触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置与流程

本公开一般涉及显示技术领域，尤其涉及一种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。

目前的触控显示装置中，触控功能通常由触控驱动电极和触控感应电极来实现。其中，触控驱动电极相互平行，触控感应电极相互平行，且触控驱动电极和触控感应电极的方向相交。向触控驱动电极施加触控扫描信号，当人的手指接触触控显示装置的屏幕时，手指与屏幕上的某些触控电极形成耦合电容，并从耦合电容的一个极板(触控感应电极)流出漏电流。触控探测电路通过检测漏电流，确定两层触控电极上与手指形成耦合电容的触控电极驱动电极和触控感应电极，从而确定触摸位置。

然而，当上述的触控显示装置遇到恶劣环境(例如，沾水)时，触控感应电极感应到的信号量将急剧减小，严重影响了触摸检测的精度和灵敏度。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种触控显示面板及其驱动方法、触控显示装置，以期解决现有技术中存在的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种触控显示面板，包括：多条沿第一方向延伸的扫描线；多条沿第二方向延伸的数据线；第一触控电极层，包括多个沿第二方向延伸的第一触控电极；第二触控电极阵列，包括M行N列的第二触控电极，其中，第二触控电极阵列的行方向平行于第一方向；各第一触控电极向第二触控电极阵列的正投影与第二触控电极阵列的其中一列的各第二触控电极至少部分地重叠；多个开关单元，用于将同一行的各第二触控电极相互电连接或断开。

第二方面，本申请还提供了触控显示面板的驱动方法，用于驱动如上的触控显示面板，驱动方法包括：判断触控显示面板的触摸检测模式，触摸检测模式包括自容检测模式和互容检测模式；若触控显示面板处于自容检测模式，则控制各开关单元关断，并在触控扫描期间向各第二触控电极分别施加触控驱动信号。

第三方面，本申请还提供了触控显示装置，包括如上的触控显示面板。

按照本申请实施例的方案，通过在同一行的第二触控电极之间设置开关单元，并在控制端的输入信号的控制下连接或断开同一行的第二触控电极，使得触控显示面板可以在互容式触摸检测架构和自容式触摸检测架构之间切换，从而提升触控显示面板在恶劣环境下的触摸检测精度和灵敏度，并使得触控显示面板既拥有自容检测架构触摸检测速度快等优点又拥有互容检测架构精确度高等优点。

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所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了本申请的触控显示面板的一个实施例的示意性结构图；

图2示出了图1的触控显示面板中，其中一行第二触控电极和对应的开关单元的示意性结构图；

图3示出了本申请的触控显示面板的另一个实施例的示意性结构图；

图4示出了图3所示实施例中，第一选通控制电路、第二选通控制电路和相应的第二触控电极行的示意性结构图；

图5示出了本申请的触控显示面板工作在互容架构下时，各驱动信号的示意性时序图；

图6示出了本申请的触控显示面板工作在自容架构下时，各驱动信号的示意性时序图；

图7示出了当触控显示面板为液晶显示面板时，本申请的触控显示面板的一个实施例的示意性架构图；

图8示出了本申请的触控显示装置的一个实施例的示意性结构图；

图9示出了本申请的触控显示面板的驱动方法的一个实施例的示意性流程图。

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。

参见图1所示，为本申请的触控显示面板的一个实施例的示意性结构图。

本实施例的触控显示面板包括如下的结构：

多条沿第一方向D1延伸的扫描线(图中未示出)和多条沿第二方向D2延伸的数据线(图中未示出)。

第一触控电极层，包括多个沿第二方向D2延伸的第一触控电极110。

第二触控电极阵列，包括M行N列的第二触控电极120，其中，第二触控电极阵列的行方向平行于第一方向D1。

各第一触控电极110向第二触控电极阵列的正投影与第二触控电极阵列的其中至少一列的各第二触控电极120至少部分地重叠。

本实施例的触控显示面板还包括多个开关单元130。参见图2所示，为第二触控驱动电极阵列的其中一行第二触控电极120与开关单元130之间的连接关系示意图。

下面将结合图1和图2来进一步描述第二触控电极120与开关单元130之间的连接关系。

如图2所示，各开关单元130包括控制端131。开关单元130用于在控制端131的输入信号的控制下将第二触控电极阵列中同一行的各第二触控电极120相互电连接或断开。

