驱动芯片01相对的一侧延伸至设置有驱动芯片01一侧后与驱动芯片01连接。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图2所示，各开关晶体管05均设置于与驱动芯片01相对的一侧；触控走线03复用为第一引出线07。在具体实施时，一般对触控显示屏中与驱动芯片01相对的一侧的边框区域的宽度要求较低，因此开关晶体管设置在该侧的边框区域中对触控显示屏整体外观要求影响不大。另一方面，触控走线03复用为第一引出线07，这样不用单独增加第一引出线07的制备工艺，简化了工艺步骤，节省了生产成本，提高了生产效率。并且，避免单独设置第一引出线07占用显示区域面积，从而影响触控显示屏的像素开口率。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图3所示，与各自电容电极02对应的开关晶体管05分别位于边框区域B靠近自电容电极02的一侧。这样可以减小各第一引出线07至自电容电极02的距离，从而显示区域A内减小第一引出线07的占用面积，增大像素开口率。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图1所示，各第一引出线07的延伸方向相同，且同层设置。这样在制备时，可以使各第一引出线07同层制备，简化工艺步骤，节省生产成本，以提高生产效率。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图4所示，各开关晶体管05分别设置于对应的自电容电极02所在的区域；
公共电压线04设置于触控显示屏的边框区域B；
触控显示屏还包括与各开关晶体管05一一对应的第二引出线08，开关晶体管05通过对应的第二引出线08与公共电压线04连接。
在本发明实施例提供的上述触控显示屏中，将各开关晶体管设置与触控显示屏的显示区域，从而可以避免增加边框宽度。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图4所示，第二引出线08与触控走线03延伸方向相同，且同层设置。这样在制备时，不用单独增加第二引出线08的制备工艺，仅需变更原触控走线03对应的膜层的构图即可实现，简化了工艺步骤，节省了生产成本，提高了生产效率。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图4所示，各第二引出线08的延伸方向相同，且同层设置。这样在制备时，可以使各第二引出线08同层制备，简化工艺步骤，节省生产成本，以提高生产效率。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，如图5所示，还包括：位于公共电压线04与驱动芯片01之间的电压跟随电路09；驱动芯片01通过电压跟随电路09与公共电压线04连接。从而通过电压跟随电路09来增强驱动芯片01的驱动能力。
在具体实施时，电压跟随电路09的结构可以是如图6所示的结构，当然也可以是任何具有稳压以及提升功率功能的电路，在此不作限定。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，驱动芯片还用于在触控显示屏进行触控时，向公共电压线提供触控驱动信号，以减小减少公共电压线对自电容电极的耦合影响。
在具体实施时，本发明实施例提供的触控显示屏中，开关晶体管可以为薄膜晶体管或者金属氧化物半导体场效应晶体(metal oxide semiconductor，MOS)管，在此不作限定。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，所有开关晶体管均为N型晶体管或均为P型晶体管，这样可以使开关晶体管的制备工艺统一，从而较少工艺步骤，节约生产成本。
在具体实施时，如果开关晶体管是N型晶体管，则通过向控制线提供高电平信号导通开关晶体管。如果开关晶体管是P型晶体管，则通过箱控制线提供低电平信号导通开关晶体管。
下面以各开关晶体管为N型晶体管为例，结合图7a和图7b所示的时序图，说明本发明实施例提供的触控显示屏的工作原理。
具体地，如图7a所示，在触控显示屏进行显示时(T1时间段)，向控制线06提供高电平信号，各开关晶体管05导通，并且向公共电压线04和各触控走线03提供公共电压信号，实现显示。如图7b所示，在触控显示屏进行触控时(T2时间段)，向控制线06提供低电平信号，各开关晶体管05截止，且向公共电压线04和各触控走线03提供触控驱动信号，并通过各触控走线03检测各自电容电极02的电容值变化以判断触控位置。
可选地，在本发明实施例提供的触控显示屏中，增加的各开关晶体管与原显示面板中的晶体管具有相同功能的膜层为同层设置。这样在制作显示面板的晶体管的同时形成增加的各开关晶体管，从而省去单独制作开关晶体管的工艺步骤，可以降低生产成本。
在具体实施时，在本发明实施例提供的触控显示屏中，控制线一般与驱动芯片的时序控制器连接，时序控制器具体可以集成于驱动芯片中，也可以外置于驱动芯片，在此不作限定。
