一种触控显示装置及驱动方法
【专利摘要】本发明提供了一种触控显示装置，包括：衬底和位于衬底上的触摸层；触摸层包括多个电极图案，电极图案包括电极和电极线；触摸层还包括多个电极区域，电极区域至少包括一个所述电极，同一电极区域内的电极被施加的公共电压相同。本发明还提供了一种触控显示装置驱动方法，为每个电极区域输入该电极区域对应的公共电压且同一电极区域内的电极被施加的公共电压相同；为每个电极图案提供驱动检测信号，检测每个电极图案的对地电容变化或电压变化。本发明提供的触控显示装置及驱动方法，可以避免为阻值不同的触控电极输入统一的公共电压导致的面板闪烁的问题，提高产品的显示效果。
【专利说明】一种触控显示装置及驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及触控显示领域，特别是涉及一种触控显示装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]当前，随着显示技术的日益进步，人们不仅希望显示装置具有显示图像的功能，还希望显示装置具有触控的功能。如今，手机、平板电脑、触控显示板等触控显示装置深受人们的喜爱。为了更加轻薄，现阶段的触控显示装置一般将触控电极集成的显示面板上，如彩膜基板、阵列基板、有机发光面板等。如图1所示，触控显示装置10包括多个像素电极11和多个触控电极图案12，像素电极11用于提供像素电压，触控电极图案12通过扫描和检测实现触摸定位功能。在现有技术中，触控电极图案12可仅具有触控扫描和定位功能，也可在显示阶段充当公共电极以进一步减少面板厚度。但给全部触控电极图案提供统一公共电压时，面板容易出现闪烁问题。
【发明内容】
[0003]本发明的实施例所要解决的技术问题是由于为存在电阻差异的触控电极输入统一的公共电压时，面板容易出现闪烁问题。
[0004]本发明实施例提供一种触控显示装置，包括:
[0005]衬底和位于所述衬底上的触摸层；所述触摸层包括多个电极图案，所述电极图案包括电极和与所述电极电连接的电极线；
[0006]所述触摸层还包括多个电极区域，所述电极区域至少包括一个所述电极，同一所述电极区域内的电极被施加的公共电压相同。
[0007]本发明提供的触控显示装置，根据电极图案的电阻差值，将不同电极图案的电极划分区域，解决了现有技术中将同一电压提供给所有电极图案导致的闪烁，改善了画面的显示质量。
[0008]本发明实施例还提供一种触控显示装置的驱动方法，所述触控显示装置包括衬底和位于所述衬底上的触摸层，所述触摸层包括多个电极图案，所述电极图案包括电极和与所述电极电连接的电极线，所述触摸层还包括多个电极区域，所述电极区域至少包括一个所述电极，所述驱动方法包括:
[0009]为每个所述电极区域的电极对应的电极图案输入该所述电极区域对应的公共电压并且对同一所述电极区域内的电极施加相同的公共电压；
[0010]为每个所述电极图案提供驱动检测信号，检测每个所述电极图案的对地电容变化或电压变化。
[0011]本发明实施例提供的驱动方法，不仅为不同区域的电极对应的电极图案提供使各自公共电压，降低了触控显示装置的闪烁；还可将各个电极图案复用为触摸电极，可用多种方式进行驱动和检测，判断是否发生触控。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为现有技术的触控显示装置的俯视图；
[0013]图2为本发明实施例提供的一种触控显示装置的俯视图；
[0014]图3a为图2中各电极区域的俯视图；
[0015]图3b为图3a中各电极区域公共电压与闪烁值关系图；
[0016]图4为本发明实施例提供的另一种触控显示装置的俯视图；
[0017]图5为电极图案在触控阶段的工作原理示意图
[0018]图6为本发明实施例提供的一种触控显示装置驱动方法流程图；
[0019]图7为本发明实施例提供的另一种触控显示装置驱动方法流程图；
[0020]图8为本发明实施例提供的再一种触控显示装置驱动方法流程图；
