CN108762550B - 触控显示基板、触控显示方法和触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触控显示基板、触控显示方法和触控显示装置，属于触控和显示技术领域，其可至少部分解决需要在现有的触控显示基板的基础上增加新的电极才能实现互容式触控的问题。本发明的触控显示基板中，一行或多个相邻行中的公共电极电连接并构成一个第一触控电极，触控显示基板中有多个第一触控电极，不同第一触控电极相互绝缘；一列或多个相邻列中的屏蔽线电连接并构成一个第二触控电极，触控显示基板中有多个第二触控电极，不同第二触控电极相互绝缘；第一触控电极与第二触控电极彼此绝缘。本发明可用于触控显示。

Description

触控显示基板、触控显示方法和触控显示装置
技术领域
本发明属于显示和触控技术领域，具体涉及一种触控显示基板、一种触控显示方法和一种触控显示装置。
背景技术
现有的液晶显示装置中的触控显示基板，一般将液晶显示面板的公共电极层划分为多个公共电极块，每一个公共电极块分别通过一条走线与触控控制芯片电连接，由公共电极块复用作为触控电极。在显示状态下，公共电极块用于接收公共电压信号；在触控状态下，公共电极块用于接收触控驱动信号并输出触控感应信号。
可见，以上液晶显示装置中的触控方式为自容式触控，如果不增加单独的电极，则其无法实现互容式触控。
发明内容
本发明至少部分解决现有的需要增加单独的电极才能实现互容式触控的问题，提供一种触控显示基板。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控显示基板，包括衬底，所述衬底上设有多条沿列方向延伸的数据线、设于所述数据线远离衬底一侧的多条屏蔽线、所述数据线在所述衬底上的投影至少部分位于所述屏蔽线在所述衬底上的投影内，多个排成阵列的像素电极、位于所述像素电极远离所述衬底一侧的公共电极，一行或多个相邻行中的所述公共电极电连接并构成一个第一触控电极，所述触控显示基板中有多个所述第一触控电极，不同第一触控电极相互绝缘；一列或多个相邻列中的所述屏蔽线电连接并构成一个第二触控电极，所述触控显示基板中有多个所述第二触控电极，不同第二触控电极相互绝缘；所述第一触控电极与所述第二触控电极彼此绝缘。
进一步优选的是，每行所述公共电极均电连接并构成一个第一触控电极；每列所述屏蔽线均电连接并构成一个第二触控电极。
进一步优选的是，所述触控显示基板还包括多条沿行方向延伸的、与所述数据线绝缘的公共电极线，所述公共电极线与所述公共电极交叠且之间设有至少一个绝缘层，每行公共电极包括多个同行的公共电极块，每个公共电极块对应一个像素电极或一列中的多个相邻像素电极，同一行的公共电极块与对应的公共电极线通过绝缘层中的过孔电连接。
进一步优选的是，所述公共电极块与所述屏蔽线同层设置。
进一步优选的是，所述触控显示基板还包括加强导线、所述加强导线覆盖在所述屏蔽线的表面上且与其电连接。
进一步优选的是，所述触控显示基板还包括多条栅线，所述栅线与所述屏蔽线绝缘且相交叉；在所述栅线在所述衬底的投影与所述屏蔽线在所述衬底的投影的交叠处，所述加强导线具有间隔。
进一步优选的是，同行的公共电极为一体结构，每行公共电极对应一行或多相邻行的像素电极；所述屏蔽线与所述公共电极设置于不同层。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控显示方法，所述方法应用于根据本发明所提供的触控显示基板，所述方法包括：在显示阶段向所述公共电极和所述屏蔽线输出公共电平；在触控阶段依次向各第一触控电极提供触控驱动信号，并接收第二触控电极的触控感应信号，或者在触控阶段依次向各第二触控电极提供触控驱动信号并接收第一触控电极的触控感应信号。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控显示装置，包括根据本发明所提供的触控显示基板。
进一步优选的是，所述触控显示装置还包括液晶驱动电路和触控检测电路；所述液晶驱动电路用于：在显示阶段向所述公共电极和所述屏蔽线输出公共电平；所述触控检测电路用于在触控阶段依次向各第一触控电极提供触控驱动信号，并接收第二触控电极的触控感应信号，或者在触控阶段依次向各第二触控电极提供触控驱动信号并接收第一触控电极的触控感应信号。
附图说明
图1为本发明的实施例的一种触控显示基板的结构示意图；
图2为图1所示触控显示基板沿AA’线的剖面图；
图3为图1所示触控显示基板沿BB’线的剖面图；
图4为图1所示触控显示基板的触控显示原理图；
图5是本发明的实施例的另一种触控显示基板的结构图；
