CN108776556B - 一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置，通过将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，这样当手指触摸屏幕时，由于指纹的“脊”和“谷”与每个公共电极的距离不同，因此手指的脊与公共电极之间的电容以及手指的谷与公共电极之间的电容不同，该两个电容耦合出的感测电流的大小不同，因此通过检测各公共电极对应的触控读取线上的耦合信号即可获得手指的指纹纹路。因此本申请提供的触控显示面板将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，将各公共电极作为指纹识别电极，不需要前置或者后置指纹识别元件，从而可以提高显示屏的屏占比以及提高用户的指纹识别体验。

Description

一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置。

背景技术

指纹是人体与生俱来独一无二并可与他人相区别的不变特征，它由指端皮肤表面上的一系列脊和谷组成，这些脊和谷的组成细节决定了指纹图案的唯一性。由之发展起来的指纹识别元件较早地被用于个人身份验证，目前广泛应用并被熟知的是电容式指纹识别元件。

将现有的电容式指纹识别元件应用于显示面板中，一般通过在显示面板中直接另外增加指纹识别电极和与之电性连接的信号线来实现。其工作过程为：当手指接触集成有指纹识别元件的显示面板时，手指的谷与指纹识别电极之间的电容以及手指的脊与指纹识别电极之间的电容不同，该两个电容耦合出的感测电流的大小不同，通过检测各指纹识别电极对应的信号线上的感测电流即可获得手指的指纹纹路。

随着全面屏应用的普及，指纹识别元件前置或者后置都有一定的缺点。前置时，限制了屏幕的屏占比；后置时，用户体验不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置，用以实现屏内指纹识别的功能，提高显示屏的屏占比，同时提高用户的指纹识别体验。

因此，本发明实施例提供了一种触控显示面板，包括：呈阵列排布的多个像素单元，每一所述像素单元包括多个像素电极，与每行所述像素单元相连的多条栅线，公共电极层，与所述栅线交叉设置的公共电极线和触控读取线，第一开关模块和第二开关模块；其中，所述公共电极层分割成多个公共电极，每一所述公共电极至少覆盖一个所述像素单元；

所述第一开关模块的控制端与第一栅线相连，所述第一栅线为与所述第一开关模块相连的公共电极所覆盖的所述像素单元连接的栅线；所述第一开关模块的输入端与所述公共电极线相连，所述第一开关模块的输出端与所述公共电极相连；所述第一开关模块用于在所述第一栅线的控制下将所述公共电极线上的公共电极信号加载到所述公共电极；

所述第二开关模块的控制端与第二栅线相连，所述第二栅线为除了与所述第一开关模块相连的公共电极所覆盖的所述像素单元连接之外的一条栅线；所述第二开关模块的输入端与所述公共电极相连，所述第二开关模块的输出端与所述触控读取线相连；所述第二开关模块用于在所述第二栅线的控制下将所述触控读取线与所述公共电极导通，将所述公共电极产生的信号通过所述触控读取线读取并输出。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，所述公共电极覆盖的所述像素单元位于同一行，或者所述公共电极覆盖的所述像素单元位于多行。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，每一所述公共电极仅覆盖一个所述像素单元。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，沿所述栅线的扫描顺序，所述第一栅线为与所述公共电极覆盖的所述像素单元相连的第一条栅线。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，沿所述栅线的扫描顺序，所述第一栅线为与所述公共电极覆盖的所述像素单元相连的全部栅线。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，所述第一开关模块包括第一开关晶体管；所述第一开关晶体管的栅极与所述第一栅线相连，所述第一开关晶体管的第一极与所述公共电极线相连，所述第一开关晶体管的第二极与所述公共电极相连。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，沿所述栅线的扫描顺序，所述第二栅线为与所述公共电极覆盖的所述像素单元相连的最后一条栅线相邻的下一行栅线。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，所述第二开关模块包括第二开关晶体管；所述第二开关晶体管的栅极与所述第二栅线相连，所述第二开关晶体管的第一极与所述公共电极相连，所述第二开关晶体管的第二极与所述触控读取线相连。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，还包括第一走线，各所述公共电极线通过所述第一走线相连。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，所述第一走线与所述栅线同层设置。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，所述公共电极的对角线的长度至少为指纹的脊和谷之间距离的3倍。

