触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置与流程

本申请涉及显示技术领域，具体涉及触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置。

背景技术：

触控显示装置可以通过触控电极来检测手指在触控显示装置的显示屏平面内的坐标位置，并根据该坐标位置来进行相应的显示。触控检测的灵敏度通常与触控电极的尺寸成反比，触控电极越小，触控显示装置所能感应到的最小触控点的尺寸越小，触控灵敏度越高。

通常触控电极的触控扫描信号由驱动芯片提供，而驱动芯片的端口数量有限，需要利用触控驱动电路在驱动芯片和触控电极之间进行信号传输和控制。随着触控显示装置的分辨率不断提升，对触控灵敏度的要求也逐步提升。为了适应高分辨率和高触控灵敏度的要求，需要增加触控电极的数量，由此增加了触控驱动电路中电气元件的数量，不利于窄边框触控显示装置的设计。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术部分提到的问题，本申请提供了触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置。

第一方面，本申请提供了一种触控显示面板，包括多个触控电极和触控驱动电路；触控驱动电路包括第一电压信号线、第二电压信号线、公共信号线、脉冲信号线、多条移位信号线以及多个触控驱动单元，触控驱动单元与触控电极一一对应电连接，各触控驱动单元与各移位信号线一一对应电连接；触控驱动单元包括：第一传输门、第二传输门、第三传输门以及第四传输门；第一传输门和第二传输门在脉冲信号线输入的信号的控制下分别将第一电压信号线输入的信号和第二电压信号线输入的信号传输至第三传输门的输入端；第三传输门和第四传输门在对应的移位信号线输入的信号的控制下分别将第三传输门的输入端接收到的信号和公共信号线输入的信号传输至对应的触控电极。

第二方面，本申请提供了一种应用于上述触控显示面板的驱动方法，该触控显示面板在一帧画面的显示时间交替进入多个显示阶段和多个触控阶段；驱动方法包括：在各显示阶段，向各移位信号线提供第一电平信号，向公共信号线提供公共电压信号，各第四传输门导通，各触控电极接收述公共电压信号；在第i个触控阶段，向与第i个触控电极对应的移位信号线提供第二电平信号，向第一电压信号线提供第一电压信号，向第二电压信号线提供第二电压信号，向脉冲信号线提供第一脉冲信号，与第i个触控电极电连接的触控驱动单元中的第一传输门、第二传输门交替导通，与第i个触控电极电连接的触控驱动单元中的第三传输门导通，第i个触控电极接收第二脉冲信号；第一脉冲信号和第二脉冲信号的周期相同；其中，i＝1,2,3，…，n，n为触控电极的数量。

第三方面，本申请提供了一种触控显示装置，包括上述触控显示面板。

本申请提供的触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置，可以利用较少的电气元件向触控电极交替输出触控扫描信号和公共电压信号，节省了触控驱动电路所占用的版图面积，有利于触控显示面板窄边框化的实现。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请的触控显示面板的一个实施例的结构示意图；

图2是本申请的触控显示面板中的触控驱动单元的一个实施例的结构示意图；

图3是本申请的触控显示面板中的触控驱动单元的另一个实施例的结构示意图；

图4是触控驱动单元的一个具体结构示意图；

图5是本申请的触控显示面板的另一个实施例的结构示意图；

图6是本申请的触控显示面板的一个实施例的立体结构示意图；

图7是本申请驱动方法的一个实施例的流程示意图；

图8是本申请的触控显示面板的一个工作时序示意图；

图9是本申请的触控显示装置的一个示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，其示出了本申请的触控显示面板的一个实施例的结构示意图。

如图1所示，触控显示面板100包括多个触控电极11和触控驱动电路12。其中，触控驱动电路12包括第一电压信号线TPH、第二电压信号线COMDC、公共信号线VCOM、脉冲信号线COMSEL、多条移位信号线SRout1、SRout2、…、SRout(n-1)、SRoutn以及多个触控驱动单元121。触控驱动单元121与触控电极11一一对应电连接，各触控驱动单元121与各移位信号线一一对应电连接。

在本实施例中，第一电压信号线TPH用于传输第一电压信号，第二电压信号线COMDC用于传输第二电压信号，公共信号线VCOM用于传输公共电压信号，脉冲信号线COMSEL用于传输周期性的脉冲信号，其中第一电压信号与第二电压信号的电平不相同。各移位信号线SRout1、SRout2、…、SRout(n-1)、SRoutn在不同的时刻向对应的触控驱动单元输出选通信号，每条移位信号线分别与一个触控驱动单元121电连接，则在某一条移位信号线向其连接的触控驱动单元121输出选通信号时，该触控驱动单元121可以向对应的触控电极输出脉冲信号，该触控电极进行触控扫描；同时，其他移位信号线可以输出关断信号，则其他触控驱动单元121可以向其他对应的触控电极输出公共电压信号。