图6是本发明的实施例的另一种触控显示基板的结构图；
图7为图6所示触控显示基板沿AA’线的剖面图；
图8为图6所示触控显示基板沿BB’线的剖面图；
图9是本发明的实施例的另一种触控显示基板的结构图；
其中，附图标记为：10、衬底；20、数据线；30、屏蔽线； 40、像素电极；50、公共电极；51、公共电极线；52、公共电极块；60、过孔；70、加强导线；80、栅线；91、栅极绝缘层；92、第一绝缘层；100、钝化层；TFT、驱动晶体管；S1、第一开关； S2、第二开关。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
在本发明中，两结构“同层设置”是指二者是由同一个材料层形成的，故它们在层叠关系上处于相同层中，但并不代表它们与基底间的距离相等，也不代表它们与基底间的其它层结构完全相同。
实施例1：
本实施例提供一种触控显示基板，包括衬底10，衬底10上设有多条沿列方向延伸的数据线20、设于数据线20远离衬底10 一侧的多条屏蔽线30、数据线30在衬底10上的投影至少部分位于屏蔽线30在衬底10上的投影内，多个排成阵列的像素电极40、位于像素电极40远离衬底10一侧的公共电极50。一行或多个相邻行中的公共电极50电连接并构成一个第一触控电极，触控显示基板中有多个第一触控电极，不同第一触控电极相互绝缘。一列或多个相邻列中的屏蔽线30电连接并构成一个第二触控电极，触控显示基板中有多个第二触控电极，不同第二触控电极相互绝缘。第一触控电极与第二触控电极彼此绝缘。
该触控显示基板例如是液晶触控显示基板，它包括排成阵列的子像素，每个子像素内设置有一个像素电极40，公共电极50 设于像素电极40上方，可为狭缝电极、梳状电极等形式，像素电极40与公共电极50之间的电压差决定这个子像素发出的光的亮度。像素电极40上电压的大小是由数据线20通过驱动晶体管TFT 写入的。当驱动晶体管TFT的栅极接有效电平，该驱动晶体管TFT 的源漏两极导通，也就是数据线20与像素电极40导通，数据线20上的电压写入到像素电极40上。
例如图1、图2和图3所示，屏蔽线30位于数据线20远离衬底10一侧，在图2的视角中，每条屏蔽线30都“盖住”了一条数据线20。在显示阶段，屏蔽线30可被施加公共电平或者接地，利用屏蔽线30屏蔽数据线20，防止数据线20对图2中屏蔽线30 以上的电路结构造成影响。注意图1中的BB’线为一段折线。
一行或者相邻多行的公共电极50构成一个第一触控电极。在触控阶段，这个第一触控电极可以作为触控驱动电极，被施加触控驱动信号Tx；当然这个第一触控电极也可以作为触控感应电极，用于检测触控感应信号Rx。
例如，在图1中公共电极50包括呈块状的公共电极块52。一行公共电极块52通过公共电极线51电连接在一起，它们整体作为一个第一触控电极。在触控的精度要求不高的情况下，本领域技术人员同样可以将相邻的两行或多行公共电极块52电连接在一起，它们整体作为一个第一触控电极。
又例如，在图5中，同行的公共电极50为一体结构，屏蔽线 30与公共电极50设置于不同层。可通过在屏蔽线30与公共电极 50之间增设一层绝缘层来实现。在图5中一行公共电极50可以对应一行像素电极40(或者说“覆盖”一行像素电极40)，也可以对应多个相邻行的像素电极40(或者说“覆盖相邻的多行像素电极40”)。
需要说明的是，此处的“行”及下文的“列”二者仅表示它们之间是相交的两个不同方向，虽然在各附图中当前的视角它们分别为横向和纵向，而并不代表在实际的产品中，行必定为横向而列必定为纵向。
当然，多个第一触控电极彼此之间应相互绝缘，这样它们才是多个独立的电极，故可作为触控驱动电极或触控感应电极。
一列或多个相邻列中的屏蔽线30电连接并构成一个第二触控电极。在触控阶段，这个第二触控电极可以作为触控驱动电极，被施加触控驱动信号Tx；当然这个第二触控电极也可以作为触控感应电极，用于检测触控感应信号Rx。只要第二触控电极与第一触控电极的作用不同即可。
例如在图1中，每列屏蔽线30均独立作为一个第二触控电极。在触控精度要求不高的情况下，同样可以将相邻的两列或多列屏蔽线30电连接在一起，它们整体作为一个第二触控电极。
又例如，屏蔽线30和公共电极50同层设置，同行的公共电极50为一体结构，同一列的屏蔽线30在其与公共电极50交叠处通过跳线电连接。
即屏蔽线30可以是一条完整的线路形成，也可以是多段线路通过跳线连接成一条屏蔽线30。
第一触控电极与第二触控电极彼此绝缘。如此，在触控阶段，它们可分别用作触控驱动电极和触控感应电极，实现互容式触控功能。