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面板。

相应地，本发明实施例还提供了一种触控显示面板的驱动方法，包括：

在第一栅线的控制下将公共电极线上的公共电极信号加载到公共电极；

在第二栅线的控制下将触控读取线与所述公共电极导通，将所述公共电极产生的信号通过所述触控读取线读取并输出。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在与所述第二栅线相连的所述像素单元充电完成之后，所述触控读取线读取所述公共电极产生的信号。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在与所述第二栅线相连的所述像素单元充电的同时，所述触控读取线读取所述公共电极产生的信号。

本发明实施例提供的上述触控显示面板、其驱动方法及显示装置，在该触控显示面板中，通过将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，并且每个公共电极分别连接公共电极线、触控读取线、第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块用于将公共电极线上的公共电极信号加载到公共电极，第二开关模块用于将触控读取线与公共电极导通，将公共电极产生的信号通过触控读取线读取并输出。这样当手指触摸屏幕时，由于指纹的“脊”和“谷”与每个公共电极的距离不同，因此手指的脊与公共电极之间的电容以及手指的谷与公共电极之间的电容不同，该两个电容耦合出的感测电流的大小不同，因此通过检测各公共电极对应的触控读取线上的耦合信号即可获得手指的指纹纹路。因此本申请提供的触控显示面板将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，将各公共电极作为指纹识别电极，不需要前置或者后置指纹识别元件，从而可以提高显示屏的屏占比以及提高用户的指纹识别体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的触控显示面板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的触控显示面板的驱动方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的触控显示面板的驱动时序图之一；

图4为本发明实施例提供的触控显示面板的驱动时序图之二。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的触控显示面板、其驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各部件的形状和尺寸不反映其真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种触控显示面板，如图1所示，包括：呈阵列排布的多个像素单元，每一像素单元包括多个像素电极，其中每一像素单元包括红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B，红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B分别包括一个像素电极，图1均以红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B为例进行示意说明，与每行像素单元相连的多条栅线(Gate1、Gate2…GateN-1、GateN)，公共电极层，与栅线(Gate1、Gate2…GateN-1、GateN)交叉设置的公共电极线VCOM和触控读取线TPM，第一开关模块1和第二开关模块2；其中，公共电极层分割成多个公共电极3，每一公共电极3至少覆盖一个像素单元，图1以每一公共电极3仅覆盖一个像素单元即每一公共电极3覆盖一个像素单元包括的红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B中的三个像素电极为例进行说明；

第一开关模块1的控制端与第一栅线Gate1相连，第一栅线Gate1为与第一开关模块1相连的公共电极3所覆盖的像素单元连接的栅线Gate1；第一开关模块1的输入端与公共电极线VCOM相连，第一开关模块1的输出端与公共电极3相连；第一开关模块1用于在第一栅线Gate1的控制下将公共电极线VCOM上的公共电极信号加载到公共电极3；

第二开关模块2的控制端与第二栅线Gate2相连，第二栅线Gate2为除了与第一开关模块1相连的公共电极3所覆盖的像素单元连接之外的一条栅线Gate2(为公共电极3覆盖的一个像素单元中红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B包括的三个像素电极相邻的下一行栅线)；第二开关模块2的输入端与公共电极3相连，第二开关模块2的输出端与触控读取线TPM相连；第二开关模块2用于在第二栅线Gate2的控制下将触控读取线TPM与公共电极3导通，将公共电极3产生的信号通过触控读取线TPM读取并输出；

触控显示面板还包括与红色亚像素R连接的数据线DataR、与绿色亚像素G连接的数据线DataG以及与蓝色亚像素B连接的数据线DataB，数据线DataR通过第三开关晶体管M3与红色亚像素R相连，数据线DataG通过第四开关晶体管M4与绿色亚像素G相连，数据线DataB通过第五开关晶体管M5与蓝色亚像素B相连。