在本实施例的一些可选的实现方式中，触控电极11例如可以是沿图1所示的第一方向D1延伸的条状电极。

进一步参考图2，其示出了本申请的触控显示面板中的触控驱动单元的一个实施例的结构示意图，也即示出了图1所示触控显示面板中与第i条移位信号线SRout(i)连接的一个触控驱动单元121的结构示意图。

如图2所示，触控驱动单元200包括第一传输门210、第二传输门220、第三传输门230和第四传输门240。第一传输门210在脉冲信号线COMSEL输入的信号的控制下将第一电压信号线TPH输入的新爱好传输至第三传输门230的输入端，第二传输门220在脉冲信号线COMSEL输入的信号的控制下将第二电压信号线COMDC输入的信号传输至第三传输门230的输入端。第三传输门230在移位信号线SRout(i)输入的信号的控制下将第三传输门230输入端接收到的信号传输至对应的触控电极，第四传输门240在移位信号线SRout(i)输入的信号的控制下将公共信号线VCOM输入的信号传输至对应的触控电极。具体地，第三传输门230和第四传输门240的输出端均与驱动单元200的输出端Out连接，触控驱动单元200的输出端Out与对应的触控电极电连接。

在本实施例中，第一传输门210和第二传输门220可以在脉冲信号线COMSEL的控制下交替地导通，从而将第一电压信号线TPH和第二电压信号线COMDC输入的信号交替地传输至第三传输门230，则第三传输门230接收到的信号的频率与脉冲信号线COMSEL输入的脉冲信号的频率一致，该信号具有两个电平，分别与第一电压信号线TPH和第二电压信号线COMDC输入的信号的电平一致。

第三传输门230和第四传输门240可以在移位信号线SRout(i)输入的信号的控制下导通或关断，当第三传输门230导通时第四传输门240关断，当第三传输门230关断时第四传输门240导通。当第三传输门230导通时，将脉冲信号传输至触控电极，当第四传输门240导通时，将公共信号线VCOM输入的信号传输至触控电极。由此，触控电极可以进行触控扫描，也可以复用为公共电极，提供显示所需要的公共电压信号，还可以在其他触控电极进行触控扫描时保持公共电压信号的电平，避免对其他触控电极的触控扫描造成影响。

进一步参考图3，其示出了本申请的触控显示面板中的触控驱动单元的另一个实施例的结构示意图。如图3所示，在图2所示触控驱动单元的基础上，触控驱动单元300还包括第一反相器R1、第二反相器R2以及第三反相器R3。第一传输门210包括控制端CTRL1、第二传输门220包括控制端CTRL2，第三传输门230包括控制端CTRL3，第四传输门包括控制端CTRL4。各传输门在其控制端的控制下导通或截止。

第一反相器R1的输入端与脉冲信号线COMSEL电连接，第二反相器R2的输入端与移位信号线SRout(i)电连接，第三反相器R3的输入端与第二反相器R2的输出端电连接。

上述第一传输门210的控制端CTRL1与脉冲信号线COMSEL电连接，第二传输门220的控制端CTRL2与第一反相器R1的输出端电连接，第三传输门230的控制端CTRL3与第三反相器R3的输出端电连接，第四传输门240的控制端CTRL4与第二反相器R2的输出端电连接。

在本实施例中，第一传输门210的控制端CTRL1和第二传输门220的控制端CTRL2分别连接至第一反相器R1的输入端和输出端，则第一传输门210的控制端CTRL1和第二传输门220的控制端CTRL2接收到的信号互为反相信号。这样，如果第一传输门210和第二传输门220的结构相同，则可以保证第一传输门210和第二传输门220中的一个处于导通状态，另一个处于关断状态，则第一电压信号线输入的信号和第二电压信号线输入的信号可以被分时地传输至第三传输门230的输入端。同理，第三传输门230的控制端CTRL3和第四传输门240的控制端CTRL4分别连接至第三反相器R3的输出端和输入端，则第三传输门230的控制端CTRL3和第四传输门240的控制端CTRL4接收到的信号互为反相信号。这样，如果第三传输门230和第四传输门240的结构相同，则可以保证第三传输门230和第四传输门240中的一个处于导通状态，另一个处于关断状态，则第三传输门230的输入端接收到的信号和公共信号线输入的信号可以被分时地传输至触控电极。

