一种基板、显示装置及其驱动方法、触控显示系统与流程

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种基板、显示装置及其驱动方法、触控显示系统。

背景技术：

目前，小尺寸触控屏已被人们广泛地应用于智能手机、平板电脑、电视等电子产品中。其中，小尺寸触控屏一般基于接触式触控，例如手指、笔与屏幕接触式触控，来实现对触控位置的识别。

随着大尺寸显示屏的普及，特别的对于商务，教学等领域，大尺寸显示屏需求较大，但是受限于显示屏的尺寸，接触式触控在大尺寸显示屏上的应用，将给用户带来很大不便，因而在大尺寸显示屏中集成触控功能的应用受到很大限制。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种基板、显示装置及其驱动方法、触控显示系统，可使大尺寸显示装置触控功能的使用不受尺寸的限制。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种基板，包括衬底，所述衬底包括主触控区；所述主触控区设置有触控结构，所述触控结构包括相互绝缘且交叉设置的第一触控电极和第二触控电极；相邻所述第一触控电极之间还设置有第一虚拟电极，所述第一虚拟电极与其相邻的所述第一触控电极连接；相邻所述第二触控电极之间还设置有第二虚拟电极，所述第二虚拟电极与其相邻的所述第二触控电极连接；其中，所述第一虚拟电极和所述第二虚拟电极的材料为对特定波段的光敏感的光敏电阻材料，且所述第一虚拟电极和所述第二虚拟电极均透光。

优选的，所述第一触控电极和所述第二触控电极均呈网格结构，且所述第一触控电极和所述第二触控电极的材料均为金属材料。

进一步优选的，所述第一虚拟电极和所述第二虚拟电极均呈网格结构。

优选的，所述第一虚拟电极和所述第二虚拟电极的材料均为可见光光敏电阻材料，或红外光敏电阻材料。

优选的，所述衬底还包括走线区；所述走线区设置有遮光层、位于所述遮光层远离所述衬底一侧的第一走线和第二走线；所述第一走线与所述第一触控电极电连接，所述第二走线与所述第二触控电极电连接。

进一步优选的，所述第一走线与所述第一触控电极同步形成，且材料均为金属材料；所述第二走线与所述第二触控电极同步形成，且材料均为金属材料。

进一步优选的，所述走线区还设置有第一接地线和第二接地线；所述第一接地线与所述第一走线同步形成，所述第二接地线与所述第二走线同步形成；所述第一接地线设置于所述第一触控电极的外围；所述第二接地线设置于所述第二触控电极的外围。

优选的，在所述走线区设置有遮光层的基础上，所述基板还包括设置于所述主触控区和所述走线区的第一oc层和第二oc层；所述第一oc层设置于所述第一触控电极和所述第二触控电极之间、所述第一虚拟电极和所述第二虚拟电极之间；所述第二oc层设置于所述触控结构以及所述第一走线和所述第二走线远离所述衬底的一侧。

第二方面，提供一种显示装置，包括第一方面所述的基板。

第三方面，提供一种触控显示系统，包括第二方面所述的显示装置，还包括激光笔；所述激光笔用于在开启时以一定强度发出特定波段的光，以使所述激光笔发出的光照射到所述显示装置时，使光照位置处显示装置中的第一虚拟电极和第二虚拟电极变为导体。

第四方面，提供一种第二方面所述显示装置的驱动方法，包括：

触控阶段，在接触式电容触控模式下，第一触控电极逐行施加驱动信号，第二触控电极接收触控感应信号，根据所述第二触控电极上信号的变化、以及所施加驱动信号的所述第一触控电极，确定触控位置；在远程触控模式下，所述第一触控电极和所述第二触控电极接收触控感应信号，根据相邻所述第一触控电极之间和相邻所述第二触控电极之间触控感应信号的变化，确定触控位置。