本发明实施例提供的上述触控显示面板，通过将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，并且每个公共电极分别连接公共电极线、触控读取线、第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块用于将公共电极线上的公共电极信号加载到公共电极，第二开关模块用于将触控读取线与公共电极导通，将公共电极产生的信号通过触控读取线读取并输出。这样当手指触摸屏幕时，由于指纹的“脊”和“谷”与每个公共电极的距离不同，因此手指的脊与公共电极之间的电容以及手指的谷与公共电极之间的电容不同，该两个电容耦合出的感测电流的大小不同，因此通过检测各公共电极对应的触控读取线上的耦合信号即可获得手指的指纹纹路。因此本申请提供的触控显示面板将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，将各公共电极作为指纹识别电极，不需要前置或者后置指纹识别元件，从而可以提高显示屏的屏占比以及提高用户的指纹识别体验。

需要说明的是，由于第一栅线和第二栅线是与公共电极覆盖几行像素有关，如果仅覆盖一行中的像素，则以公共电极覆盖的像素单元为扫描单位，第一栅线就是沿栅线扫描顺序的第一行栅线，第二栅线就是沿栅线扫描顺序的第二行栅线；如果公共电极覆盖相邻的多行像素，则以公共电极覆盖的多行像素单元为扫描单位，第一栅线就是沿栅线扫描顺序该公共电极覆盖的所有栅线，第二栅线就是沿栅线扫描顺序的与覆盖的像素单元相连的最后一行栅线相邻的下一行栅线。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，如图1所示，公共电极3覆盖的像素单元位于同一行，当然具体实施时，公共电极覆盖的像素单元可以位于多行。这样，将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，将各公共电极作为指纹识别电极，不需要前置或者后置指纹识别元件，从而可以提高显示屏的屏占比以及提高用户的指纹识别体验。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，如图1所示，每一公共电极3仅覆盖一个像素单元，这样每一公共电极可以做的较小，提高指纹解析度。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，如图1所示，沿栅线的扫描顺序，第一栅线Gate1为与公共电极3覆盖的像素单元相连的第一条栅线。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，当公共电极覆盖的像素单元位于多行时，沿栅线的扫描顺序，第一栅线为与公共电极覆盖的像素单元相连的全部栅线。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，如图1所示，以第一行像素单元为例，第一开关模块1包括第一开关晶体管M1；第一开关晶体管M1的栅极与第一栅线Gate1相连，第一开关晶体管M1的第一极与公共电极线VCOM相连，第一开关晶体管M1的第二极与公共电极3相连。这样在该行像素显示时间段，通过公共电极线VCOM将公共电极上的公共电极信号加载到公共电极3上。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，沿栅线的扫描顺序，第二栅线为与公共电极覆盖的像素单元相连的最后一条栅线相邻的下一行栅线，如图1所示，以第一行为例，每一公共电极3仅覆盖一个像素单元，与公共电极3覆盖的像素单元相连的最后一条栅线为Gate1，Gate1相邻的下一行栅线为Gate2。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，第二开关模块2包括第二开关晶体管M2；第二开关晶体管M2的栅极与第二栅线Gate2相连，第二开关晶体管M2的第一极与公共电极3相连，第二开关晶体管M2的第二极与触控读取线TPM相连。

具体实施时，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，如图1所示，第一行像素中，每个公共电极3覆盖一个像素单元，每一像素单元包括红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B，红色亚像素R、绿色亚像素G和蓝色亚像素B分别包括一个像素电极，公共电极、红色亚像素R包括的像素电极、绿色亚像素G包括的像素电极和蓝色亚像素B包括的像素电极对应4个开关晶体管，分别控制显示时公共电极和红色亚像素R包括的像素电极、绿色亚像素G包括的像素电极、蓝色亚像素B包括的像素电极的充放电。从第2行栅线起至倒数第二行栅线，由于有与触控读取线连接的第二开关晶体管，每个像素单元对应5个开关晶体管，分别控制显示时对应行公共电极和红色亚像素R包括的像素电极、绿色亚像素G包括的像素电极、蓝色亚像素B包括的像素电极的充放电，以及其上一行像素的触控检测。最后一行栅线仅连接用于检测上一行触控的开关晶体管。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，如图1所示，还包括第一走线01，各公共电极线VCOM通过第一走线01相连。这样所有的公共电极线VCOM可以通过一条第一走线01连接在集成电路的一个公共电极信号输出端上，可以保证显示时充到同一行各公共电极3的电压相同。

进一步地，为了简化触控显示面板的制作工艺，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，可以将第一走线与栅线同层设置，即第一走线与栅线材质相同，且两者通过一次构图工艺制得。

