触摸显示屏、驱动方法及显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，特别涉及触摸显示屏、驱动方法及显示装置。

背景技术：

随着显示技术的飞速发展，触摸屏(touchscreenpanel)已经逐渐遍及人们的生活中。目前，将具有触控电极的触摸屏与显示屏分开生产，然后贴合到一起成为具有触摸功能的显示屏，这样存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种触摸显示屏、驱动方法及显示装置，用以将触控电极与显示屏进行结合，降低生产成本以及减小模组整体的厚度。

因此，本发明实施例提供的触摸显示屏，包括：

衬底基板；

多个发光器件和多个像素电路，位于所述衬底基板上；其中，所述多个像素电路与所述多个发光器件一一对应；各所述发光器件包括：发光部以及分别与所述发光部电连接的第一电极和第二电极；同一所述发光器件中，所述第一电极和所述第二电极间隔设置于所述发光部的同一侧；

触控电极层，位于所述多个发光器件面向所述衬底基板的一侧；所述触控电极层包括多个相互独立的触控电极。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，所述多个像素电路位于所述多个发光器件与所述衬底基板之间；所述触摸显示屏还包括：位于所述多个像素电路和所述多个发光器件之间的第二连接电极以及与各所述发光器件一一对应的第一连接电极；

各所述发光器件的第一电极通过对应的第一连接电极与对应的所述像素电路电连接，各所述发光器件的第二电极与所述第二连接电极电连接；

所述第一连接电极和所述第二连接电极中的至少一个位于所述触控电极层。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，所述触控电极复用为所述第二连接电极。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，各所述触控电极在所述衬底基板的正投影分别与所述第一连接电极和所述第二连接电极在所述衬底基板的正投影无交叠。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，各所述触控电极在所述衬底基板的正投影与各所述发光器件在所述衬底基板的正投影无交叠。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，各所述触控电极具有网格状结构。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，所述发光部包括：电致发光层或led芯片。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，所述led芯片的尺寸为微米级或纳米级。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，所述触摸显示屏还包括：与各所述触控电极一一对应的电极走线以及与各所述触控电极一一对应的触控信号端子；

各所述触控电极通过对应的电极走线与对应的触控信号端子电性连接。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述触摸显示屏。

相应地，本发明实施例还提供了一种上述触摸显示屏的驱动方法，包括：

显示阶段，驱动所述触摸显示屏进行显示；

触控阶段，对所述触控电极加载电容检测脉冲信号，并通过检测所述触控电极的电容值的变化来确定触控位置。

可选地，在本发明提供的一些实施例中，所述对所述触控电极加载电容检测脉冲信号，具体包括：

同时对各所述触控电极加载相同的电容检测脉冲信号。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的触摸显示屏、驱动方法及显示装置，通过在衬底基板上设置多个发光器件和与各发光器件一一对应的像素电路，可以通过像素电路驱动发光器件发光，从而实现显示功能。通过在发光器件面向衬底基板的一侧设置触控电极，可以通过触控电极使触控显示屏实现触控功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的触摸显示屏的俯视结构示意图之一；

图2为图1所示的触摸显示屏沿aa’方向上的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的像素电路的结构示意图；

图4为图3所示的像素电路对应的信号时序图；

图5为本发明实施例提供的触控电极的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的触摸显示屏的俯视结构示意图之二；

图7为图6所示的触摸显示屏沿aa’方向上的剖视结构示意图；

图8为本发明实施例提供的触摸显示屏的驱动方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的触摸显示屏、驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，附图中各层薄膜厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

本发明实施例提供了一种触摸显示屏，结合图1与图2所示，可以包括：衬底基板100，位于衬底基板100上的多个发光器件110和多个像素电路120，以及位于多个发光器件110面向衬底基板100的一侧的触控电极层130。其中，多个像素电路120与多个发光器件110一一对应。各发光器件110可以包括：发光部113以及分别与发光部113电连接的第一电极111和第二电极112。并且同一发光器件110中，第一电极111和第二电极112间隔设置于发光部113的同一侧。触控电极层130可以包括多个相互独立的触控电极131。