优选的，所述驱动方法还包括显示模式选择界面供用户选择，所述模式选择界面包括接触式电容触控模式选项和远程触控模式选项。

本发明实施例提供一种基板、显示装置及其驱动方法、触控显示系统，通过在主触控区设置包括第一触控电极和第二触控电极的触控结构，可基于接触式电容触控模式，实现对触控位置的识别。在此基础上，通过在相邻第一触控电极之间设置第一虚拟电极、在相邻第二触控电极之间设置第二虚拟电极，且使第一虚拟电极和第二虚拟电极的材料为光敏电阻材料，可通过光敏电阻材料的内光电效应，基于远程触控模式，实现对触控位置的识别。基于此，当该基板应用于显示装置时，可在两种触控模式下均能实现触控功能，因而可提高用户体检，且结构简单；尤其在该基板应用于大尺寸显示装置时，可使大尺寸显示装置触控功能的使用不受尺寸的限制。其中，由于可通过控制光敏电阻材料的成分以及形成第一虚拟电极和第二虚拟电极的成膜工艺，来使第一虚拟电极和第二虚拟电极仅对特定波段和一定强度(即，光强大于等于该强度下，其电阻急剧降低)的光响应，因而，即使由于该基板所应用的显示装置在使用时，会存在环境光、太阳光等，也由于这些光中特定波段的光强度较小，不会使第一虚拟电极和第二虚拟电极响应，使得两种触控模式均不受环境光、太阳光等的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基板的俯视示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种基板的俯视示意图二；

图3为本发明实施例提供的一种第一触控电极和第一虚拟电极的俯视示意图；

图4为本发明实施例提供的一种第二触控电极和第二虚拟电极的俯视示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基板的俯视示意图三；

图6为本发明实施例提供的一种第一触控电极、第一虚拟电极、第一走线和第一接地线的俯视示意图；

图7为本发明实施例提供的一种第二触控电极、第二虚拟电极、第二走线和第二接地线的俯视示意图；

图8为图5中的aa′剖视示意图；

图9为图5中的bb′剖视示意图；

图10为本发明实施例提供的电容触控原理示意图。

附图标记：

01-主触控区；02-走线区；21-触控结构；22-第一触控电极；23-第二触控电极；24-第一虚拟电极；25-第二虚拟电极；32-第一走线；33-第二走线；40-遮光层；52-第一接地线；53-第二接地线；61-第一oc层；62-第二oc层。

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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明实施例提供一种基板，如图1和图2所示，包括衬底，衬底包括主触控区01；主触控区01设置有触控结构21，触控结构21包括相互绝缘且交叉设置的第一触控电极22和第二触控电极23；相邻第一触控电极22之间还设置有第一虚拟电极24，第一虚拟电极24与其相邻的第一触控电极22连接；相邻第二触控电极23之间还设置有第二虚拟电极25，第二虚拟电极25与其相邻的第二触控电极23连接。

其中，第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料为对特定波段的光敏感的光敏电阻材料，且第一虚拟电极24和第二虚拟电极25均透光。

由于光敏电阻材料的特性，使得第一虚拟电极24和第二虚拟电极25具有内光电效应，即，根据制作第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料，特定波段的入射光照射到第一虚拟电极24和第二虚拟电极25时，第一虚拟电极24和第二虚拟电极25内部的受束缚电子受到激发，从而使其导电性能改变。其中，光照愈强，被激发的电子数愈多，电阻值就愈低，当电阻值降低到一定程度时，第一虚拟电极24和第二虚拟电极25由阻抗绝缘变成导体。

当入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻材料的阻值也就恢复原值，从而使得第一虚拟电极24和第二虚拟电极25恢复阻抗绝缘。

基于此，本发明实施例中，主触控区01的第一触控电极22和第二触控电极23以及第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的工作原理为：

当基于手指或电容笔的触控模式(即，基于接触式电容触控模式)进行触控时，第一虚拟电极24和第二虚拟电极25为阻抗绝缘，因此，通过检测第一触控电极22和第二触控电极23之间电容的变化，即可实现对触控位置的识别。在此过程中，由于没有特定波段以及一定强度的光照射到主触控区20，因而第一虚拟电极24和第二虚拟电极25为绝缘高阻状态，不影响电容触控。

当基于特定波段的光照模式(即，基于远程触控模式)进行触控时，由于光照位置处，一定强度的光照使得第一虚拟电极24和第二虚拟电极25响应，即由阻抗绝缘变成导体，因而使得光照位置处，与第一虚拟电极24连接的第一触控电极22电连接，与第二虚拟电极25连接的第二触控电极23电连接，基于此，通过检测相邻第一触控电极22之间以及相邻第二触控电极23之间电压、电阻等信号的变化，即可实现对触控位置的识别。其中，以一个第一虚拟电极24使与其相邻的第一触控电极22导通为例，当光照在该第一虚拟电极24的位置不同时，相邻第一触控电极22之间电压、电阻等信号的变化值不相等。

