CN105528120B - 显示基板及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示基板及其驱动方法、显示装置。其中，该显示基板包括相对设置的第一基板和第二基板，包括：感应电极，设置于所述第一基板上；公共电极，设置在所述第二基板上，用于在显示阶段接收公共电压信号，所述公共电极包括第一电极区域，在压力感应阶段，所述第一电极区域作为接收压力感应电压信号的压力感应电极，所述压力感应电极与所述感应电极构成一压力感应电容。通过本发明，无需对终端的机构设计做出改动，达到了减小装配公差并提高对压力的探测准确性的效果。

Description

显示基板及其驱动方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种显示基板及其驱动方法、显示装置。
背景技术
作为当今液晶显示领域的佼佼者，ADS(Advanced super Dimension Switch，高级超维场转换技术)显示技术凭借其宽广的视角、更高的对比率、更高的分辨率及更明亮的颜色呈现逐渐被消费者所追捧。同时，随着Apple公司2012年首次推出的In Cell Touch技术的广泛应用，目前已经有智能终端厂商在ADS显示模组上使用In Cell Touch技术，并已经成功量产。
压力感应技术是指对外部受力能够实施探测的技术，这项技术最早就运用在工控和医疗等领域。在Apple公司的带动下，许多智能终端厂商正在寻求合适的方案来实现在显示领域尤其是手机或平板领域实现压力感应，这可以使客户得到更好的人机交互体验。但截止目前，更多的终端厂商是在LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)的背光部分或者智能终端的中框部分增加额外的机构来实现，这种设计方式需要对智能终端的机构设计做出改动，而且由于装配公差较大，这种设计方式对压力的探测准确性也受到了极大限制。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可以无需对终端的机构设计做出改动，且可以减小装配公差并提高对压力的探测准确性的技术方案。
为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种显示基板，包括相对设置的第一基板和第二基板，包括：感应电极，设置于所述第一基板上；公共电极，设置在所述第二基板上，用于在显示阶段接收公共电压信号，所述公共电极包括第一电极区域，在压力感应阶段，所述第一电极区域作为接收压力驱动电压信号的压力驱动电极，所述压力驱动电极与所述感应电极构成一压力感应电容。
优选地，所述公共电极还包括第二电极区域，在触控阶段，所述第二电极区域作为接收触控驱动电压信号的触控驱动电极，所述触控驱动电极与所述感应电极构成一触控电容。
优选地，所述第一电极区域包括多行成行设置的第一子电极，所述第二电极区域包括多行成行设置的第二子电极，其中，每行第一子电极与每行第二子电极间隔设置。
优选地，每个所述第二子电极通过过孔与公共电极线连接，所述公共电极线与每行所述第二子电极所在方向平行，在触控阶段，通过所述公共电极线向每个所述第二子电极输入触控驱动电压信号。
优选地，每个所述第一子电极通过过孔与预置金属线连接，所述预置金属线与所述所述公共电极线处于不同层且相互垂直，在压力感应阶段，通过所述预置金属线向每个所述第一子电极输入压力驱动电压信号。
优选地，所有第一子电极的尺寸相同。
优选地，所有第二子电极的尺寸相同。
优选地，所有第一子电极的尺寸相同，所有第二子电极的尺寸相同，且每个所述第一子电极的尺寸与每个所述第二子电极的尺寸相同。
优选地，所述第一基板为彩膜基板，第二基板为阵列基板。
根据本发明的另一个方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括上述显示基板。
根据本发明的又一个方面，提供了一种显示基板驱动方法，用于驱动上述显示基板，该显示基板驱动方法包括：在压力感应阶段，向所述第一电极区域输入压力驱动电压信号；在显示阶段，向所述公共电极输入公共电压信号。