本发明实施例提供的触摸显示屏，通过在衬底基板上设置多个发光器件和与各发光器件一一对应的像素电路，可以通过像素电路驱动发光器件发光，从而实现显示功能。通过在发光器件面向衬底基板的一侧设置触控电极，可以通过触控电极使触控显示屏实现触控功能。

下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。需要说明的是，本实施例是为了更好的解释本发明，但不限制本发明。

本发明提供的一些实施例中，触控显示屏的显示区可以包括多个像素单元，每个像素单元可以包括多个子像素。每个子像素包括一个发光器件以及与该发光器件电连接的一个像素电路。该像素电路用于驱动发光器件发光。在本发明提供的一些实施例中，如图3所示，像素电路可以包括：电流控制电路01和时长控制电路02。其中，电流控制电路01可以包括：驱动晶体管m01，第一晶体管至第五晶体管m1～m5，以及电容c1。根据图4中所示的各信号在显示阶段的时序，该电流控制电路01可以在显示阶段输出补偿驱动晶体管m01的阈值电压后的驱动电流。时长控制电路02可以包括：驱动晶体管m02，第六晶体管m6以及电容c2。根据图4中所示的各信号在显示阶段的时序，该时长控制电路02可以在显示阶段通过时间积分的方式进一步控制发光器件所对应的灰阶亮度。在实际应用中，该像素电路的结构可以与相关技术中的结构和工作原理基本相同，为本领域的普通技术人员应该理解的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。当然，上述仅是示意出像素电路的结构，像素电路的结构也可以采用其他结构，在此不作限定。

在本发明提供的一些实施例中，发光器件的发光部可以包括：电致发光层。具体地，电致发光层的材料可以包括：电致发光材料，例如有机电致发光材料和无机电致发光材料，在此不作限定。

在本发明提供的一些实施例中，发光器件的发光部也可以包括：led(lightemittingdiode，发光二极管)芯片。具体地，led芯片的尺寸可以为微米级。进一步地，微型发光二极管(microlightemittingdiode，microled)具有亮度高、发光效率好、功耗低等优点，在本发明提供的一些实施例中，可以将微米级的led芯片设置为microled芯片。或者，在本发明提供的一些实施例中，led芯片的尺寸也可以为纳米级。进一步地，迷你发光二极管(minilightemittingdiode，miniled)的尺寸更小，可以实现高分辨率的显示屏。一般在玻璃基衬底上制备有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)和驱动oled发光的像素电路，以形成oled面板。其中，像素电路是采用低温多晶硅(lowtemperaturepoly-silicon，ltps)技术制备的，这样导致很难实现高分辨率的面板。并且，由于oled采用两个电极之间设置发光层的层叠结构设置，发光层需要蒸镀工艺进行制备，以及发光层的发光材料的寿命较低，这样导致产品的良率较低。而本发明的一些实施例如采用microled芯片和miniled芯片通过转印技术，可以实现对产品高规格的要求。

一般将触控电极内嵌在显示屏内部，既可以减薄模组整体的厚度，又可以大大降低触摸屏的制作成本。在本发明提供的一些实施例中，如图2所示，多个像素电路120位于多个发光器件110与衬底基板100之间。其中，触摸显示屏还可以包括：位于多个像素电路120和多个发光器件110之间的第二连接电极142以及与各发光器件110一一对应的第一连接电极141。第一连接电极141和第二连接电极142相互绝缘设置。各发光器件110的第一电极111通过对应的第一连接电极141与对应的像素电路120电连接，各发光器件110的第二电极112与第二连接电极142电连接。第一连接电极和第二连接电极中的至少一个位于触控电极层。需要说明的是，图2仅是以像素电路120中的驱动晶体管m02为例进行说明。

