调光盒、显示面板及驱动方法与流程

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种调光盒、显示面板及驱动方法。

背景技术：

液晶显示装置(liquidcrystaldisplay，lcd)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。液晶显示装置包括相对设置的彩色滤光片基板和薄膜晶体管阵列基板以及夹置在两者之间的液晶层。

现在液晶显示装置逐渐向着宽视角方向发展，如采用面内切换模式(ips)或边缘场开关模式(ffs)的液晶显示装置均可以实现较宽的视角。然而，当今社会人们越来越注重保护自己的隐私，有很多事情并不喜欢拿出来和人分享。在公共场合，总希望自己在看手机或者浏览电脑的时候内容是保密的。因此，单一视角模式的显示器已经不能满足使用者的需求。除了宽视角的需求之外，在需要防窥的场合下，也需要能够将显示装置切换或者调整到窄视角模式。

目前显示屏的触控基本是外挂式，这就需要在显示器件外，额外准备一个触控盒，例如在彩膜基板的外侧设置触控盒。当然，也有的显示屏是内嵌式触控，例如在阵列基板设置一个触控层进行触控，这种内嵌式触控显示屏的触控信噪比会随着显示画面变化，不同的显示画面具有不同的液晶排列造成不一样的自身电容，需要较长时间去调适信噪比已达到所需的要求。并且此种架构还需要在彩膜基板镀一层高阻膜来防止静电。

但是，在现有同时具有宽窄视角切换和触控功能的显示面板中，如图所示，现有的触控盒中，触控走线的一端与触控芯片连接，触控走线的另一端与触控电极块连接，而且触控走线均是整面的条状电极，在正常显示时，在触控走线较密集的区域光线透过率较低，而在触控走线较稀疏的区域光线透过率较高，从而影响画面的正常显示，降低显示画质。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种调光盒、显示面板及驱动方法，以解决现有技术显示面板中触控走线排布不均，导致显示画质较差的问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种显示面板，包括显示液晶盒，该显示液晶盒包括彩膜基板、与该彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于该彩膜基板与该阵列基板之间的第一液晶层，该彩膜基板在朝向该第一液晶层的一侧设有触控电极层和视角控制电极，该阵列基板在朝向该第一液晶层的一侧设有公共电极，该触控电极层包括多个触控电极块和多条触控走线，多个该触控电极块各自通过该触控走线与触控芯片电性连接，每条触控走线均对应一整行或列的该触控电极块。

本发明提供一种显示面板，包括显示液晶盒和如上所述的调光盒，该显示液晶盒包括彩膜基板、与该彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于该彩膜基板与该阵列基板之间的第一液晶层；该调光盒包括该第二液晶盒包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板以及位于该第一基板与该第二基板之间的第二液晶层，该第一基板在朝向该第二液晶层的一侧设有触控电极层和视角控制电极，该第二基板在朝向该第二液晶层的一侧设有与该视角控制电极配合的辅助电极，该触控电极层包括多个触控电极块和多条触控走线，多个该触控电极块各自通过该触控走线与触控芯片电性连接，每条触控走线均对应一整行或列的该触控电极块。

进一步地，每条触控走线由多个电极单元排布组成，该电极单元为棱形的框架结构，多条该触控走线形成网格状分布在该显示面板上。

进一步地，该触控电极块上设有多个通孔，该通孔与该电极单元的边相对应并在该电极单元拐点处断开。

进一步地，该触控电极块为与该触控走线对应的网格状。

进一步地，该触控电极块为面状的矩形结构。

进一步地，该触控电极块上设有多个通孔，该通孔为棱形框架结构，整行或列排布的该通孔两两相连。

进一步地，该触控电极块上设有多个通孔，该通孔为折线状的条形结构，该通孔沿着该触控走线方向延伸。

本发明还提供一种调光盒，包括该第二液晶盒包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板以及位于该第一基板与该第二基板之间的第二液晶层，该第一基板在朝向该第二液晶层的一侧设有触控电极层和视角控制电极，该第二基板在朝向该第二液晶层的一侧设有与该视角控制电极配合的辅助电极，该触控电极层包括多个触控电极块和多条触控走线，多个该触控电极块各自通过该触控走线与触控芯片电性连接，每条触控走线均对应一整行或列的该触控电极块。