需要说明的是，第一，不对触控结构21进行限定，只要基于互容方式可实现对触控位置的识别即可，图1和图2中的触控结构21仅为示意。

其中，第一触控电极22和第二触控电极23之间、第一虚拟电极24和第二虚拟电极25之间需通过设置其绝缘作用的膜层进行隔离。

第二，衬底除包括主触控区01外，还包括走线区02。主触控区01即为当该基板应用于显示装置时，用于画面显示的区域，走线区02位于主触控区01的外围。

走线区02设置有与第一触控电极22电连接的第一走线32、与第二触控电极23电连接的第二走线33；其中，针对任一个第一触控电极22，有至少一根第一走线32与其电连接，与任一个第一触控电极22电连接的第一走线32和与其他第一触控电极22电连接的第一走线32之间绝缘；针对任一个第二触控电极23，有至少一根第二走线33与其电连接，与任一个第二触控电极23电连接的第二走线33和与其他第二触控电极23电连接的第二走线33之间绝缘。

第三，若第一虚拟电极24的材料对特定波段的光敏感，则第二虚拟电极25的材料也应对该特定波段的光敏感。

其中，优选第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料相同。

本发明实施例提供一种基板，通过在主触控区01设置包括第一触控电极22和第二触控电极23的触控结构21，可基于接触式电容触控模式，实现对触控位置的识别。在此基础上，通过在相邻第一触控电极22之间设置第一虚拟电极24、在相邻第二触控电极23之间设置第二虚拟电极25，且使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料为光敏电阻材料，可通过光敏电阻材料的内光电效应，基于远程触控模式，实现对触控位置的识别。基于此，当该基板应用于显示装置时，可在两种触控模式下均能实现触控功能，因而可提高用户体检，且结构简单；尤其在该基板应用于大尺寸显示装置时，可使大尺寸显示装置触控功能的使用不受尺寸的限制。其中，由于可通过控制光敏电阻材料的成分以及形成第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的成膜工艺，来使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25仅对特定波段和一定强度(即，光强大于等于该强度下，其电阻急剧降低)的光响应，因而，即使由于该基板所应用的显示装置在使用时，会存在环境光、太阳光等，也由于这些光中特定波段的光强度较小，不会使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25响应，使得两种触控模式均不受环境光、太阳光等的干扰。

优选的，如图2-4所示，第一触控电极22和第二触控电极23均呈网格结构，且第一触控电极22和第二触控电极23的材料均为金属材料。

此处，网格结构中网格的形状为规则多边形或无规则多边形。如图3所示，以一个第一触控电极22为例，多根金属线交叉形成多个网格，对于任一个网格，其形状可以为规则多边形或无规则多边形。其中，网格的形状可以为如图3所示的菱形。当然也可以为矩形等其他形状。

需要说明的是，第一，金属材料可以为金属单质或合金等。

第二，对于应用到任一种尺寸的显示装置的基板，在制作形成网格结构的第一触控电极22和第二触控电极23之前，首先需使用相关软件进行光学模拟，以使第一触控电极22和第二触控电极23的网格的参数与显示面板相匹配，例如对于菱形网格，要模拟出合适的菱形边长及菱形夹角，从而避免不匹配时，基板应用于显示装置后，易出现干涉条纹的问题。

本发明实施例中，由于金属网格结构可透光，且金属材料的方阻较低可降低rc延迟，因而将基板应用在大尺寸显示装置上，也能被ic(integratedcircuit，集成电路)驱动，而且可达到较好的触控效果，支持多点触控。此外，金属材料的第一触控电极22和第二触控电极23，可防止esd(electrostaticdischarge，静电放电)。

进一步优选的，金属材料的方阻小于等于0.3ω/cm²。

示例的，金属材料可以为ag(银)、cu(铜)、al(铝)、或alnb(铝铌合金)合金等。

通过采用导电性特别好的金属材料来制作第一触控电极22和第二触控电极23，可达到极好的触控效果，且最高可支持无数点触控。

在第一触控电极22和第二触控电极23均呈网格结构的基础上，如图2-4所示，第一虚拟电极24和第二虚拟电极25也呈网格结构。

需要说明的是，当第一触控电极22和第二触控电极23以及第一虚拟电极24和第二虚拟电极25均呈网格结构时，需要根据基板的尺寸，使用相关软件进行光学模拟，以使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的网格的参数与第一触控电极22和第二触控电极23的参数匹配，并使第一触控电极22、第二触控电极23、第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的网格的参数与显示面板相匹配。