从图3可以看出，本实施例的触控驱动单元仅利用四个传输门和三个反相器即可实现触控电极的驱动，触控驱动单元的电路结构简单，其中电气元件数量较少，其所占用的触控显示面板的面积较小，有利于触控显示面板窄边框设计的实现。

继续参考图4，其示出了上述触控驱动单元的一个具体结构示意图。

如图4所示，触控驱动单元400包括第一传输门410、第二传输门420、第三传输门430、第四传输门440、第一反相器R41、第二反相器R42以及第三反相器R43。

第一传输门410包括控制端、第一N型晶体管TN1和第一P型晶体管TP1，第一N型晶体管TN1的栅极与第一传输门410的控制端电连接，也即第一N型晶体管TN1的栅极与脉冲信号线COMSEL电连接，第一P型晶体管TP1的栅极与第一反相器R41的输出端电连接，第一N型晶体管TN1的第一极和第一P型晶体管TP1的第一极与第一电压信号线TPH电连接，第一N型晶体管TN1的第二极和第一P型晶体管TP1的第二极与第三传输门430的输入端电连接。

第二传输门420包括控制端、第二N型晶体管TN2和第二P型晶体管TP2，第二N型晶体管TN2的栅极与第二传输门420的控制端电连接，也即第二N型晶体管TN2的栅极与第一反相器R41的输出端电连接，第二P型晶体管TP2的栅极与脉冲信号线COMSEL电连接，第二N型晶体管TN2的第一极和第二P型晶体管TP2的第一极与第二电压信号线COMDC电连接，第二N型晶体管TN2的第二极和第二P型晶体管TP2的第二极与第三传输门430的输入端电连接。

第三传输门430包括控制端、第三N型晶体管TN3以及第三P型晶体管TP3。第三N型晶体管TN3的栅极与第三传输门430的控制端电连接，也即第三N型晶体管TN3的栅极与第三反相器R43的输出端电连接，第三P型晶体管TP3的栅极与第二反相器R42的输出端电连接，第三N型晶体管TN3的第一极和第三P型晶体管TP3的第一极与第三传输门430的输入端电连接，第三N型晶体管TN3的第二极和第三P型晶体管TP3的第二极与触控驱动单元400的输出端Out(i)电连接，也即第三N型晶体管TN3的第二极和第三P型晶体管TP3的第二极与触控电极电连接。

第四传输门440包括控制端、第四N型晶体管TN4和第四P型晶体管TP4。第四N型晶体管TN4的栅极与第四传输门440的控制端电连接，也即第四N型晶体管TN4的栅极与第二反相器R42的输出端电连接，第四P型晶体管TP4的栅极与第三反相器R43的输出端电连接，第四N型晶体管TN4的第一极和第四P型晶体管TP4的第一极与公共信号线VCOM电连接，第四N型晶体管TN4的第二极和第四P型晶体管TP4的第二极与触控驱动单元400的输出端Out(i)电连接，也即第四N型晶体管TN4的第二极和第四P型晶体管TP4的第二极与触控电极电连接。

从图4可以看出，第一N型晶体管TN1和第一P型晶体管TP1同时导通或同时关断，第二N型晶体管TN2和第二P型晶体管TP2同时导通或同时关断，第三N型晶体管TN3和第三P型晶体管TP3同时导通或同时关断，第四N型晶体管TN4和第四P型晶体管TP4同时导通或同时关断。本实施例的触控驱动单元采用传输门来进行信号的传输，可以避免采用单一的晶体管传输高、低电平变化的信号时可能导致的阈值损耗，有利于信号的精确传输。

具体地，对于图4所示的触控驱动单元400，可以利用移位信号线控制触控驱动单元400在触控阶段向触控电极输出脉冲信号或公共电压信号，并在显示阶段向触控电极输出公共电压信号。具体地，脉冲信号线COMSEL输入高低电平交替的脉冲信号，第一传输门410和第二传输门420在脉冲信号的控制下交替导通，向第三传输门430交替输出触控扫描脉冲，该触控扫描脉冲与脉冲信号线COMSEL输入的脉冲信号的频率相同。当移位信号线SRout(i)输出高电平信号时，第三传输门430导通，第四传输门440关断，这时，触控驱动单元400向触控电极输出触控扫描脉冲；当移位信号线SRout(i)输出低电平信号时，第三传输门430关断，第四传输门440导通，这时，触控驱动单元400向触控电极输出公共信号线VCOM上的公共电压信号。