这样一来，当连接某一行的第二触控电极120的各开关单元130在控制端131的控制下断开时，该行的各个第二触控电极120之间相互绝缘，在进行触摸检测时，第二触控电极阵列中的各第二触控电极120可以工作于自容检测模式。也即是说，各第二触控电极120可以独立地接收触控驱动信号，并且独立地采集触摸感应信号。

另一方面，当连接某一行的第二触控电极120的各开关单元130在控制端131的控制下导通时，该行的各个第二触控电极120之间相互电连接，该行的第二触控电极120可以工作于互容检测模式。在进行触摸检测时，该行的第二触控电极120可以同时接收触控驱动信号，例如，该行的第二触控电极其中之一接收触控驱动信号，并通过开关单元130来将该触控驱动信号传输至该行的其它第二触控电极120。同时，第一触控电极110可以采集触摸感应信号，通过检测各第一触控电极110和与该行的第二触控电极120之间互电容的变化来判断是否有触摸。

从以上的描述可以看出，本实施例的触控显示面板，在各开关单元130的控制下，可以将同一行的各个第二触控电极120电连接或断开，从而实现触控显示面板在自容检测架构和互容检测架构下的相互切换，进而使得本实施例的触控显示面板既拥有自容检测架构触摸检测速度快等优点又拥有互容检测架构精确度高等优点。

返回继续参见图1所示，本实施例的触控显示面板还可以进一步包括集成电路140、多条第一触控信号线(图中未示出)以及多条第二触控信号线150。

其中，集成电路(IC)140可用于在触控扫描期间向各第二触控电极120施加触控驱动信号，并接收各第一触控电极110或各第二触控电极120采集的触摸感应信号。

各第一触控信号线(未示出)用于连接集成电路140和一个第一触控电极110。各第二触控信号线150用于连接集成电路140和一个第二触控电极120。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如图2所示，各开关单元130可以连接同一行的第二触控电极中的任意两个相邻的第二触控电极120。这样一来，通过同一个开关单元130来连接一行第二触控电极120中的相邻二者，可以减少两两电连接的第二触控电极120之间的走线长度，进而减少这些走线所占触控显示面板的版图面积，减少对显示效果的不良影响。

在本实施例的触控显示面板的一些可选的实现方式中，各开关单元可以为薄膜晶体管。在这些可选的实现方式中，开关单元的控制端可以是薄膜晶体管的栅极，而薄膜晶体管的源极和漏极可用于分别与同一行的第二触控电极中任意两个第二触控电极电连接。

由于薄膜晶体管的响应速度快，采用薄膜晶体管来作为开关单元，可以使得本实施例的触控显示面板的触摸检测灵敏度更高，在自容和互容架构之间切换时的响应速度也更快。

需要说明的是，本实施例的触控显示面板中，作为开关单元的薄膜晶体管可以为PMOS晶体管或者NMOS晶体管。

此外，在一些可选的实现方式中，本申请各实施例的触控显示面板的各开关单元130的控制端131可以与集成电路140电连接。

在这些可选的实现方式中，集成电路140可用于基于触控显示面板的触摸检测模式向各开关单元130的控制端131输出选通控制信号或断开控制信号。在这里，触摸检测模式例如可以包括但不限于自容检测模式和互容检测模式。

此外，在这些可选的实现方式的一些应用场景中，如图1所示，与各行第二触控电极120对应的开关单元130的控制端可以分别与集成电路140的不同信号端电连接，这样一来，集成电路140可以分别向连接各行第二触控电极120的开关单元130的控制端131发送控制信号，从而分别控制这些开关单元130的导通、关断。在这些应用场景中，作为开关单元130的薄膜晶体管中，用于连接同一行第二触控电极120的薄膜晶体管可同为NMOS晶体管或者同为PMOS晶体管。

或者，在这些可选的实现方式的另一些应用场景中，与各行第二触控电极对应的开关单元的控制端可以与集成电路的同一个信号端电连接，这样一来，各控制端可以由集成电路的同一个信号端的输出信号进行控制，从而可以减少集成电路的端口数量并减轻集成电路的运算负担。在这些应用场景中，触控显示面板中作为开关单元的全部薄膜晶体管可同为NMOS晶体管或者同为PMOS晶体管。以下，做举例说明。