具体地，可以使第一连接电极141位于触控电极层130。这样可以通过一次构图工艺制成第一连接电极141和触控电极131，从而可以简化制备工艺，节省生产成本。或者，也可以使第二连接电极142位于触控电极层130。这样可以通过一次构图工艺制成第二连接电极142和触控电极131，从而可以简化制备工艺，节省生产成本。进一步地，如图2所示，可以使第一连接电极141和第二连接电极142均位于触控电极层130。这样可以通过一次构图工艺制成第一连接电极141、第二连接电极142以及触控电极131，从而可以最大限度的简化制备工艺，节省生产成本。需要说明的是，构图工艺可只包括光刻工艺，或，可以包括光刻工艺以及刻蚀步骤，同时还可以包括打印、喷墨等其他用于形成预定图形的工艺；光刻工艺是指包括成膜、曝光、显影等工艺过程的利用光刻胶、掩模板、曝光机等形成图形的工艺。可根据本发明中所形成的结构选择相应的构图工艺。

在本发明提供的一些实施例中，可以使第一电极111为正极，第二电极112为负极。这样可以通过第二连接电极142向发光器件l的负极提供低电平电压信号vss(例如零伏或负值的电压)，使像素电路通过第一连接电极141向发光器件l的正极输出驱动电流，以驱动发光器件发光。结合图2和图3所示，以像素电路中的驱动晶体管m02为例进行说明。该驱动晶体管m02包括依次位于衬底基板100一侧的有源层121、栅极122、导电层123、源极124以及漏极125。有源层121和栅极122之间设置有第一绝缘层，栅极122与导电层123之间设置有第二绝缘层，源极124和漏极125所在层与导电层123之间设置有层间介质层，源极124和漏极125分别通过贯穿第一绝缘层、第二绝缘层以及层间介质层的过孔与有源层121电连接。进一步地，触摸显示屏还包括位于源极124和漏极125所在层背离衬底基板100一侧的平坦化层150。第一连接电极141和第二连接电极142位于平坦化层150背离衬底基板100一侧。第一连接电极141通过贯穿平坦化层150的过孔与驱动晶体管m02的漏极125电连接。进一步地，触摸显示屏还包括位于源极124和漏极125所在层的低电平信号走线160。第二连接电极142通过贯穿平坦化层150的过孔与低电平信号走线160电连接。因此，上述触控显示屏的衬底基板的制作工艺顺序依次为：制作有源层，制作第一绝缘层，制作栅极，制作第二绝缘层，制作导电层，制作层间介质层，制作源极和漏极，制作平坦化层，制作第一连接电极和第二连接电极以及触控电极，制作保护层，制作黑矩阵层，之后将led芯片转印到衬底基板上。

进一步地，为了降低反射，提高观看效果，如图2所示，触摸显示屏还可以包括：依次位于第一连接电极141和第二连接电极142所在层背离衬底基板100一侧的保护层170以及黑矩阵层180。保护层170与黑矩阵层180在衬底基板100的正投影与各第一连接电极141和第二连接电极142在衬底基板100的正投影不交叠，从而将第一连接电极141和第二连接电极142暴露出来，以与第一电极111和第二电极112可以正常电连接。

一般电容式触摸屏以其独特的触控原理，凭借高灵敏度、长寿命、高透光率等优点，受到了广泛的关注。本发明实施例提供的触控电极可以实现电容触控的功能。进一步地，本发明实施例中，可以将触控电极设置为自电容电极，以通过自电容技术使触摸显示屏实现电容触控功能。

如图1和图2所示，各触控电极131在衬底基板100的正投影分别与第一连接电极141和第二连接电极142在衬底基板100的正投影无交叠。这样可以使触控电极131与第一连接电极141和第二连接电极142相互绝缘设置。进一步地，如图1和图2所示，各触控电极131在衬底基板100的正投影与各发光器件110在衬底基板100的正投影无交叠。

一般地，触摸屏的触控密度通常在毫米级，因此，可以根据所需的触控密度选择触控电极131的密度和尺寸以保证所需的触控精度。例如可以使触控电极131的尺寸设置在4mm～6mm之间。由于led芯片的尺寸在微米级或纳米级，因此，可以使一个触控电极131所围成的区域覆盖多行或多列的子像素，以保证所需的触控精度。因此，如图1和图5所示，各触控电极131可以具有网格状结构。