需要说明的是，上述公共电压信号可以为具有恒定电压值的信号。上述高电平、低电平仅表示电平的相对状态。在实际应用中，高电平可以理解为使得上述触控驱动电路中的N型晶体管导通、P型晶体管截止的电平，低电平可以理解为使得上述触控驱动电路中的P型晶体管导通、N型晶体管截止的电平。

在一些实施例中，显示面板上还可以设有驱动芯片及其他驱动电路与，用于控制触控驱动电路的工作状态。继续参考图5，其示出了根据本申请提供的显示面板的另一个实施例的结构示意图。

如图5所示，在图1所示显示面板100的基础上，本实施例提供的显示面板500包括触控移位电路13和驱动芯片14。其中触控移位电路13与各移位信号线SRout1、SRout2、…、SRout(n-1)、SRoutn电连接，用于依次向各移位信号线SRout1、SRout2、…、SRout(n-1)、SRoutn提供选通信号。驱动芯片14与第一电压信号线TPH、第二电压信号线COMDC、脉冲信号线COMSEL、公共信号线VCOM以及触控移位电路13电连接。

在本实施例中，触控移位电路13可以在驱动芯片14的控制下，分时地向各移位信号线SRout1、SRout2、…、SRout(n-1)、SRoutn提供触控移位信号，该触控移位信号可以为单脉冲信号，且第i+1条移位信号线SRout(i+1)与第i条移位信号线SR(i)接收到的单脉冲信号之间具有不小于一个单脉冲宽度的延时。这样，各触控驱动单元可以依次向各触控电传输与触控扫描信号线TS输入的脉冲信号频率、相位均相同的脉冲信号。

进一步地，触控移位电路13可以包括多个级联的触控移位单元，各级触控移位单元的输出端与各移位信号线一一对应电连接。第一级触控移位单元接收驱动芯片提供的初始触发信号，第二级触控移位单元至最后一级触控移位单元接收上一级触控移位单元提供的移位信号作为触发信号，将触发信号进行移位后输出。各级触控移位单元可以采用现有的移位寄存单元的电路结构，此处不再赘述。

上述实施例描述的显示面板可以应用于互容式触控显示屏，参考图6，其示出了根据本申请提供的显示面板的又一个实施例的立体结构示意图。

如图6所示，触控显示面板600包括阵列基板601和与阵列基板601对向设置的彩膜基板602，上述实施例所描述的触控电极610和触控驱动电路612可以设置于阵列基板601上。触控电极610可以为触控驱动电极，沿图6所示第一方向延伸、沿第二方向排列，其中，第一方向与第二方向相交。

彩膜基板602上设置有多个与触控驱动电极交叉的触控感应电极620。进一步地，触控感应电极620沿图6所示第二方向延伸、沿第一方向排列。可选地，第一方向与第二方向相互垂直。

在进一步的实施例中，阵列基板601上设有数据线和扫描线(图6未示出)，上述第一方向可以与数据线的延伸方向相同，上述第二方向可以与扫描线的延伸方向相同。

在本实施例中，触控显示面板600还可以包括柔性电路板621。阵列基板601还包括驱动芯片611。彩膜基板602上可以设有触控信号线622，触控感应电极620通过触控信号线622电连接至柔性电路板621，柔性电路板621与驱动芯片611电连接，由此，彩膜基板602上与各触控感应电极620电连接的触控信号线622汇聚并电连接至柔性电路板621之后，通过柔性电路板621与驱动芯片611电连接，使得驱动芯片611可以接收触控感应电极620返回的信号。

参考图7，本申请还提供了一种应用于上述触控显示面板的驱动方法，图7为该驱动方法的一个实施例的流程示意图。本实施例的驱动方法包括：

步骤710，在各显示阶段，向各移位信号线提供第一电平信号，向公共信号线提供公共电压信号，各第四传输门导通，各触控电极接收公共电压信号。

步骤720，在第i个触控阶段，向与第i个触控电极对应的移位信号线提供第二电平信号，向第一电压信号线提供第一电压信号，向第二电压信号线提供第二电压信号，向脉冲信号线提供第一脉冲信号，与第i个触控电极电连接的触控驱动单元中的第一传输门、第二传输门交替导通，与第i个触控电极电连接的触控驱动单元中的第三传输门导通，第i个触控电极接收第二脉冲信号。其中，i＝1,2,3，…，n，n为所述触控电极的数量。

在一些可选的实现方式中，驱动方法还可以包括：

在第i个触控阶段，向除与第i个触控电极对应的移位信号线之外的其他移位信号线提供第一电平信号，向公共信号线提供公共电压信号，对应的其他触控驱动单元中的第四传输门导通，除第i个触控电极之外的其他触控电极接收公共电压信号。