本发明还提供一种驱动方法，用于驱动如上所述的显示面板，该方法包括：

在相邻两帧间隔的空白时间段向该触控电极块和该视角控制电极上施加相同的电压信号，该电压信号的频率为80-200khz。

本发明有益效果在于：显示面板包括显示液晶盒，显示液晶盒包括彩膜基板、与彩膜基板相对设置的阵列基板以及位于彩膜基板与阵列基板之间的第一液晶层，彩膜基板在朝向第一液晶层的一侧设有触控电极层和视角控制电极，阵列基板在朝向第一液晶层的一侧设有公共电极，触控电极层包括多个触控电极块和多条触控走线，多个触控电极块各自通过触控走线与触控芯片电性连接，每条触控走线均对应一整行或列的触控电极块。通过将每条触控走线设计成均与一整行或列的触控电极块相对应，从而使显示面板整面都均匀的排布有触控走线，使显示面板整面的光线透过率相同，避免影响画面的正常显示，增加显示的画质。

附图说明

图1是本发明中触控电极层的平面结构示意图；

图2是本发明实施例一中触控电极层在一个触控电极块区域的放大结构示意图；

图3是本发明实施例一中触控走线的平面结构示意图；

图4是本发明实施例一中显示面板在宽视角的结构示意图；

图5是本发明实施例一中显示面板在窄视角的结构示意图；

图6是本发明实施例二中显示面板在宽视角的结构示意图；

图7是本发明实施例二中显示面板在窄视角的结构示意图；

图8是本发明实施例三中触控电极层在一个触控电极块区域的放大结构示意图；

图9是本发明实施例三中触控电极块的平面结构示意图；

图10是本发明实施例四中触控电极层在一个触控电极块区域的放大结构示意图；

图11是本发明实施例四中触控电极块的平面结构示意图；

图12是本发明实施例五中触控电极层在一个触控电极块区域的放大结构示意图；

图13是本发明实施例五中触控电极块的平面结构示意图；

图14是本发明实施例六中触控电极层在一个触控电极块区域的放大结构示意图；

图15是本发明实施例六中触控电极块的平面结构示意图；

图16是本发明中施加在显示面板电压的波形图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的调光盒、显示面板及驱动方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

[实施例一]

图1是本发明中触控电极层的平面结构示意图，图2是本发明实施例一中触控电极层在一个触控电极块区域的放大结构示意图，图3是本发明实施例一中触控走线的平面结构示意图，图4是本发明实施例一中显示面板在宽视角的结构示意图，图5是本发明实施例一中显示面板在窄视角的结构示意图。

如图1至图5所示，本发明实施例一提供的一种显示面板，包括彩膜基板10、与彩膜基板10相对设置的阵列基板20以及位于彩膜基板10与阵列基板20之间的第一液晶层30。第一液晶层30中采用正性液晶分子，即介电各向异性为正的液晶分子，在初始状态的时候，第一液晶层30中的正性液晶分子平行于彩膜基板10和阵列基板20进行配向，靠近彩膜基板10一侧的正性液晶分子与靠近阵列基板20一侧的正性液晶分子的配向方向反向平行，此时显示面板为宽视角。当然，正性液晶分子在初始配向时可具有较小的预倾角(例如小于7°)，即正性液晶分子在初始时与彩膜基板10和阵列基板20形成有较小的夹角，可在切换为窄视角时，加快正性液晶分子朝向竖直方向偏转。当然，在其他实施例中，第一液晶层30中也可采用负性液晶分子，并不以此为限。

彩膜基板10上设有呈阵列排布的色阻层12以及将色阻层12间隔开的黑矩阵11，色阻层12包括红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的色阻材料，并对应形成红(r)、绿(g)、蓝(b)三色的子像素。