参见图3所示，为本申请的触控显示面板的另一个实施例的示意性结构图。

与图1所示的实施例类似，本实施例的触控显示面板同样包括多条扫描线、多条数据线、第一触控电极层、第二触控电极阵列、多个开关单元330等。此外，本实施例的触控显示面板同样还可以包括集成电路340、第一触控信号线、第二触控信号线350等。且这些部件的结构与图1所示实施例相同。

与图1所示的实施例不同的是，本实施例的触控显示面板进一步包括栅极移位寄存器360。栅极移位寄存器360包括多个级联的移位寄存单元，各扫描线与其中一级移位寄存单元的输出端(如Si1、Si2、Si3…Si_M-1、Si_M)电连接以接收扫描信号。

本实施例中，开关单元330同样可以是薄膜晶体管。薄膜晶体管包括栅极、第一极和第二极。

同一行中，与任意两个相邻的第二触控电极320电连接的薄膜晶体管的栅极均与同一级移位寄存单元电连接，第一极和第二极分别与两个相邻的第二触控电极320电连接。例如，本实施例中，用于电连接第一行的相邻两个第二触控电极320的薄膜晶体管的栅极与移位寄存器中第i1级移位寄存单元的输出端Si1电连接。类似地，用于电连接第M行的相邻两个第二触控电极320的薄膜晶体管的栅极与移位寄存器中第i_M级移位寄存单元的输出端Si_M电连接。

此外，同一行中，靠近移位寄存单元的一个第二触控电极与移位寄存单元电连接。

例如，在一些可选的实现方式中，同一行中，任意两个相邻的第二触控电极320电连接的薄膜晶体管的栅极通过第一选通控制电路与对应的移位寄存单元电连接，且同一行中，靠近移位寄存单元的一个第二触控电极320通过第二选通控制电路与移位寄存单元电连接。

参见图4所示，为本实施例的第一选通控制电路、第二选通控制电路以及一行第二触控电极的示意性结构图。

图4中，第一选通控制电路L1包括第一与非门401和第一非门402。

其中，第一与非门401的第一输入端与对应的移位寄存单元的输出端(例如，第i1极移位寄存单元的输出端Si1)电连接，第一与非门401的第二输入端与集成电路的选通控制信号端SWITCH电连接。

第一非门402的输入端与第一与非门401的输出端电连接，第一非门402的输出端与对应的薄膜晶体管430的栅极电连接。也即是说，电连接一行中各第二触控电极421的薄膜晶体管430的栅极均与第一非门402的输出端电连接。

此外，第二选通控制电路L2包括第二与非门403和第二非门404。

其中，第二与非门403的第一输入端与对应的移位寄存单元的输出端(例如，第i1极移位寄存单元的输出端Si1)电连接，第二与非门403的第二输入端与集成电路的触控驱动信号端TX_CKV电连接。第二非门404的输入端与第二与非门403的输出端电连接，第二非门404的输出端与对应的第二触控电极421电连接。例如，第二非门404的输出端与一行第二触控电极421中最靠近第i1级移位寄存单元的第二触控电极421电连接。这样一来，第二非门404与第二触控电极421之间的走线可以相应地较短，从而减轻该走线对触控显示面板显示效果的不良影响，并减轻该走线与触控显示面板的其它走线和/或电极之间的耦合干扰。

下面将结合图5、图6的示意性时序图来分别描述本申请各实施例的触控显示面板分别处于互容检测模式和自容检测模式的工作原理。

首先，参见图5所示，其示出了本申请的触控显示面板工作在互容架构下时，各驱动信号的示意性时序图。需要说明的是，图5中，以第二触控电极阵列包括M个第二触控电极行TX1～TXM、一个帧周期(1FRAME)包括M个触摸检测子期间T1～T_M和M个显示子期间Y1～Y_M，且作为开关单元的各薄膜晶体管为NMOS晶体管为例进行说明。