[0021]图9为某一电极区域电压与闪烁值关系图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0023]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0024]本发明所述的“位于……上”是指位于显示装置靠近用户的方向，既包括两者直接接触，也包括两者之间至少具有一个其他层级的间接接触。
[0025]本发明实施例提供了一种触控显示装置，如图2所示，触控显示装置包括衬底20和位于衬底20上的触摸层(未示出)，触摸层(未示出)包括多个电极图案200，电极图案200进一步包括电极200a和与电极200a电连接的电极线200b。电极线200b与电极200a电连接以为电极图案200充入公共电压；电极线200b还可作为触控检测线。触控显示装置还包括多个电极区域21、22、23、24。如图2所示，每个电极区域至少包括一个电极，如电极区域21包括电极211a-214a、电极区域22包括电极221a_223a、电极区域23包括电极231a-234a。每个电极区域21、22、23对应一个公共电压，即同一个电极区域的电极被提供的公共电压相同，即电极区域21的电极211a-214a对应第一电压VI，电极区域22的电极221a-223a对应第二电压V2，电极区域23的电极231a_234a对应第三电压V3。并
[0026]现有技术中同一公共电压输入不同公共电极后产生差异的主要原因为各电极图案的阻值具有差异。远端公共电极由于连接较长的公共电极线，导致其整个电极图案的阻值高于近端公共电极对应的电极图案。
[0027]本发明实施例划分电极区域的一种方式为设定一个电阻差阈值，每个电极区域的任意两个电极对应的电极图案的阻值之差小于预设的电阻差阈值，电阻差阈值优选为200欧姆。
[0028]如图3a所示，电极图案221包括电极221a和与该电极221a电连接的电极线221b ；电极图案222包括电极222a和与该电极222a电连接的电极线222b ;电极图案223包括电极223a和与该电极223a电连接的电极线223b。设定一个电阻差阈值R0，电极图案221、222,223两两之间的电阻差都小于阈值RO时，将电极图案221、222、223对应的电极221a、222a,223a划分为一个电极区域22。即电极区域22的任意两个电极221a与222a、221a与223a、222a与223a对应的电极图案221与222、221与223、222与223的阻值之差小于预设的电阻差阈值RO。各电极图案221、222、223的测量方式优选为从电极线22lb、222b、223b到电极221a、222a、223a的电阻。
[0029]同上述划分方法，对于电极图案231、232、233、234两两之间的电阻差都小于阈值RO时，将电极图案231、232、233、234对应的电极231a、232a、233a、234a划分为一个电极区域23。即电极区域23的任意两个电极对应的电极图案的阻值之差小于预设的电阻差阈值RO0
[0030]电阻差阈值RO设置得越小，则电极区域中的电极数目越小，电极区域的数目就越多，进而需要提供的公共电压就越多，最极端的情况为每个电极区域只有一个电极，为每个电极提供一个公共电压。但这样需要更强大的IC和更复杂的外部结构。因此需要一个较为合适的电阻差阈值，为这个阻值差之内的电极图案对应的电极提供同一公共电压并使画面不发生闪烁。
[0031]进一步，经过大量实验所得，当两个电极图案间的电阻差小于200欧姆时，在对应两电极上分得的电压差值极小，即提供同一电压时的显示差异十分细微。当设定电阻差阈值RO为200欧姆对电极区域进行划分时，即可为同一电极区域的电极提供同一电压且抑制画面闪烁。
[0032]现结合图3b对每个电极区域21、22、23的公共电压与对应的闪烁值进行描述，整个画面的闪烁值低于-30分贝时，认为这个画面的闪烁已无法为人眼所见。设置参考值FO为-30分贝，电极区域21、22、23电压与其闪烁值的关系曲线如图3b所示。以第一电极区域、对应第一电压Vl为例说明如何测量闪烁值，为第一电极区域21的电极211a、212a、213a、214a对应的电极图案提供第一电压VI，即为电极211a、212a、213a、214a电连接的电极线提供第一电压。测定闪烁值Fl的方法为，将同一画面通过两帧输入到第一电极区域21，后一帧较前一帧进行极性反转，测量前后两帧画面亮度的闪烁值，即得到第一电压Vl下对应的闪烁值Fl。