进一步地，为了提高指纹识别的精度，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，公共电极的对角线的长度一般至少为指纹的脊和谷之间距离的3倍，这样可以保证指纹的脊和谷的位置至少有一个独立的公共电极，保证解析度，提高触控显示面板实现指纹识别的灵敏度。当然公共电极的对角线的长度可以更小，指纹解析度更高。

进一步地，在本发明实施例提供的上述触控显示面板中，公共电极的对角线的长度等于90μm，但如果是分辨率更高的产品，公共电极对角线长度可小于90μm，在此不做限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触控显示面板的驱动方法，如图2所示，包括如下步骤：

S201、在第一栅线的控制下将公共电极线上的公共电极信号加载到公共电极；

S202、在第二栅线的控制下将触控读取线与公共电极导通，将公共电极产生的信号通过触控读取线读取并输出。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在与第二栅线相连的像素单元充电完成之后，触控读取线读取公共电极产生的信号。

下面结合图1对在与第二栅线相连的像素单元充电完成之后，触控读取线读取公共电极产生的信号的驱动方法进行详细说明，如图3所示，图3为显示和触控分开工作时部分信号的时序图，以图1所示的第2行像素为例：当第二栅线Gate2开启时，通过MUXR开关、MUXG开关和MUXB开关分别依次开启第二行的给红色亚像素R包括的像素电极充电的数据线DataR、给绿色亚像素G包括的像素电极充电的数据线DataG以及给蓝色亚像素B包括的像素电极充电的数据线DataB，第二行的红色亚像素R包括的像素电极、绿色亚像素G包括的像素电极和蓝色亚像素B包括的像素电极依次充电完成后，触控开关MUX touch开启，触控读取线TPM接通第1行的公共电极3，检测第1行的触控，即本实施例在一行像素显示完成之后，触控读取线TPM再检测上一行的触控。当手指触摸屏幕时，指纹的“脊”对应的公共电极3通过触控读取线TPM反馈给集成电路一个较大的电容值，指纹的“谷”对应的公共电极3通过触控读取线TPM反馈给集成电路一个较小的电容值。由于手指触摸区域一般会对应多个像素，因此可以通过触控读取线TPM检测手指触摸区域有电容变化的区域，集成电路执行指纹识别算法，绘制出指纹的轮廓。当不需要进行指纹识别时，可以通过触控读取线TPM与当前行显示的栅线交叉的位置定位出触控位置。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在与第二栅线相连的像素单元充电的同时，触控读取线读取公共电极产生的信号。

下面结合图1对在与第二栅线相连的像素单元充电的同时，触控读取线读取公共电极产生的信号的驱动方法进行详细说明，如图4所示，图4为显示和触控同时工作时部分信号的时序图，以图1所示的第2行像素为例：当第二栅线Gate2开启时，通过MUXR开关、MUXG开关和MUXB开关分别依次开启第二行的给红色亚像素R包括的像素电极充电的数据线DataR、给绿色亚像素G包括的像素电极充电的数据线DataG以及给蓝色亚像素B包括的像素电极充电的数据线DataB，同时第2行栅线开启第二开关晶体管M2，该种驱动方法不需要触控开关MUX touch，触控读取线TPM在对应行栅线开启时直接接通上一行(本实施例为第1行)的公共电极3，检测第1行的touch，即本实施例在进行像素显示时，同时触控读取线TPM检测上一行的触控。当手指触摸屏幕时，指纹的“脊”对应的公共电极3通过触控读取线TPM反馈给集成电路一个较大的电容值，指纹的“谷”对应的公共电极3通过触控读取线TPM反馈给集成电路一个较小的电容值。由于手指触摸区域一般会对应多个像素，因此可以通过触控读取线TPM检测手指触摸区域有电容变化的区域，集成电路执行指纹识别算法，绘制出指纹的轮廓。当不需要进行指纹识别时，可以通过触控读取线TPM与当前行显示的栅线交叉的位置定位出触控位置。