第二，图2-4中以加粗的线条表示第一触控电极22和第二触控电极23，仅是为了在图中区分第一触控电极22与第一虚拟电极24、第二触控电极23与第二虚拟电极25。

相对于将第一触控电极22和第二触控电极23制作成网格结构，而将第一虚拟电极24和第二虚拟电极25制作成非网格结构，会由于网格结构与非网格结构容易产生视觉差，从而产生消影问题，本发明实施例将第一虚拟电极24和第二虚拟电极25也制作成网格结构，可起到消影的作用，从而可实现良好的光学效果。

在上述基础上，第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料可以为可见光光敏电阻材料，或者为红外光敏电阻材料，也可以为紫外光敏电阻材料等。

考虑到紫外光对人体有害，因此，优选第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料为可见光光敏电阻材料，或者为红外光敏电阻材料。

其中，当第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料为可见光光敏电阻材料时，通过控制可见光光敏电阻材料的成分以及形成第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的成膜工艺，可使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25对一定强度的可见光进行响应，以避免环境中的可见光使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25响应。

当第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料为红外光敏电阻材料时，通过控制红外光敏电阻材料的成分以及形成第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的成膜工艺，可使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25对一定强度的红外光进行响应，以避免环境中的红外光使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25响应。

示例的，可见光光敏电阻材料可以包括cds(硫化镉)、cdse(硒化镉)等中的至少一种。红外光敏电阻材料可以包括pbs(硫化铅)、pbse(硒化铅)等中的至少一种。

基于上述，如图5所示，走线区02设置有遮光层40、第一走线32和第二走线33设置于遮光层40远离衬底一侧。

即，此时基板为触控盖板，其可设置于显示面板的出光侧，这样，当该基板应用于显示装置时，基板中的衬底还可起到显示面板的作用。

其中，遮光层40可以为白色遮光层或黑色遮光层。衬底可以为玻璃基板。

进一步的，如图3所示，第一走线32与第一触控电极22同步形成，且材料均为金属材料。即，第一走线32与第一触控电极22通过同一次构成工艺形成，这样可减少构图工艺次数。

如图4所示，第二走线33与第二触控电极23同步形成，且材料均为金属材料。即，第二走线33与第二触控电极23通过同一次构成工艺形成，这样可减少构图工艺次数。

进一步的，如图6和图7所示，走线区02还设置有第一接地线52和第二接地线53；第一接地线52与第一走线32同步形成，第二接地线53与第二走线33同步形成。

其中，第一接地线52设置于第一触控电极22的外围；第二接地线53设置于第二触控电极23的外围。

需要说明的是，对于第一接地线52而言，其设置于第一触控电极22的外围时，若第一接地线52闭合，则会导致第一接地线52内部回路面积过大，对外部信号具有很强的吸收，以及电流在闭合回路中产生的磁通量变化，都将会对触控产生干扰，因此，在设计第一接地线52时，不应使第一接地线52闭合，例如可以如图6所示，使第一接地线52在某个位置处断开。

同理，对于第二接地线53而言，也不应使第二接地线53闭合，例如可以如图7所示，使第二接地线53在某个位置处断开。

本发明实施例中，第一接地线52和第二接地线53可起到屏蔽信号的作用，避免外界信号对第一触控电极22和第二触控电极23上的信号造成干扰，使得对触控位置的识别更精确。

优选的，如图5、以及图8-9所示，基板还包括设置于主触控区01和走线区02的第一oc(overcoating，涂覆保护)层61和第二oc层62；第一oc层61设置于第一触控电极22和第二触控电极23之间、第一虚拟电极24和第二虚拟电极25之间；第二oc层62设置于触控结构21以及第一走线32和第二走线33远离衬底的一侧。

当然，第一触控电极22与第二虚拟电极25之间也通过第一oc层61隔离；第二触控电极23与第一虚拟电极24之间也通过第一oc层61隔离。

需要说明的是，当第一oc层61例如覆盖第一走线32时，可在绑定区域将第一走线32露出。

本发明实施例中，通过设置第一oc层61可避免第一触控电极22与第二触控电极23之间短路；第二oc层62可以起到阻隔水氧，保护触控结构21以及走线的作用。在此基础上，第一oc层61和第二oc层62材料相同，可采用相同的工艺制程，简化制备工艺。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述的基板。

优选的，所述基板为触控盖板，其设置于显示面板的出光侧。基于此，显示面板可以为液晶显示面板，或oled(organiclightemittingdiode，有机电致发光二极管)显示面板。其中，显示面板和基板可通过ocr(opticalclearresin，光学透明胶)60连接。

需要说明的是，由于本发明的显示装置具有两种触控模式，因而可通过在显示装置上设置切换按钮，或通过显示模式选择界面，来使用户选择所需的触控模式，具体可根据实际情况进行设置。