阵列基板20在朝向第一液晶层30的一侧上由多条扫描线和多条数据线相互绝缘交叉限定形成多个像素单元，每个像素单元内设有像素电极23和薄膜晶体管，像素电极23通过薄膜晶体管与邻近薄膜晶体管的数据线电性连接，阵列基板20朝向液晶层30的一侧还设有公共电极21。本实施例中，如图4所示，公共电极21与像素电极23位于不同层并通过绝缘层22绝缘隔离。公共电极21可位于像素电极23上方或下方(图4中所示为公共电极21位于像素电极23的下方)。优选地，公共电极21为整面设置的面状电极，像素电极23为在每个像素单元内整块设置的块状电极或者具有多个电极条的狭缝电极，以形成边缘场开关模式(fringefieldswitching，ffs)。当然，在其他实施例中，像素电极23与公共电极21位于同一层，但是两者相互绝缘隔离开，像素电极23和公共电极213各自均可包括多个电极条，像素电极23的电极条和公共电极21的电极条相互交替排列，以形成面内切换模式(in-planeswitching，ips)。其中，薄膜晶体管包括栅极、有源层、漏极以及源极，栅极与扫描线位于同一层并电性连接，栅极与有源层通过绝缘层隔离开，源极与数据线电性连接，漏极与像素电极23通过接触孔电性连接，至于阵列基板更详细的介绍请参考现有技术中，这里不再赘述。

其中，彩膜基板10还设有上偏振片41，阵列基板20上还设有下偏振片42，上偏振片41与下偏振片42的透光轴相互垂直。

本实施例中，彩膜基板10在朝向第一液晶层30的一侧设有触控电极层13和视角控制电极14，触控电极层13和视角控制电极14之间通过绝缘层隔离，视角控制电极14优选为整面设置的，当然，也可以是呈阵列分布块状并通过薄膜晶体管单独控制，视角控制电极14与公共电极21相配合，以在视角控制电极14与公共电极23之间形成垂直电场(图5中e2)。触控电极层13包括多个触控电极块131和多条触控走线132，触控电极块131在彩膜基板10呈阵列排布，触控电极块131和触控走线132分别位于不同层并通过绝缘层隔离，多个触控电极块131各自通过触控走线22与触控芯片133电性连接，触控芯片133可以通过两侧的fpc线路板134与处理器连接，也可以通过远离触控电极块131一侧的fpc线路板134与处理器连接。每条触控走线132均对应一整列的触控电极块131，即每条触控走线132的长度均与触控电极层13的长度相同，每条触控走线132与对应的触控电极块131通过在绝缘层开孔进行接触连接，如图1所示。当然，在其他实施例中，多条触控走线132也可以是横向延伸，每条触控走线132均对应一整行的触控电极块131。

本实施例中，每条触控走线132由多个电极单元132a排布组成，电极单元132a为棱形的框架结构，电极单元132a每条边的宽度小于220um，多条触控走线132形成网格状分布在显示面板上，使显示面板整面的透光率更加均匀，进一步提高显示画质。触控电极块131可以在电极单元132a的拐角处通过开孔与触控走线132连接，相邻两条触控走线132绝缘隔开，互不干扰。触控电极块131为面状的矩形结构，触控电极块131也可以是边长为3.8mm-4.2mm正方形，每个触控电极块131可以覆盖多个子像素，也可以至覆盖一个子像素。

其中，彩膜基板10和阵列基板20可以用玻璃、丙烯酸和聚碳酸酯等材料制成。公共电极21、像素电极23、触控电极层13和视角控制电极14的材料可以为氧化铟锡(ito)或氧化铟锌(izo)等。

如图4所示，在宽视角模式下，向公共电极21上施加直流公共电压vcom，视角控制电极14不施加电压，使视角控制电极14与公共电极21之间的电压差为零或者小于预设值。而像素电极23施加对应的灰阶电压v1(图16)，像素电极23与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图4中e1)，使正性液晶分子在水平方向上朝着平行于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0-255级灰阶电压，灰阶电压v1每帧(frame)变换一次极性，灰阶电压v1的频率可以为60hz，像素电极23施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示面板在宽视角下的正常显示。