当触控显示面板处于互容检测模式时，集成电路的选通控制信号端SWITCH输出高电平信号。

在每一个触摸检测子期间(例如，图5中的T1～T_M)，其中一行的第二触控电极可以接收触控驱动信号。

具体地，当触控显示面板处于互容检测模式时，例如，在触摸检测子期间T1，第i1级移位寄存单元输出控制信号Si1(高电平信号)，第一与非门401的两个输入端均输入高电平信号，因此第一与非门401的输出端输出低电平信号，第一非门402输出高电平信号。这样一来，连接第一行各第二触控电极的薄膜晶体管430的栅极接收高电平信号，并使该行的各第二触控电极相互电连接。同时，在该触摸检测子期间T1，第二与非门403的一个输入端接收第i1级移位寄存单元输出控制信号Si1(高电平信号)，而另一个输入端接收触控驱动信号端TX_CKV输出的方波信号，这样一来，在方波信号的高电平阶段，第二与非门403输出低电平信号，第二非门404输出高电平信号。在方波信号的低电平阶段，第二与非门403输出高电平信号，第二非门404输出低电平信号，从而使得该行第二触控电极中，靠近该级移位寄存单元的第二触控电极421接收作为触控驱动信号的方波信号。由于在此期间该行第二触控电极相互电连接，因此，在该触摸检测子期间T1，与第i1级移位寄存单元电连接的第二触控电极行接收触控驱动信号。

同时，在触摸检测子期间T1，与其它行的第二触控电极电连接的移位寄存单元不输出控制信号，因此，即便此时集成电路的选通控制信号端SWITCH输出高电平信号，与这些第二触控电极行对应的第一选通控制电路仍输出低电平信号，因而这些行的作为开关单元的薄膜晶体管不导通，同时，由于与这些行电连接的移位寄存单元不输出控制信号，无论触控驱动信号端TX_CKV输出的方波信号为高电平还是低电平，第二非门404均输出低电平信号。

以此类推，在其它触摸检测子期间(T2～T_M)，第2～第M行中其中一行的第二触控电极可以在其中一个触摸检测子期间接收触控驱动信号，从而完成触摸检测。

此外，在帧周期的各个触摸检测子期间T1～T_M，第一触控电极RX均采集触摸感应信号。根据采集到的触摸感应信号，可以确定触控显示面板是否有触摸、触摸位置在何处。

接着，请继续参见图6所示，其示出了本申请的触控显示面板工作在自容架构下时，各驱动信号的示意性时序图。

当触控显示面板工作在自容架构下时，一个帧周期(1FRAME)可以包括k个触摸检测阶段T1～T_K以及k个显示阶段Y1～Y_K，在这里，K为正整数，且K≥1。集成电路的选通控制信号端SWITCH和触控驱动信号端TX_CKV均输出低电平信号。

这样一来，无论与各行第二触控电极TX电连接的移位寄存单元是否输出控制信号，第一选通控制电路、第二选通控制电路均输出低电平信号，同一行的第二触控电极相互绝缘。在一个帧周期(1FRAME)中的各个触摸检测子期间(T1～T_K)，各第二触控信号线可以向与之电连接的各第二触控电极施加触控驱动信号，并接收各第二触控电极采集的触摸感应信号。根据采集到的触摸感应信号，可以确定触控显示面板是否有触摸、触摸位置在何处。

在本申请各实施例的触控显示面板的一些可选的实现方式中，如图1和图3中的第一触控电极110、310可以是金属网状电极。例如，第一触控电极110、310可以是由多个金属网格相互连接形成的网状电极。采用金属网状的第一触控电极，其电阻值更小，采集到的触摸感应信号的信号衰减也更小，相应地触摸感应信号的信噪比更高，使得触摸检测的精度更高。

参见图7所示，为当触控显示面板为液晶显示面板时，本申请的触控显示面板的一个实施例的示意性架构图。

触控显示面板包括阵列基板720和与阵列基板720相对设置的彩膜基板710。

其中，第一触控电极层设置在彩膜基板710上，第二触控电极阵列设置在阵列基板720上。

在一些可选的实现方式中，第一触控电极层可设置在彩膜基板710远离阵列基板720的一侧(如图7所示，第一触控电极层设置在彩膜基板710的上表面)，而第二触控电极阵列可以设置在阵列基板720朝向彩膜基板710的一侧。