一般地，触摸屏的密度通常在毫米级，因此，在具体实施时，可以根据所需的触控密度选择各自电容电极的密度和所占面积以保证所需的触控密度，通常各自电容电极设计为5mm*5mm左右的方形电极。而显示屏的密度通常在微米级，因此，一般一个自电容电极会对应显示屏中的多个像素。
在具体实施时，为了方便对公共电极层进行切割，得到规整排列的自电容电极，在本发明实施例提供的触控显示屏，每个自电容电极对应的像素行数相同，每个自电容电极对应的像素列数相同。
进一步地，在本发明实施例提供的触控显示屏，还包括数据线，触控走线的延伸方向与数据线延伸方向相同。
在具体实施时，在本发明实施例提供的触控显示屏，触控走线与数据线同层且绝缘设置。这样在制备时，不用单独增加触控走线的制备工艺，仅需变更原数据线对应的膜层的构图即可实现，简化了工艺步骤，节省了生产成本，提高了生产效率。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的触控显示屏，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述触控显示屏的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述触控显示屏及显示装置，包括：驱动芯片和公共电极层，公共电极层被分割成多个相互独立的自电容电极，自电容电极通过对应的触控走线连接至驱动芯片；触控显示屏还包括：公共电压线，与各自电容电极对应连接的开关晶体管，以及与各开关晶体管的栅极连接的控制线；各自电容电极通过对应的开关晶体管与公共电压线连接；驱动芯片用于：在触控显示屏进行显示时，通过控制线控制各开关晶体管导通，从而使各自电容电极串联在一起构成一个一整，并向公共电压线和各触控走线提供公共电压信号，从而使不同自电容电极上的公共电压信号一致，保证了显示的均一性。在触控显示屏进行触控时，通过控制线控制各开关晶体管截止，避免各自电容电极之间彼此独立，且向各触控走线提供触控驱动信号，并通过各触控走线检测各自电容电极的电容值变化以判断触控位置。
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 (11)

1.一种触控显示屏，其特征在于，所述触控显示屏包括：驱动芯片和公共电极层；其中：
所述公共电极层被分割成多个相互独立的自电容电极，所述自电容电极通过对应的触控走线连接至所述驱动芯片；
所述触控显示屏还包括：公共电压线，与各所述自电容电极对应连接的开关晶体管，以及与各所述开关晶体管的栅极连接的控制线；
各所述自电容电极通过对应的所述开关晶体管与所述公共电压线连接；
所述驱动芯片用于：在所述触控显示屏进行显示时，通过所述控制线控制各所述开关晶体管导通，且向所述公共电压线和各所述触控走线提供公共电压信号；在所述触控显示屏进行触控时，通过所述控制线控制各所述开关晶体管截止，且向各所述触控走线提供触控驱动信号，并通过各所述触控走线检测各所述自电容电极的电容值变化以判断触控位置。
2.如权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，各所述开关晶体管、所述公共电压线和所述控制线均设置于所述触控显示屏的边框区域；
所述触控显示屏还包括与各所述自电容电极一一对应的第一引出线，所述自电容电极通过所述第一引出线与对应的所述开关晶体管连接；其中，
所述开关晶体管的第一极与所述第一引出线连接，所述开关晶体管的第二极与所述公共电压线连接。
3.如权利要求2所述的触控显示屏，其特征在于，各所述开关晶体管均设置于所述边框区域的同一侧。
4.如权利要求2所述的触控显示屏，其特征在于，各所述开关晶体管均设置于与所述驱动芯片相对的一侧；
所述触控走线复用为所述第一引出线。
5.如权利要求2所述的触控显示屏，其特征在于，与各所述自电容电极对应的所述开关晶体管分别位于所述边框区域靠近所述自电容电极的一侧。
6.如权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，各所述开关晶体管分别设置于对应的自电容电极所在的区域；
所述公共电压线设置于所述触控显示屏的边框区域；
所述触控显示屏还包括与各所述开关晶体管一一对应的第二引出线，所述开关晶体管通过对应的所述第二引出线与所述公共电压线连接。
7.如权利要求6所述的触控显示屏，其特征在于，
所述第二引出线与所述触控走线延伸方向相同，且同层设置。
8.如权利要求2或6所述的触控显示屏，其特征在于，各所述引出线的延伸方向相同，且同层设置。
9.如权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，还包括：位于所述公共电压线与所述驱动芯片之间的电压跟随电路；
所述驱动芯片通过所述电压跟随电路与所述公共电压线连接。
10.如权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述驱动芯片还用于在所述触控显示屏进行触控时，向所述公共电压线提供触控驱动信号。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的触控显示屏。
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