优选地，该显示基板驱动方法还包括：在触控阶段，向所述第一电极区域输入触控驱动电压信号。
与现有技术相比，本发明所述的显示基板及其驱动方法、显示装置，无需对显示模组背光部分或者智能终端的中框部分进行额外的机构设计，避免机构改动设计造成装配公差过大，而且提高了对压力的探测准确性。
附图说明
图1是根据本发明实施例的显示基板的剖面结构示意图；
图2是根据本发明实施例的显示基板的电极分布示意图一；
图3是根据本发明实施例的显示基板的电极分布示意图二；
图4是根据本发明实施例的显示基板的电极分布示意图三；
图5是根据本发明实施例的显示基板驱动方法流程图；以及
图6是根据本发明实施例的显示基板驱动方法时序图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
目前，Apple公司等终端厂商在实现压力感应技术方案的过程中，通常采用在LCD的背光部分或者智能终端的中框部分增加额外机构的设计方式，但是这种设计方式需要对智能终端的机构设计做出较大改动，导致装配公差较大，从而影响对压力的探测准确性。
基于此，本发明主要采用对现有机构进行功能复用的思路提供一种新的压力感应技术方案，功能复用主要体现为将智能终端中用于显示画面的公共电极进行分时复用，在智能智能终端的显示阶段，公共电极的全部区域发挥其用于接收公共参考电压的功能，而在智能终端的压力感应阶段，公共电极的一部分电极区域作为用于接收压力驱动电压信号的功能。
本发明实施例提供了一种显示基板，包括相对设置的第一基板和第二基板，包括：感应电极，设置于所述第一基板上；公共电极，设置在所述第二基板上，用于在显示阶段接收公共电压信号，所述公共电极包括第一电极区域，在压力感应阶段，所述第一电极区域作为接收压力驱动电压信号的压力驱动电极，所述压力驱动电极与所述感应电极构成一压力感应电容。
作为本发明实施例的一个优选实施方式，所述第一基板可以为彩膜基板，第二基板可以为阵列基板。也就是说，在阵列基板上设置公共电极，在彩膜基板的相对面上设置感应电极，采用这种方式，在压力感应阶段，由于公共电极的部分区域作为压力驱动电极使用，其接收到压力驱动电压信号后，自然就会与相对设置的感应电极形成一个压力感应电容，通过对该压力感应电容的电容值大小变化情况即可判断用户的压力值的变化情况，从而实现不同的压力触控操作。
当然，这是目前比较常见的设计方式，限于当前的显示技术，公共电极基本是需要设置在阵列基板上的，感应电极可以设置在对阵列基板相对设置的彩膜基板上，而且很多情况下厂商也乐于采用这种设计方式，但是也有将感应电极设置在盖板等其它类型基板上的，也可以将感应电极设置在阵列基板上，这取决于不同的设计需求。
既然公共电极可以在压力感应阶段复用为压力驱动电极，也可以进一步对公共电极进行分时功能复用，例如可以复用为触控驱动电极(即目前触摸屏中的电容触控技术的驱动电极)。
作为一个优选示例，本发明实施例中，所述公共电极还包括第二电极区域，在触控阶段，所述第二电极区域作为接收触控驱动电压信号的触控驱动电极，所述触控驱动电极与所述感应电极构成一触控电容。
为便于理解，请参考图1(图1是根据本发明实施例的显示基板的剖面结构示意图)，图1示出的显示基板可以较佳的适用于ADS显示屏，如图1所示，可以对公共电极(VcomITO)做区域分割，一部分作为触控驱动电极(TX)，一部分作为压力驱动电极(VX)，并在在彩膜基板内侧制作感应电极(RX)，采用这种复用结构可以实现full in cell。
也就是说，在本发明实施例中，可以分三个时段对公共电极进行分时复用，即在显示阶段，公共电极用于接收公共电压信号，用于画面显示，在压力感应阶段，公共电极的一部分用于接收压力驱动电压信号，用于检测用户的压力操作而实现压力感应，在触控阶段，公共电极的另一部分用于接收触控驱动电压信号，用于检测用户的触摸操作而实现触摸控制。
甚至而言，在将来出现其他新的触控技术，同样可以采用本发明实施例的复用思路，将公共电极再划出一片区域电极，并对该区域电极进行分时功能复用在理论上都是可以可行的。