图8示出了本申请的触控显示面板的一个工作时序示意图，以下结合图8进一步描述上述触控显示面板在上述驱动方法驱动下的工作原理。

如图8所示，显示一帧画面的时间至少包括n个显示阶段Display1、Display2、Display3、…、Displayn以及n个触控阶段Touch1、Touch2、Touch3、…、Touchn，其中n为触控电极的数量。图8中SR1、SR2、…、SR(n-1)、SRn、SEL、Vcom依次分别为移位信号线SRout1、SRout_2、…、SRout(n-1)、SRoutn、脉冲信号线COMSEL以及公共信号线VCOM上的信号，TX1、TX2、…、TX(n-1)、TXn分别为图1或图5所示n个触控电极接收的信号。

在各显示阶段Display1、Display2、Display3、…、以及Displayn，向各移位信号线SRout1、SRout_2、…、SRout(n-1)、SRoutn提供第一电平信号，向公共信号线VCOM提供公共电压信号，这时，各触控驱动单元中的第四传输门导通，第三传输门关断，将各触控电极TX1、TX2、…、TX(n-1)、TXn与公共信号线VCOM电连接，各触控电极TX1、TX2、…、TX(n-1)、TXn接收公共电压信号。

在第一个触控阶段Touch1，时向第一条移位信号线SRout1提供第二电平信号，向其他移位信号线SRout_2、…、SRout(n-1)、SRoutn提供第一电平信号。这时，第一个触控驱动单元中的第一传输门和第二传输门根据脉冲信号线COMSEL传输的触控扫描信号的控制交替导通，并且第三传输门导通，向第一个触控电极TX1传输周期脉冲信号，其他触控驱动单元中的第四传输门导通，向其他的触控电极TX2、…、TX(n-1)、TXn传输公共电压信号。上述第一电平信号和公共电压信号可以为低电平信号，第一电平信号可以为高电平信号。

在第二个触控阶段Touch2，向第二条移位信号线SRout2提供第二电平信号，向其他移位信号线SRout1、SRout3、…、SRout_(n-1)、SRoutn提供第一电平信号。这时，第二个触控驱动单元中的第一传输门和第二传输门根据脉冲信号线COMSEL传输的触控扫描信号的控制交替导通，并且第三传输门导通，向第二个触控电极TX2传输周期脉冲信号，其他触控驱动单元中的第四传输门导通，向其他的触控电极TX1、TX3、…、TX(n-1)、TXn传输公共电压信号。

依次类推，在第n个触控阶段Touchn，向第n条移位信号线SRoutn提供第二电平信号，向其他移位信号线SRout1、SRout2、…、SRout_(n-1)提供第一电平信号。这时，第n个触控驱动单元中的第一传输门和第二传输门根据脉冲信号线COMSEL传输的触控扫描信号的控制交替导通，并且第三传输门导通，向第n个触控电极TXn传输周期脉冲信号，其他触控驱动单元中的第四传输门导通，向其他的触控电极TX1、TX2、…、TX(n-1)传输公共电压信号。

从图8可以看出，在显示一帧画面的时间内，可以依次向各移位信号线SRout1、SRout2、…、SRout(n-1)、SRoutn提供单脉冲信号，该单脉冲信号的脉宽可以与第一周期脉冲信号的一个周期相等。

通过上述驱动方法，在n个触控阶段之内，各触控电极TX1TX2、…、TX(n-1)、TXn分别执行一次触控扫描，并且每个触控电极在触控扫描时所接收的周期脉冲信号与脉冲信号线COMSEL上传输的脉冲信号的频率、相位均一致，从而在显示一帧画面的时间内至少完成对整个显示面板的一次触控检测。

进一步地，显示面板中的驱动芯片可以在上述各触控阶段接收触控感应电极返回的信号，并根据触控感应电极返回的信号确定触控位置。

从图8可以看出，各移位信号线的信号波形类似，均为单脉冲信号，但不同移位信号的脉冲上升沿之间具有一定的时间差。在应用于图5所示触控显示面板时，各移位信号线的信号即为触控移位电路中各移位单元输出的信号。可以看出，各级移位单元输出的信号与上一级移位单元输出的信号之间具有一个单脉冲的脉冲宽度和一个显示阶段的延时。

本申请实施例还提供了一种显示装置，如图9所示，该显示装置900包括上述实施例描述的显示面板，可以为手机、平板电脑、可穿戴显示设备等。可以理解，显示装置900还可以包括背光源、导光板，位于上述阵列基板和上述彩膜基板之间的液晶层、配向膜、保护玻璃等公知的结构，此处不再赘述。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。