[0033]从图上可以得出，闪烁值在H)之下的电压都可设定为公共电压。如当电极区域21对应第一电压VI，电极区域22对应第二电压V2，电极区域23对应第三电压V3时，电极区域21、电极区域22、第三区域23的闪烁值低于-30分贝。
[0034]此外，不同的电极区域间至少分别存在一个电极，两者对应的电极图案的电阻差大于或等于200欧姆。电极区域22至少存在一个电极，该电极对应的电极图案与另一个电极区域23中的至少一个电极对应的电极图案的阻值之差大于或等于预设的电阻差阈值R0，即200欧姆。例如电极区域22中的电极221a，其对应的电极图案222与电极区域23中电极234a对应的电极图案234的阻值之差大于或等于200欧姆。
[0035]本发明实施例提供的触控显示装置通过电极图案的阻值差对电极区域进行有效的划分，每个电极区域提供不同的电压，解决了现有技术中整个公共电极采用同一电压导致的画面闪烁的问题。提高了触控显示装置的显示质量，满足了用户的需求。
[0036]图2和图3a中仅示出一层触控层的电极图案，本发明实施例提供的触控显示装置也可包括多个触摸层。此外本发明实施例提供的触控显示装置的电极图案的排布也可为其他结构，只要其满足按照电阻差异大小将电极划分为多个区域，为各个区域提供各自的公共电压，即在本发明实施例的保护范围。
[0037]本发明提供的触控显示装置还包括存储各电极区域对应的公共电压值的存储单元，触控显示装置从所述存储单元调用各电极区域对应的公共电压值施加到各所述电极区域内的电极。如图4a所示，触控显示装置还包括存储单元30，存储单元30可保存各个电极区域的公共电压，并在需要提供给各电极区域中的电极时，将各电极区域对应的公共电压调取。存储的公共电压可以进行修改和调整，存储的公共电压为显示装置测得的各区域适合的公共电压，即图3b中各个区域使闪烁不可见时的公共电压，即提供给各个区域使其闪烁值低于-30分贝的电压。
[0038]本发明提供的触控显示装置还可包括电极驱动单元，不仅为各个电极区域的电极对应的电极图案提供公共电压，在还可为各个电极图案提供驱动检测信号。如图4b所示，触控显示装置还包括电极驱动单元40，电极驱动单元40为各个电极区域，如电极区域21、22,23提供各自的公共电压。以电极区域22为例，电极区域中的电极221a、222a、223a通过各自的电极线电连接到电极驱动单元40。结合图3b可知，电极区域22的公共电压为V2。，电极驱动单元40给电极221a、212a、223a对应的电极线(即通过电极线对整个电极图案)提供公共电压V2。各电极区域对应的公共电压存储在图4a所示存储单元30中。驱动单元40与存储单元30可以相互独立，存储单元30也可位于驱动单元40中，为驱动单元40的一部分。
[0039]检测是否有触控时，电极驱动单元40给电极221a、222a、223a对应的电极线(即通过电极线对整个电极图案)提供驱动检测信号。驱动检测信号为以一定频率变化的脉冲信号，当公共电压为不断翻转的电压时，显示阶段和检测阶段可同时进行，检测信号的频率与公共电压的频率相同。当公共电压在显示时为一恒定的电压时，可以将显示和触控分时驱动。结合图4b，以电极区域22为例，在显示阶段电极驱动单元40给电极221a、212a、223a对应的电极线(即通过电极线对整个电极图案)提供公共电压V2，在触控阶段，电极驱动单元40给电极221a、212a、223a对应的电极线(即通过电极线对整个电极图案)提供驱动检测信号。