在本发明提供的一些实施例中，如图5所示，触摸显示屏还可以包括：与各触控电极131一一对应的电极走线190以及与各触控电极131一一对应的触控信号端子200；各触控电极131通过对应的电极走线190与对应的触控信号端子200电性连接。进一步地，内嵌式触摸屏还可以包括：分别与各触控信号端子200电连接的触控检测芯片(图中未示出)。该触控检测芯片用于对各触控电极131加载电容检测脉冲信号，并通过检测各触控电极131的电容值的变化来确定触控位置。这样实现了各触控电极与触控检测芯片电性连接。

进一步地，内嵌式触摸屏还可以包括：分别与各像素电路120和低电平信号走线160电连接的显示驱动芯片。该显示驱动芯片可以用于对触控电极加载低电平电压信号，以及对像素电路加载图4所示的各信号，以使触控显示屏实现显示功能。

为了减少显示和电容触控的相互干扰，一般采用显示和电容触控分时驱动的方式驱动触摸显示屏。结合图4所示，一帧时间可以包括显示阶段和触控阶段。在显示阶段，通过显示驱动芯片对像素电路120加载图4所示的各信号，对低电平信号走线160加载低电平电压信号vss，以驱动触控显示屏进行画面显示。在触控阶段，通过触控检测芯片对触控电极加载电容检测脉冲信号，并通过检测触控电极的电容值的变化来确定触控位置。或者，由于各触控电极131在衬底基板100的正投影分别与第一连接电极141和第二连接电极142在衬底基板100的正投影无交叠，因此也可以不采用显示和电容触控分时驱动的方式驱动触摸显示屏，而是采用显示和电容触控同时驱动的方式驱动触摸显示屏。这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。进一步地，还可以将显示驱动芯片和触控检测芯片整合为一个芯片，这样可以提高芯片的集成度，降低占用空间以及降低生产成本。

内嵌式触摸屏还可以包括多条栅线，可以使各电极走线与栅线同层且绝缘设置，这样可以采用一次构图工艺制备各电极走线与各栅线，从而简化制备工艺，节省生产成本。进一步地，栅线与像素电路中晶体管的栅极同层设置。

内嵌式触摸屏还可以包括多条数据线，可以使各电极走线与数据线同层且绝缘设置，这样可以采用一次构图工艺制备各电极走线与各数据线，从而简化制备工艺，节省生产成本。进一步地，数据线与像素电路中晶体管的源漏极同层设置。

有源层的材料可以包括非晶硅(a-si)或多晶硅(p-si)。进一步地，有源层的厚度可以设置为当然，有源层的厚度也可以设置为其他厚度，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

第一绝缘层、第二绝缘层以及层间介质层的材料可以包括sio2或sinx中的至少一种。进一步地，第一绝缘层的厚度可以设置为或

第二绝缘层的厚度可以设置为层间介质层的厚度可以设置为或当然，第一绝缘层、第二绝缘层以及层间介质层的厚度也可以设置为其他厚度，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

栅极和导电层的材料可以为金属，例如mo、al、ag、au等。进一步地，栅极所在层的厚度和导电层的厚度可以设置为并且方块电阻为0.44±0.1ω/□。当然，栅极所在层的厚度和导电层的厚度以及方块电阻也可以设置为其他数值，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

源极和漏极可以为ti/al/ti的层叠结构，其中，ti所在层的厚度可以为al所在层的厚度可以为源极和漏极的方块电阻可以为0.046±0.01ω/□。进一步地，源极和漏极的厚度、材料以及方块电阻也可以设置为其他的可实现方式，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

第一连接电极和第二连接电极可以为ito/ag/ito的层叠结构。其中，ito所在层的厚度可以为ag所在层的厚度可以为方块电阻可以为0.43±0.1ω/□。进一步地，第一连接电极和第二连接电极的厚度、材料以及方块电阻也可以设置为其他的可实现方式，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