作为本发明实施例的一个优选实施方式，所述第一电极区域可以包括多行成行设置的第一子电极，所述第二电极区域可以包括多行成行设置的第二子电极，其中，每行第一子电极与每行第二子电极间隔设置。
也就是说，在压力感应阶段，每一行中的多个第一子电极中的每个第一子电极均可以作为一个压力驱动电极，用于实现压力驱动电压信号的接收，在触控阶段，每一行中的多个第二子电极中的每个第二子电极均可以作为一个触控驱动电极，用于实现触控驱动电压信号的接收。
对于第一子电极和第二子电极的引出方式，本发明实施例给出了以下方式：
每个所述第二子电极通过过孔与公共电极线连接，所述公共电极线与每行所述第二子电极所在方向平行，在触控阶段，通过所述公共电极线向每个所述第二子电极输入触控驱动电压信号。
在实际应用中，由于存在公共电极复用为触控驱动电极的设计方式，而通常为了不增加设计难度，可以触控驱动电极通过过孔的方式连接至公共电极线，而且，设置在彩膜基板上的感应电极(例如，呈线状排列的RX)与公共电极线是平行的。
每个所述第一子电极通过过孔与预置金属线连接，所述预置金属线与所述所述公共电极线处于不同层且相互垂直，在压力感应阶段，通过所述预置金属线向每个所述第一子电极输入压力驱动电压信号。
为了设计方便，可以单独设置多条金属线(即上述预置金属线)作为所述第一子电极的引出线，而此时为了避免该引出线与公共电极线产生交叉，可以进一步将预置金属线设置在不同层上。为便于理解，请同时参考图2(图2是根据本发明实施例的显示基板的电极分布示意图一)。
对于所有第一子电极来说，可以将其设计为相同的尺寸，采用这样的方式，在压力感应阶段，每个第一子电极在输入相同压力驱动电压信号的情况下，其与感应电极构成相同的压力感应电容，从用户角度来说，压力感应的检测精度是相同的。当然，如果实际应用中，也可以将第一子电极设计为尺寸不同，对此本发明实施例并不作出限定。
对于所有第二子电极来说，所有第二子电极也可以设计为尺寸相同，采用这样的方式，在触控阶段，每个第二子电极在输入相同触控驱动电压信号的情况下，其与感应电极构成相同的触控感应电容，从用户角度来说，触控的检测精度是相同的。当然，如果实际应用中，也可以将第二子电极设计为尺寸不同，对此本发明实施例并不作出限定。
作为一个较佳的实施方式，可以在将所有第一子电极的尺寸设计为相同，且将所有第二子电极的尺寸设计为相同的情况下，还可以将每个所述第一子电极的尺寸与每个所述第二子电极的尺寸设计为相同。也就是说，作为压力驱动电极的第一子电极与作为触控驱动电极的第二子电极都设计为相同尺寸的，这样设计可以方便工艺成型且均衡压力感应检测精度和触控检测精度。
例如图3所示，图3是根据本发明实施例的显示基板的电极分布示意图二，可以原有的公共电极(Vcom ITO)设计为等大小的方形(TX与VX)，TX通过横向的Gate Vcom线连接(作为触控驱动电极)，VX则通过竖向金属电极进行连接，而同一根TX电极内部Pattern之间间隔分布VX电极。在VX正上方彩膜一侧使用金属做RX网格(RX方向与Vcom方向一致)。
图4是根据本发明实施例的显示基板的电极分布示意图三，如图4所示，当手指按压到屏幕表面时，除了要识别手指的触控位置，TX与RX之间电容的变化以外，还要识别VX与RX之间的耦合电容发生变化，进而通过电容的数值变化，进而感测手指的按压力度。
在上述显示基板的基础上，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述显示基板，该显示装置的改进之处在于上述显示基板，由于前面已经上述显示基板做出了介绍，在此不再结合附图对显示装置进行描述。
对应于上述显示基板，本发明实施例还提供了一种显示基板驱动方法，用于驱动上述显示基板，图5是根据本发明实施例的显示基板驱动方法流程图，如图5所示，该显示基板驱动方法流程包括以下步骤(步骤S502-步骤S504)：
步骤S502、在压力感应阶段，向所述第一电极区域输入压力驱动电压信号；
步骤S504、在显示阶段，向所述公共电极输入公共电压信号。