[0040]此外，电极驱动单元在所述触控阶段还检测每个电极图案的对地电容变化或电压变化。以测量对地电容变化为例，图5提供了电极驱动单元40在检测阶段的工作原理示意图，电极驱动单元40与电极线200b电连接，电极线200b与电极200a电连接。在触控阶段的起始阶段，电极驱动单元40先通过电极线200b为整个电极图案200充电，然后检测电极图案200对地电容C200的电容值Cl，当手指F直接接触、间接接触或靠近到触摸显示装置时，手指F与电极200a将产生电容Cf。手指与电极200a之间的电容Cf会产生耦合作用从而使电极图案200对地电容C200的电容值变为C2。电极驱动单元40将检测到电极图案200变化后对地电容电容值C2，得出前后两个电容值Cl、C2的差值。
[0041]通过此电容值的变化即可进一步判断电极图案200的位置是否发生触控。此外，除可通过测量电极图案200的电容变化判断是否发生触控外，还可测量电极图案200的电压变化来判断对应位置是否发生触控。
[0042]本发明实施例提供的触控显示装置，其包括的电极驱动单元可以同时或分时工作，赋予电极两种功能。在显示阶段，为各电极区域提供公共电压；在触控阶段，可提供驱动检测信号，并通过多种方式判断是否发生触控。将显示功能和触控功能巧妙的结合在一起，且消除了由于电极图案电阻差异造成的闪烁。
[0043]本发明还提供一种触控显示装置的驱动方法，触控装置俯视图如图3a所示，触控显示装置包括衬底20和位于所述衬底上的触摸层(未示出)，触摸层包括多个电极图案200，电极图案200包括电极200a和与电极200a电连接的电极线200b，触摸层还包括多个电极区域21、22、23，电极区域21、22、23至少包括一个电极200a，如电极区域21包括电极211a-214a，电极区域22包括电极221a_223a，电极区域23包括电极231a_234a。同一电极区域内的电极被施加的公共电压相同，如电极区域21内的电极21 la-214a被施加第一电压V1、电极区域22内的电极221a-223a被施加第二电压V2、电极区域23内的电极231a_234a被施加第三电压V3。所述驱动方法如图6所示,包括:
[0044]S1:为每个所述电极区域的电极对应的电极图案输入该所述电极区域对应的公共电压并且对同一所述电极区域内的电极施加相同的公共电压；
[0045]S2:为每个所述电极图案提供驱动检测信号，检测每个所述电极图案的对地电容变化或电压变化。
[0046]步骤SI的该所述电极区域对应的公共电压，为提供给该电极区域的电极对应的电极图案的电压。
[0047]步骤S2的触控阶段，为每个电极图案提供驱动检测信号，检测其是否发生触控，当通过测量对地电容变化进行判断时，具体过程可参考图5:先通过电极线200b为整个电极图案200充电，然后检测电极图案200对地电容C200的电容值Cl，当手指F直接接触、间接接触或靠近到触摸显示装置时，手指F与电极200a将产生电容Cf。手指与电极200a之间的电容Cf会产生耦合作用从而使电极图案200对地电容C200的电容值变为C2，再得出前后两个电容值C1、C2的差值，来判断是否发生触控。此外，除测量对地电容变化外，还可测量电极图案200触控前后的电压变化来判断对应位置是否发生触控。
[0048]进一步，上述驱动方法提及的触控显示装置的同一电极区域内的任意两个电极对应的电极图案的阻值之差小于200欧姆。如图3a所示，电极图案221包括电极221a和与该电极221a电连接的电极线221b ;电极图案222包括电极222a和与该电极222a电连接的电极线222b ;电极图案223包括电极223a和与该电极223a电连接的电极线223b。设定一个电阻差阈值RO，电极图案221、222、223两两之间的电阻差都小于阈值RO时，将电极图案221、222、223对应的电极221a、222a、223a划分为一个电极区域22。即电极区域22的任意两个电极221a与222a,221a与223a,222a与223a对应的电极图案221与222,221与223,222与223的阻值之差小于预设的电阻差阈值R0，RO优选为200欧姆。
[0049]进一步，如图7所示，触控显示装置的驱动方法还包括测定各个所述电极区域对应公共电压的步骤:
[0050]Sll:为某个所述电极区域输入一电压值，测量所述电压值对应的闪烁值；