具体地，图1中的屏蔽线30与侧面相邻的同层的公共电极块 52之间存在电容，屏蔽线30与非同层的、交叠的公共电极线51 之间也存在电容。在图5所示的实施方式中，屏蔽线30与公共电极50之间的交叠处形成电容。
由于屏蔽线30和公共电极50均为触控显示基板中已有的结构，只需要对它们的形状、层堆叠设置以及电连接关系做出上述的设计，无需增加新的电极结构，即可实现互容式触控。
进一步优选的是，每行公共电极50均电连接并构成一个第一触控电极；每列屏蔽线30均电连接并构成一个第二触控电极。
如此，可最大化地利用触控显示基板中已有的公共电极资源和屏蔽线资源，形成最大数量的触控感应点。
进一步优选的是，触控显示基板还包括多条沿行方向延伸的、与数据线20绝缘的公共电极线51，公共电极线51与公共电极50 交叠且之间设有至少一个绝缘层，每行公共电极50包括多个同行的公共电极块52，每个公共电极块52对应一个像素电极40或一列中的多个相邻像素电极40，同一行的公共电极块52与对应的公共电极线51通过绝缘层中的过孔电连接。
例如，如图1和图2所示，该公共电极50具体由多个公共电极块52构成；公共电极线51与公共电极块52交叠且之间设有第一绝缘层92、钝化层100和栅极绝缘层91。
在图1中每个公共电极块52对应一个像素电极40。在另外一种实施方式中，例如同一列中的两个或三个像素电极40对应一个公共电极块52。本发明对此不做限定。
在这种实施方式中，公共电极线51用于将同一行的公共电极块52连接成一个第一触控电极，并且用于接收触控驱动信号Tx 或者输出触控感应信号Rx。
进一步优选的是，如图2和图7所示，公共电极块52与屏蔽线30同层设置。
在以上实施方式中，不同行的公共电极块52的信号是通过不同的公共电极线51传递的，故公共电极块52不用与屏蔽线30交叠，因此可将二者同层设置，从而二者可在一次构图工艺中形成，制备工艺简便。
进一步优选的是，如图6、图7和图8所示，触控显示基板还包括加强导线70，加强导线70覆盖在屏蔽线30的表面上且与其电连接。
加强导线70由导体材料形成，如此相当于在屏蔽线30上并联一段导线，可降低电阻，而电阻的降低有利于其中信号的传递。
进一步优选的是，如图9所示，触控显示基板还包括多条栅线80，栅线80与屏蔽线30绝缘且相交叉；在栅线80在衬底10 的投影与屏蔽线30在衬底10的投影的交叠处，加强导线70具有间隔。
如此，相对于图7所示实施方式，可进一步减小屏蔽线30与数据线20之间的耦合电容。从而减小对数据线20上信号的影响。
具体的，以上栅线80、数据线20、公共电极线51、屏蔽线 30例如可采用Cu、Al、Mo、Ti、Cr、W等金属材料制备，也可以采用这些材料的合金制备。它们可以是单层结构，也可以是多层结构，例如Mo\Al\Mo、Ti\Cu\Ti或者Mo\Ti\Cu的层结构。
具体的，以上栅极绝缘层91可以采用氮化硅或者氧化硅材料构成。栅极绝缘层91可以是单层结构，也可以是多层结构，例如氧化硅\氮化硅双层结构。
具体的，以上钝化层100可以采用氮化硅或氧化硅材料构成。钝化层100可以是单层结构，也可以是多层结构，例如氧化硅\氮化硅结构。
具体的，以上第一绝缘层92可以采用氮化硅或氧化硅材料构成。第一绝缘层92可以是单层结构，也可以是多层结构，例如氧化硅\氮化硅结构。
具体的，以上像素电极可采用ITO、IZO或者其他透明金属氧化物导电材料构成。
具体的，以上公共电极块52、一体结构的公共电极50和屏蔽线30可采用ITO、IZO或者其他透明金属氧化物导电材料构成。
实施例2：
本实施例提供一种触控显示方法，该方法应用于实施例1所提供的触控显示基板，该方法包括：
在显示阶段向公共电极50和屏蔽线30输出公共电平；
在触控阶段依次向各第一触控电极提供触控驱动信号，并接收第二触控电极的触控感应信号，或者在触控阶段依次向各第二触控电极提供触控驱动信号并接收第一触控电极的触控感应信号。
以图4为例，在显示阶段，第一开关S1将公共电极线51与液晶驱动电路连通以接收公共电平Vcom，从而在公共电极块52 上施加公共电平Vcom，第二开关S2将屏蔽线30与液晶驱动电路连通以接收公共电平Vcom，从而在屏蔽线30上施加公共电平 Vcom。在触控阶段，第一开关S1使公共电极线51与触控检测电路连通以接收触控驱动信号Tx，从而在公共电极块52上施加触控驱动信号Tx，第二开关S2将屏蔽线30与触控检测电路连通以输出触控感应信号Rx，从而触控检测电路能够检测各屏蔽线30 上的触控感应信号Rx。
需要说明的是，图4所示的实施方式中，公共电极块52也可用于向触控检测电路输出触控感应信号Rx，而屏蔽线30也可用于从触控检测电路接收触控驱动信号Tx。本发明对此不做限定。