此外，阵列基板720上还设置有多条扫描线(图中未示出)和多条数据线(图中未示出)。

其中，各扫描线可以沿第一方向D1延伸，各数据线可沿第二方向D2延伸。第二方向D2可以为第一触控电极711的延伸方向。

在一些可选的实现方式中，第二触控电极721在显示阶段可以复用为公共电极。在这些可选的实现方式中，在显示阶段，集成电路722可以通过第二触控信号线723向各第二触控电极721传输公共电压信号，使得形成在彩膜基板710和阵列基板720之间的液晶层(图中未示出)中的液晶分子可以在公共电极和像素电极(图中未示出)之间形成的电场作用下偏转，从而实现预定画面的显示。

此外，当本实施例的触控显示面板工作在自容检测模式时，连接在第二触控电极721之间的开关单元可以处于断开状态，集成电路722可以通过第二触控信号线723向各第二触控电极721施加触控驱动信号并接收各第二触控电极721采集的触摸感应信号。

而当本实施例的触控显示面板工作在互容检测模式时，连接在第二触控电极721之间的开关单元可以处于导通状态。集成电路722可以分时向各行的第二触控电极721施加触控驱动信号(例如，通过各信号端直接向各行的第二触控电极721施加触控驱动信号，或者，通过移位寄存器来向各行的第二触控电极721施加触控驱动信号)，并通过柔性线路板713来将第一触控电极711采集的触摸感应信号传输至集成电路722。这样一来，集成电路722可以基于采集到的触摸感应信号来确定是否发生触摸以及发生触摸的位置。

本申请还公开了一种触控显示装置，如图8中所示。其中，触控显示装置800可包括如上所述的触控显示面板。本领域技术人员应当理解，触控显示装置除了包括如上所述的触控显示面板之外，还可以包括一些其它的公知的结构。为了不模糊本申请的重点，将不再对这些公知的结构进行进一步描述。

本申请的触控显示装置可以是任何包含如上所述的触控显示面板的装置，包括但不限于如图8所示的蜂窝式移动电话、平板电脑、计算机的显示器、应用于智能穿戴设备上的显示器、应用于汽车等交通工具上的显示装置等等。只要触控显示装置包含了本申请公开的触控显示面板的结构，便视为落入了本申请的保护范围之内。

参见图9所示，为本申请的触控显示面板的驱动方法的一个实施例的示意性流程图。本实施例的驱动方法可以用于驱动如上任意一个实施例描述的触控显示面板。

本实施例的驱动方法包括：

步骤910，判断触控显示面板的触摸检测模式，触摸检测模式包括自容检测模式和互容检测模式。

在一些可选的实现方式中，例如可以由外部控制模块向触控显示面板的集成电路发送控制指令，以控制触控显示面板的触摸检测模式。

当触控显示面板处于自容检测模式时，则在步骤920中，控制各开关单元关断，并在触控扫描期间向各第二触控电极分别施加触控驱动信号。

当触控显示面板处于自容检测模式时，本实施例的驱动方法还可以进一步包括：

在触控扫描期间，接收第二触控电极采集的触摸感应信号。

这样一来，集成电路可以基于第二触控电极采集的触摸感应信号确定出触摸位置。

当触控显示面板处于互容检测模式时，在一个帧周期内，触控扫描期间可以包括m个触控扫描子期间，其中，m为整数，且m＞1。

此时，本实施例的驱动方法还可以进一步包括：

步骤930：在一个帧周期的第i个触控扫描子期间中，向第二触控电极阵列的第j行第二触控电极施加触控驱动信号，并接收各第一触控电极采集的触摸感应信号，其中1≤i,j≤m。

本实施例的驱动方法，可以根据触控显示面板所采用的触摸检测模式来相应地调整触摸检测的实现方式，使得触控显示面板在互容式触摸检测架构和自容式触摸检测架构之间切换，从而提升触控显示面板在恶劣环境下的触摸检测精度和灵敏度，并使得触控显示面板既拥有自容检测架构触摸检测速度快等优点又拥有互容检测架构精确度高等优点。

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。