作为一个优选示例，该显示基板驱动方法还可以包括以下步骤：
在触控阶段，向所述第一电极区域输入触控驱动电压信号。
为便于理解显示基板驱动方法的时序，请参考图6(图6是根据本发明实施例的显示基板驱动方法时序图)。结合图6可以看出，本发明实施例提供的显示基板采用分时驱动方式，驱动时序分为三个区间，Touch阶段分为触控阶段(TX与RX)和压感阶段(VX与RX)，另外的显示阶段的时间为12.67ms。
当然，这仅仅是本发明实施例给出的一个优选示例，在实际应用中，可以结合设计需求对驱动时间等参数进行更改，对此不作出任何限定，只要满足分时复用上述三个功能即可。
本发明实施例，利用ADS像素结构进行优化的方式，将公共电极(Vcom ITO)分割复用为压力驱动电极(VX)与触控驱动电极(TX)，而形成互容式的压力驱动和触控驱动电极图案，同时将感应电极设置于彩膜基板内侧，垂直方向位于公共电极的上方，采用这种全新的内嵌互容式In Cell Touch集成压感触控模组结构设计，可以提高产品高附加值，其避免了现有设计方式由于对终端的结构做出较大改动而造成装配公差过大，而且可以大大提高对压力的探测准确度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种显示基板，包括相对设置的第一基板和第二基板，其特征在于，包括：
感应电极，设置于所述第一基板上；
公共电极，设置在所述第二基板上，用于在显示阶段接收公共电压信号，所述公共电极包括第一电极区域，在压力感应阶段，所述第一电极区域作为接收压力驱动电压信号的压力驱动电极，所述压力驱动电极与所述感应电极构成一压力感应电容；
所述公共电极还包括第二电极区域，在触控阶段，所述第二电极区域作为接收触控驱动电压信号的触控驱动电极，所述触控驱动电极与所述感应电极构成一触控电容。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述第一电极区域包括多行成行设置的第一子电极，所述第二电极区域包括多行成行设置的第二子电极，其中，每行第一子电极与每行第二子电极间隔设置。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，每个所述第二子电极通过过孔与公共电极线连接，所述公共电极线与每行所述第二子电极所在方向平行，在触控阶段，通过所述公共电极线向每个所述第二子电极输入触控驱动电压信号。
4.根据权利要求3所述的显示基板，其特征在于，每个所述第一子电极通过过孔与预置金属线连接，所述预置金属线与所述公共电极线处于不同层且相互垂直，在压力感应阶段，通过所述预置金属线向每个所述第一子电极输入压力驱动电压信号。
5.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所有第一子电极的尺寸相同。
6.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所有第二子电极的尺寸相同。
7.根据权利要求4所述的显示基板，其特征在于，所有第一子电极的尺寸相同，所有第二子电极的尺寸相同，且每个所述第一子电极的尺寸与每个所述第二子电极的尺寸相同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的显示基板，其特征在于，所述第一基板为彩膜基板，第二基板为阵列基板。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的显示基板。
10.一种显示基板驱动方法，用于驱动权利要求1至8中任一项所述的显示基板，其特征在于，包括：
在压力感应阶段，向所述第一电极区域输入压力驱动电压信号；
在显示阶段，向所述公共电极输入公共电压信号。
11.根据权利要求10所述的显示基板驱动方法，其特征在于，还包括：
在触控阶段，向所述第二电极区域输入触控驱动电压信号。
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