其中，液晶驱动电路、触控检测电路可为电压源、芯片等具有发送信号能力的器件，它们可以相互独立，也可集成为一体。
采用本实施例所提供的触控显示方法，可实现在现有的液晶触控显示基板的基础上，不增加新的电极结构，只需改变公共电极和屏蔽线的形状和连接关系，即可实现互容式触控。
实施例3：
本实施例提供一种触控显示装置，包括根据实施例1所提供的触控显示基板。该触控显示装置例如是液晶触控显示面板、液晶触控显示模组、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和功能的产品或部件。
进一步优选的是，触控显示装置还包括液晶驱动电路和触控检测电路；液晶驱动电路用于：在显示阶段向公共电极和屏蔽线输出公共电平；触控检测电路用于在触控阶段依次向各第一触控电极提供触控驱动信号，并接收第二触控电极的触控感应信号，或者在触控阶段依次向各第二触控电极提供触控驱动信号并接收第一触控电极的触控感应信号。
也即是将实施例2所提供的驱动方法利用液晶驱动电路和触控检测电路实现液晶显示和互容式触控两种功能的分时实施。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种触控显示基板，包括衬底，所述衬底上设有多条沿列方向延伸的数据线、设于所述数据线远离衬底一侧的多条屏蔽线、所述数据线在所述衬底上的投影至少部分位于所述屏蔽线在所述衬底上的投影内，多个排成阵列的像素电极、位于所述像素电极远离所述衬底一侧的公共电极，其特征在于，
一行或多个相邻行中的所述公共电极电连接并构成一个第一触控电极，所述触控显示基板中有多个所述第一触控电极，不同第一触控电极相互绝缘；
一列或多个相邻列中的所述屏蔽线电连接并构成一个第二触控电极，所述触控显示基板中有多个所述第二触控电极，不同第二触控电极相互绝缘；
所述第一触控电极与所述第二触控电极彼此绝缘；
所述触控显示基板还包括多条沿行方向延伸的、与所述数据线绝缘的公共电极线，所述公共电极线与所述公共电极交叠且之间设有至少一个绝缘层，每行公共电极包括多个同行的公共电极块，每个公共电极块对应一个像素电极或一列中的多个相邻像素电极，同一行的公共电极块与对应的公共电极线通过绝缘层中的过孔电连接。
2.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，
每行所述公共电极均电连接并构成一个第一触控电极；
每列所述屏蔽线均电连接并构成一个第二触控电极。
3.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，
所述公共电极块与所述屏蔽线同层设置。
4.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，
所述触控显示基板还包括加强导线、所述加强导线覆盖在所述屏蔽线的表面上且与其电连接。
5.根据权利要求4所述的触控显示基板，其特征在于，
所述触控显示基板还包括多条栅线，所述栅线与所述屏蔽线绝缘且相交叉；
在所述栅线在所述衬底的投影与所述屏蔽线在所述衬底的投影的交叠处，所述加强导线具有间隔。
6.根据权利要求1所述的触控显示基板，其特征在于，
同行的公共电极为一体结构，每行公共电极对应一行或多相邻行的像素电极；
所述屏蔽线与所述公共电极设置于不同层。
7.一种触控显示方法，其特征在于，所述方法应用于根据权利要求1-6任意一项所述的触控显示基板，所述方法包括：
在显示阶段向所述公共电极和所述屏蔽线输出公共电平；
在触控阶段依次向各第一触控电极提供触控驱动信号，并接收第二触控电极的触控感应信号，或者在触控阶段依次向各第二触控电极提供触控驱动信号并接收第一触控电极的触控感应信号。
8.一种触控显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1-6任意一项所述的触控显示基板。
9.根据权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置还包括液晶驱动电路和触控检测电路；
所述液晶驱动电路用于：在显示阶段向所述公共电极和所述屏蔽线输出公共电平；
所述触控检测电路用于：在触控阶段依次向各第一触控电极提供触控驱动信号，并接收第二触控电极的触控感应信号，或者在触控阶段依次向各第二触控电极提供触控驱动信号并接收第一触控电极的触控感应信号。
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