本发明实施例提供的显示装置，具有与所述基板相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种触控显示系统，包括上述的显示装置，还包括激光笔；激光笔用于在开启时以一定强度发出特定波段的光，以使该激光笔发出的光照射到显示装置时，使光照位置处显示装置中的第一虚拟电极24和第二虚拟电极25变为导体。

即：在远程触控模式下，只需开启激光笔，使激光笔发出的一定强度的激光照射到显示装置的相应位置，便可基于第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的内光电效应，通过检测相邻第一触控电极22之间以及相邻第二触控电极23之间电压、电阻等信号的变化，实现对触控位置的识别。

需要说明的是，激光笔发出的光的波段以及强度，需根据第一虚拟电极24和第二虚拟电极25的材料而定，以能使光照位置处第一虚拟电极24和第二虚拟电极25响应，且避免环境中的该波段的光使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25响应为准。

本发明实施例还提供一种上述显示装置的驱动方法，包括：触控阶段，在接触式电容触控模式下，第一触控电极22逐行施加驱动信号，第二触控电极23接收触控感应信号，根据第二触控电极23上信号的变化、以及所施加驱动信号的第一触控电极22，确定触控位置。

在远程触控模式下，第一触控电极22和第二触控电极23接收触控感应信号，根据相邻第一触控电极22之间和相邻第二触控电极23之间触控感应信号的变化，确定触控位置。

具体的，在接触式电容触控模式下，如图10所示，第一触控电极22逐行施加驱动信号，基于第一触控电极22和第二触控电极23之间的互电容(记为cm)，第二触控电极23接收触控感应信号。当手指或触控笔未与显示装置接触时，第二触控电极23接收到的感应信号均相同；当手指或触控笔与显示装置接触时，手指或触控笔与第一触控电极22和第二触控电极23形成电容(记为cp)，此时，触摸点位置的容值为cp+cm，触摸点位置的第二触控电极23接收的触控感应信号发生变化，由此，实现对触控位置的识别。

其中，在接触式电容触控模式下，第一虚拟电极24和第二虚拟电极25为绝缘高阻状态，不影响电容触控性能。

在远程触控模式下，第一触控电极22和第二触控电极23均用于接收触控感应信号，当激光笔发出的光未照射到显示装置上时，由于第一虚拟电极24和第二虚拟电极25为阻抗绝缘，相邻第一触控电极22之间以及相邻第二触控电极之间均绝缘，相邻第一触控电极22之间和相邻第二触控电极23之间电压、电阻值一定。当激光笔发出的特定波段的光以一定强度照射到显示装置上时，光照位置处第一虚拟电极24和第二虚拟电极25由阻抗绝缘变成导体，使得该位置处与第一虚拟电极24连接的第一触控电极22电连接，与第二虚拟电极25连接的第二触控电极23电连接，由此，通过检测相邻第一触控电极22和相邻第二触控电极23之间电压、电阻等触控感应信号的变化，实现对触控位置的识别。

本发明实施例提供一种显示装置的驱动方法，在接触式电容触控模式下，通过向第一触控电极22施加驱动信号，第二触控电极23接收触控感应信号，可实现对触控位置的识别；在远程触控模式下，通过第一触控电极22和第二触控电极23接收触控感应信号，可实现对触控位置的识别。基于此，该显示装置可在两种触控模式下均能实现触控功能，因而可提高用户体检，且结构简单，尤其可使大尺寸显示装置触控功能的使用不受尺寸的限制。其中，由于第一虚拟电极24和第二虚拟电极25仅对特定波段和一定强度(即，光强大于等于该强度下，其电阻急剧降低)的光响应，因而，即使由于该显示装置在使用时，会存在环境光、太阳光等，也由于这些光中特定波段的光强度较小，不会使第一虚拟电极24和第二虚拟电极25响应，使得两种触控模式均不受环境光、太阳光等的干扰。

优选的，所述驱动方法还包括显示模式选择界面供用户选择，该模式选择界面包括接触式电容触控模式选项和远程触控模式选项。

示例的，可在开机时显示模式选择界面，待用户选择其中一种选项后，则按与该选项对应的驱动方式对触控位置进行识别。

相对在硬件上设置切换按钮来对两种触控模式进行选择，本发明实施例通过软件方式，使显示装置显示模式选择界面，供用于选择接触式电容触控模式，或远程触控模式，避免对显示装置整体造成大的改动，以降低成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。