平坦化层的材料可以包括树脂。保护层的材料可以包括sinx。黑矩阵的材料可以包括树脂。

本发明的一些实施例还提供一种触控显示屏，其结构示意图如图6和图7所示。

为了进一步的降低生产成本，在本发明提供的一些实施例中，如图6与图7所示，在第二连接电极142位于触控电极层130时，可以将触控电极131复用为第二连接电极142。即将触控电极131与低电平信号走线160电连接，以向发光器件l的负极提供低电平电压信号vss。这样可以直接采用第二连接电极作为触控电极，从而不需要在额外的设置触控电极。并且这样可以将原用于制备第二连接电极142的掩膜版(mask)进行微调整，即可形成采用新的第二连接电极142的图形，从而降低制备该掩膜版的工艺，降低生产成本。

进一步地，为了减少显示和电容触控的相互干扰，可以采用显示和电容触控分时驱动的方式驱动触摸显示屏。

一般地，触摸屏的触控密度通常在毫米级，因此，可以根据所需的触控密度选择触控电极131的密度和尺寸以保证所需的触控精度。例如可以使触控电极131的尺寸设置在4mm～6mm之间。由于led芯片的尺寸在微米级或纳米级，因此，可以使一个触控电极131所围成的区域覆盖多行或多列的子像素，以保证所需的触控精度。因此，如图6和图5所示，各触控电极131可以具有网格状结构。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触摸显示屏的驱动方法，如图8所示，可以包括：

s801、显示阶段，驱动触摸显示屏进行显示；

s802、触控阶段，对触控电极加载电容检测脉冲信号，并通过检测触控电极的电容值的变化来确定触控位置。

一帧时间包括显示阶段和触控阶段。进一步地，可以使每一帧时间包括：显示阶段和触控阶段。或者，也可以使间隔至少一帧时间的一帧时间包括：显示阶段和触控阶段。例如，每间隔一帧时间的一帧时间包括显示阶段和触控阶段，其余帧时间仅包括显示阶段。即第奇数帧时间包括显示阶段和触控阶段，第偶数帧时间包括显示阶段，在此不作限定。或者，也可以每间隔五帧时间的一帧时间包括显示阶段和触控阶段，即第一和第七帧时间包括显示阶段和触控阶段，第二至第六帧时间包括显示阶段，在此不作限定。并且，一帧时间内包括的显示阶段和触控阶段的数量可以根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

在本发明提供的一些实施例中，对触控电极加载电容检测脉冲信号，具体可以包括：同时对各触控电极加载相同的电容检测脉冲信号。

进一步地，为了避免对其他信号线的影响，可以在对触控电极加载电容检测脉冲信号的同时，对栅线、数据线、高电平信号走线(用于向像素电路传输高电平电压信号vdd)、用于传输em信号的发光控制信号线中的至少一种信号线，在其信号的基础上叠加与电容检测脉冲信号频率相同的信号，进行信号调制。

下面结合图4与图7通过一具体实施例列举触摸显示屏的驱动方法，但读者应知，其具体过程不局限于此。触摸显示屏的驱动方法可以包括如下步骤：

(1)在显示阶段，逐行驱动像素电路驱动发光器件发光，以驱动触摸显示屏进行显示。其中，在一行像素电路发光时，通过低电平信号走线对第二连接电极加载低电平电压信号vss，通过高电平信号走线对像素电路加载高电平电压信号vdd，对像素电路加载gatea、gateb、em、rst、data、以及data_t信号，以使像素电路产生驱动电流，并通过第一连接电极将驱动电流传输给发光器件，驱动发光器件发光。

(2)在触控阶段，对各触控电极加载电容检测脉冲信号，对栅线、数据线、高电平信号走线以及发光控制信号线在各自信号的基础上加载与电容检测脉冲信号频率相同的信号。

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摸显示屏。该显示装置解决问题的原理与前述触摸显示屏相似，因此该显示装置的实施可以参见前述触摸显示屏的实施，重复之处在此不再赘述。

本发明实施例提供的显示装置可以为：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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。

本发明实施例提供的触摸显示屏、驱动方法及显示装置，通过在衬底基板上设置多个发光器件和与各发光器件一一对应的像素电路，可以通过像素电路驱动发光器件发光，从而实现显示功能。通过在发光器件面向衬底基板的一侧设置触控电极，可以通过触控电极使触控显示屏实现触控功能。

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。