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上述触控显示面板，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面板的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的上述触控显示面板、其驱动方法及显示装置，在该触控显示面板中，通过将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，并且每个公共电极分别连接公共电极线、触控读取线、第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块用于将公共电极线上的公共电极信号加载到公共电极，第二开关模块用于将触控读取线与公共电极导通，将公共电极产生的信号通过触控读取线读取并输出。这样当手指触摸屏幕时，由于指纹的“脊”和“谷”与每个公共电极的距离不同，因此手指的脊与公共电极之间的电容以及手指的谷与公共电极之间的电容不同，该两个电容耦合出的感测电流的大小不同，因此通过检测各公共电极对应的触控读取线上的耦合信号即可获得手指的指纹纹路。因此本申请提供的触控显示面板将公共电极层分割成至少覆盖一个像素单元的公共电极，将各公共电极作为指纹识别电极，不需要前置或者后置指纹识别元件，从而可以提高显示屏的屏占比以及提高用户的指纹识别体验。

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 (13)

1.一种触控显示面板，其特征在于，包括：呈阵列排布的多个像素单元，每一所述像素单元包括多个像素电极，与每行所述像素单元相连的多条栅线，公共电极层，与所述栅线交叉设置的公共电极线和触控读取线，第一开关模块和第二开关模块；其中，所述公共电极层分割成多个公共电极，每一所述公共电极至少覆盖一个所述像素单元；

所述第一开关模块的控制端与第一栅线相连，所述第一栅线为与所述第一开关模块相连的公共电极所覆盖的所述像素单元连接的栅线；所述第一开关模块的输入端与所述公共电极线相连，所述第一开关模块的输出端与所述公共电极相连；所述第一开关模块用于在所述第一栅线的控制下将所述公共电极线上的公共电极信号加载到所述公共电极；

所述第二开关模块的控制端与第二栅线相连，所述第二栅线为除了与所述第一开关模块相连的公共电极所覆盖的所述像素单元连接之外的一条栅线；所述第二开关模块的输入端与所述公共电极相连，所述第二开关模块的输出端与所述触控读取线相连；所述第二开关模块用于在所述第二栅线的控制下将所述触控读取线与所述公共电极导通，将所述公共电极产生的信号通过所述触控读取线读取并输出；

沿所述栅线的扫描顺序，所述第二栅线为与所述公共电极覆盖的所述像素单元相连的最后一条栅线相邻的下一行栅线；

所述第二开关模块包括第二开关晶体管；所述第二开关晶体管的栅极与所述第二栅线相连，所述第二开关晶体管的第一极与所述公共电极相连，所述第二开关晶体管的第二极与所述触控读取线相连。

2.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述公共电极覆盖的所述像素单元位于同一行，或者所述公共电极覆盖的所述像素单元位于多行。

3.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征在于，每一所述公共电极仅覆盖一个所述像素单元。

4.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征在于，沿所述栅线的扫描顺序，所述第一栅线为与所述公共电极覆盖的所述像素单元相连的第一条栅线。

5.如权利要求2所述的触控显示面板，其特征在于，沿所述栅线的扫描顺序，所述第一栅线为与所述公共电极覆盖的所述像素单元相连的全部栅线。

6.如权利要求3-5任一项所述的触控显示面板，其特征在于，所述第一开关模块包括第一开关晶体管；所述第一开关晶体管的栅极与所述第一栅线相连，所述第一开关晶体管的第一极与所述公共电极线相连，所述第一开关晶体管的第二极与所述公共电极相连。

7.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，还包括第一走线，各所述公共电极线通过所述第一走线相连。

8.如权利要求7所述的触控显示面板，其特征在于，所述第一走线与所述栅线同层设置。

9.如权利要求1所述的触控显示面板，其特征在于，所述公共电极的对角线的长度至少为指纹的脊和谷之间距离的3倍。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的触控显示面板。

11.一种如权利要求1-9任一项所述的触控显示面板的驱动方法，其特征在于，包括：

在第一栅线的控制下将公共电极线上的公共电极信号加载到公共电极；

在第二栅线的控制下将触控读取线与所述公共电极导通，将所述公共电极产生的信号通过所述触控读取线读取并输出。

12.如权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，在与所述第二栅线相连的所述像素单元充电完成之后，所述触控读取线读取所述公共电极产生的信号。

13.如权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，在与所述第二栅线相连的所述像素单元充电的同时，所述触控读取线读取所述公共电极产生的信号。

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