[0051]S12:将所述闪烁值与-30分贝比较，若所述闪烁值低于-30分贝则进入S13，若闪烁值高于或等于-30分贝，则回到Sll ；
[0052]S13:记录所述闪烁值对应的所述电压值记录为该所述电极区域的公共电压。
[0053]对于某个电极区域，输入某一电压测量器闪烁值，再经过步骤S12将闪烁值与-30分贝进行比较，若闪烁值小于-30分贝，则得到该电压为该电极区域的一个公共电压；若闪烁值大于或等于-30分贝，则重新输入一电压值，再进行比较，直到得出使该区域的闪烁值小于-30分贝的公共电压。需要说明的是-30分贝仅为判断闪烁情况的一优选范围，也可根据触控显示装置的实际情况或特殊需求进行调整。下面以各电极区域的公共电压对应的闪烁值与-30分贝进行比较为例，对公共电压的测量进行说明。
[0054]如图3a和3b所示，电极区域21对应的公共电压，为使电极区域21的闪烁值小于预定的闪烁阈值HK-30分贝)时提供的电压Vl ;电极区域22对应的公共电压，为使电极区域22的闪烁值小于预定的闪烁阈值H) (-30分贝)时提供的电压V2 ;电极区域23对应的公共电压，为使电极区域23的闪烁值小于预定的闪烁阈值R)(-30分贝)时提供的电压V3。对于电极区域21、22、23，则步骤SI为将电压V1、V2、V3分别提供到电极区域21、22、23，SP为电极区域21的电极211a、212a、213、214a对应的电极图案提供电压Vl ;为电极区域22的电极221a、222a、223a对应的电极图案提供电压V2 ;为电极区域23的电极231a、232a、233、234a对应的电极图案提供电压V3。
[0055]进一步，结合图4a和图4b,触控显示装置进一步包括存储单元和电极驱动单元，可将得到的公共电压存储在存储单元中，这样，可直接获取存储单元中存储的各所述电极区域对应的公共电压，然后电极驱动单元可直接把公共电压提供对应的电极区域。如图8所示，为每个所述电极区域的所述电极对应的电极图案输入该所述电极区域对应的公共电压，还包括:
[0056]SlT:获取存储在所述存储单元的各所述电极区域对应的公共电压；
[0057]S12’:所述电极驱动单元将各所述电极区域对应的公共电压提供给各所述电极区域的电极对应的电极图案。
[0058]进一步，每个电极区域可对应多个公共电压，使该电极区域的闪烁值小于-30分贝，可再对公共电压的闪烁值进行比较，选取闪烁值最小的公共电压，作为最佳公共电压。对某一电极区域，其公共电压与闪烁值关系如图9所示。当提供电压Va和Vb给该电极区域时，可以看出其对应的闪烁值均小于闪烁阈值H) (-30dB)，将Va和Vb都记录为公共电压，其都可以被提供给该显示区域。再将公共电压Va和Vb对应的闪烁值进行比较，电压Vb下电极该区域的对应闪烁值较小，则较Va而言，记录Vb为最佳公共电压。
[0059]经过多次比较得到最佳公共电压后，可将最佳公共电压存储在存储单元中，这样，在需要提供公共电压时，可直接获取存储在存储单元中的最佳公共电压，然后由电极驱动单元直接把最佳公共电压提供对应的电极区域。
[0060]需要说明的是，以上实施例可以互相借鉴、综合使用。本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种触控显示装置，包括: 衬底和位于所述衬底上的触摸层；所述触摸层包括多个电极图案，所述电极图案包括电极和与所述电极电连接的电极线； 所述触摸层还包括多个电极区域，所述电极区域至少包括一个所述电极，同一所述电极区域内的电极被施加的公共电压相同。
2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，同一所述电极区域内的任意两个电极对应的电极图案的阻值之差小于200欧姆。
3.如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，所述电极区域包括第一电极区域和第二电极区域，所述第一电极区域至少存在一个第一电极，所述第一电极对应的电极图案与所述第二电极区域中的至少一个第二电极对应的电极图案的阻值之差大于或等于200欧姆。