如图5所示，在窄视角模式下，向视角控制电极14施加相对公共电极21上的公共电压vcom具有较大幅值的视角控制电压v2(图16)，视角控制电压v2的频率可以为60-144hz，优选为75hz，使视角控制电极14与公共电极21之间的电压差大于预设值(例如5v)，并在彩膜基板10和阵列基板20之间形成垂直电场(图5中e2)，正性液晶分子在垂直方向上发生较大偏转，使显示面板出现大角度观察漏光，在斜视方向对比度降低且视角变窄，显示面板最终实现窄视角显示。而像素电极23施加对应的灰阶电压v1(图16)，像素电极23与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图5中e1)，使正性液晶分子在水平方向上朝着平行于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0-255级灰阶电压，灰阶电压v1每帧(frame)变换一次极性，灰阶电压v1的频率可以为60hz，像素电极23施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示面板在窄视角下的正常显示。

不论是宽视角模式或窄视角模式下，触控电极块131均通过触控走线132施加触控信号，当用户触摸显示面板时，手指会与触摸位置对应的触控电极块131之间形成电容，即自容式触控，触控电极块131上的电量会发生改变，触控芯片133可感知用户触摸位置对应触控电极块131上电量的变化，以检测出用户在显示面板上触摸的位置，从而现实触控功能。

[实施例二]

如图6和图7所示，本发明实施例二提供的显示面板与实施例一(图1至图5)中的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，显示面板包括显示液晶盒和用于控制视角的调光盒，显示液晶盒包括彩膜基板10、与彩膜基板10相对设置的阵列基板20以及位于彩膜基板10与阵列基板20之间的第一液晶层30，调光盒包括第一基板50、与第一基板50相对设置的第二基板60以及位于第一基板50与第二基板60之间的第二液晶层70。显示液晶盒优选设置在调光盒的下方，显示液晶盒也可设置在调光盒的上方。其中，第一基板50和第二基板60可以为普通透明基板，第一液晶层30和第二液晶层70均可以采用正性液晶分子，也可以采用负性液晶分子，本实施例中均以正性液晶分子为例来说明。上偏振片41设置在彩膜基板10和第二基板60之间。显示液晶盒可以为ips显示模式、va显示模式或tn显示模式。

本实施例中，彩膜基板10上不用设置触控电极层13和视角控制电极14，第一基板50在朝向第二液晶层70的一侧设有触控电极层13和视角控制电极14，第二基板60在朝向第二液晶层70的一侧设有与视角控制电极14配合的辅助电极61，视角控制电极14与辅助电极61相配合，以在视角控制电极14与辅助电极61之间形成垂直电场(图7中e2)。当然，可将第二基板60和彩膜基板10合成一个基板，即去掉第二基板60或彩膜基板10。

触控电极层13包括多个触控电极块131和多条触控走线132，多个触控电极块131各自通过触控走线22与触控芯片133电性连接，每条触控走线132均对应一整行的触控电极块131，即每条触控走线132的长度均与触控电极层13的长度相同，每条触控走线132与对应的触控电极块131通过在绝缘层开孔进行接触连接，如图1所示。当然，在其他实施例中，多条触控走线132也可以是横向延伸，每条触控走线132均对应一整行的触控电极块131。

如图6所示，在宽视角模式下，向公共电极21上施加直流公共电压vcom，视角控制电极14和辅助电极61不施加电压，使视角控制电极14与辅助电极61之间的电压差为零或者小于预设值。而像素电极23施加对应的灰阶电压v1(图16)，像素电极23与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图6中e1)，使正性液晶分子在水平方向上朝着平行于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0-255级灰阶电压，灰阶电压v1每帧(frame)变换一次极性，灰阶电压v1的频率可以为60hz，像素电极23施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示面板在宽视角下的正常显示。

如图7所示，在窄视角模式下，向视角控制电极14施加相对辅助电极61上的公共电压vcom具有较大幅值的视角控制电压v2(图16)，即辅助电极61上施加直流公共电压vcom，视角控制电极14上施加视角控制电压v2。当然，也可以是视角控制电极14上施加直流公共电压vcom，辅助电极61上施加视角控制电压v2，视角控制电压v2的频率可以为60-144hz，优选为75hz，使视角控制电极14与公共电极21之间的电压差大于预设值(例如5v)，并在第一基板50和第二基板60之间形成垂直电场(图7中e2)，正性液晶分子在垂直方向上发生较大偏转，使显示面板出现大角度观察漏光，在斜视方向对比度降低且视角变窄，显示面板最终实现窄视角显示。而像素电极23施加对应的灰阶电压v1(图16)，像素电极23与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图5中e1)，使正性液晶分子在水平方向上朝着平行于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0-255级灰阶电压，灰阶电压v1每帧(frame)变换一次极性，灰阶电压v1的频率可以为60hz，像素电极23施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面，以实现显示面板在窄视角下的正常显示。