4.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，向每个所述电极区域内的电极施加各所述电极区域对应的公共电压，使每个所述电极区域的闪烁值小于-30分贝。
5.如权利要求4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存储各所述电极区域对应的公共电压值的存储单元，所述触控显示装置从所述存储单元调用各所述电极区域对应的公共电压值施加到各所述电极区域内的电极。
6.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述电极在显示阶段作为公共电极；所述电极在触控阶段作为触控电极。
7.如权利要求1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电极驱动单元，所述电极驱动单元为所述各个电极区域的电极对应的电极图案提供各所述电极区域对应的公共电压，且所述电极驱动单元为每个所述电极图案提供驱动检测信号。
8.如权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，所述电极驱动单元在所述触控阶段还检测每个所述电极图案的对地电容变化或电压变化。
9.一种触控显示装置的驱动方法，所述触控显示装置包括衬底和位于所述衬底上的触摸层，所述触摸层包括多个电极图案，所述电极图案包括电极和与所述电极电连接的电极线，所述触摸层还包括多个电极区域，所述电极区域至少包括一个所述电极，所述驱动方法包括: 为每个所述电极区域的电极对应的电极图案输入该所述电极区域对应的公共电压并且对同一所述电极区域内的电极施加相同的公共电压； 为每个所述电极图案提供驱动检测信号，检测每个所述电极图案的对地电容变化或电压变化。
10.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述触控显示装置的同一所述电极区域内的任意两个电极对应的电极图案的阻值之差小于200欧姆。
11.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法还包括测定各个所述电极区域对应公共电压的步骤: 为某个所述电极区域输入一电压值，测量所述电压值对应的闪烁值； 若所述闪烁值低于-30分贝，则记录所述闪烁值对应的所述电压值记录为该所述电极区域对应的公共电压，若闪烁值高于或等于-30分贝，则重新输入另一电压值，直至输入的某一电压值对应的所述闪烁值低于-30分贝。
12.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述触控显示装置还包括电极驱动单元和存储单元，为每个所述电极区域的所述电极对应的电极图案输入该所述电极区域对应的公共电压，还包括: 获取存储在所述存储单元的各所述电极区域对应的公共电压； 所述电极驱动单元将各所述电极区域对应的公共电压提供给各所述电极区域的电极对应的电极图案。
13.如权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，每个所述电极区域可对应多个所述公共电压，将最低闪烁值对应的公共电压记录为该所述电极区域对应的最佳公共电压。
14.如权利要求13所述的驱动方法，其特征在于，所述触控显示装置还包括电极驱动单元和存储单元，所述驱动方法还包括: 获取存储在所述存储单元的各所述电极区域对应的最佳公共电压； 所述电极驱动单元将所述各所述电极区域对应的最佳公共电压提供给各所述电极区域的所述电极对应的电极图案。
【文档编号】G06F3/041GK104407728SQ201410491022
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】李嘉灵, 马从华, 杜凌霄, 吴天一 申请人:上海天马微电子有限公司, 天马微电子股份有限公司