不论是宽视角模式或窄视角模式下，触控电极块131均通过触控走线132施加触控信号，当用户触摸显示面板时，手指会与触摸位置对应的触控电极块131之间形成电容，即自容式触控，触控电极块131上的电量会发生改变，触控芯片133可感知用户触摸位置对应触控电极块131上电量的变化，以检测出用户在显示面板上触摸的位置，从而现实触控功能。

相对于实施例一，本实施例中另外设置第二液晶盒并用于控制视角和触控，以减小像素电极23与视角控制电极14、触控电极层13产生干扰，以提高视角切换效果和触控灵敏度。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例三]

如图8和图9所示，本发明实施例三提供的显示面板与实施例一(图1至图5)中的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，触控电极块131上设有多个通孔131a，通孔131a为棱形框架结构，通孔131a的宽度为5um-10um，整行或列排布的通孔131a两两相连，而棱形通孔131a的框架内的电极块相对孤立，不用于施加触控信号。

相对于实施例一，本实施例中通过将触控电极块131做成图案化结构，减小触控电极块131实际工作区域的面积，可减小触控电极块131的充电量，以减小触控延迟。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例四]

如图10和图11所示，本发明实施例四提供的显示面板与实施例一(图1至图5)中的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，触控电极块131上设有多个通孔131a，通孔131a为折线状的条形结构，通孔131a沿着触控走线132方向延伸，即每个触控电极块131为梳状电极。通孔131a的宽度为5um-10um，相邻两个通孔131a间隔的宽度为10um-20um。

相对于实施例一，本实施例中通过将触控电极块131做成图案化结构，减小触控电极块131实际工作区域的面积，可减小触控电极块131的充电量，以减小触控延迟。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例五]

如图12和图13所示，本发明实施例五提供的显示面板与实施例一(图1至图5)中的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，触控电极块131上设有多个通孔131a，通孔131a与电极单元132a的边相对应并在电极单元132a拐点处断开，即通孔131a整体上为棱形框架结构。通孔131a的宽度为10um-50um。

相对于实施例一，本实施例中通过将触控电极块131做成图案化结构，减小触控电极块131实际工作区域的面积，可减小触控电极块131的充电量，以减小触控延迟。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述。

[实施例六]

如图14和图15所示，本发明实施例六提供的显示面板与实施例一(图1至图5)中的显示面板基本相同，不同之处在于，在本实施例中，触控电极块131为与触控走线132对应的网格状。触控电极块131的宽度大于触控走线132的宽度，触控电极块131超出触控走线132的宽度为1um-2um。

相对于实施例一，本实施例中通过将触控电极块131做成图案化结构，减小触控电极块131实际工作区域的面积，可减小触控电极块131的充电量，以减小触控延迟。

本领域的技术人员应当理解的是，本实施例的其余结构以及工作原理均与实施例一相同，这里不再赘述

本发明还提供一种显示装置，包括如上所述的显示面板。

本发明还一种驱动方法，用于驱动如上所述的显示面板，该方法包括：

如图16所示，在正常显示时，向像素电极23施加对应的灰阶电压v1(图16)，像素电极23与公共电极21之间形成压差并产生水平电场(图5中e1)，使正性液晶分子在水平方向上朝着平行于水平电场的方向偏转，灰阶电压包括0-255级灰阶电压，灰阶电压v1每帧(frame)变换一次极性，灰阶电压v1的频率可以为60hz，像素电极23施加不同的灰阶电压时，像素单元呈现不同的亮度，从而显示不同的画面。在相邻两帧间隔的空白时间段t内，向触控电极块131和视角控制电极14上施加相同的电压信号(v3、v4)，电压信号的频率为80-200khz，即在空白时间段t内，向触控电极块131和视角控制电极14均施加一个高频的电压，以消除触控电极块131和视角控制电极14之间的感应压差，降低触控延迟，使得触控电极块131可正常工作，又不影响显示面板正常显示以及宽窄视角的正常切换。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。