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：第一触控电极层，包括多个沿第一方向延伸的第一触控电极；第二触控电极层，包括M行N列的第二触控电极，其中，第二触控电极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层的正投影与第二触控电极层的其中一行第二触控电极的各第二触控电极至少部分地重叠；第一集成电路，用于在触控扫描期间向各第二触控电极施加触控驱动信号；多条第一触控信号线，各第一触控信号线与其中一个第一触控电极电连接，与不同第一触控电极电连接的各第一触控信号线相互绝缘；多条第二触控信号线，各第二触控信号线用于连接第一集成电路和其中一个第二触控电极，与不同第二触控电极电连接的各第二触控信号线相互绝缘；多个开关单元，各开关单元包括控制端，开关单元用于在控制端的输入信号的控制下将第二触控电极层中同一列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；当触控显示面板处于自容检测模式，则在触控扫描期间，向各开关单元的控制端发送断开控制信号，并通过第二触控信号线向各第二触控电极分别施加触控驱动信号。

按照本申请实施例的方案，通过在同一列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列的第二触控电极，可以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。

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，其中一列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，各驱动信号的一个可选实现方式的示意性时序图；

图6示出了本申请的触控显示面板工作在互容架构下时，各驱动信号的另一个可选实现方式的示意性时序图；

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示出了当本申请的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另一个实施例的示意性架构图；

图9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10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：

第一触控电极层，包括多个沿第一方向D1延伸的第一触控电极110。

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

各第一触控电极110向第二触控电极层的正投影与第二触控电极层的其中一行第二触控电极的各第二触控电极120至少部分地重叠。这样一来，每条第一触控电极110可以与第二触控电极层中至少一行第二触控电极120形成用于检测触摸位置的感应电容。

此外，本实施例的触控显示面板还包括第一集成电路130、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140。

第一集成电路130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。

各第一触控信号线与其中一个第一触控电极110电连接，且与不同第一触控电极110电连接的各第一触控信号线相互绝缘。

各第二触控信号线140用于连接第一集成电路130和其中一个第二触控电极120。与不同第二触控电极120电连接的各第二触控信号线140相互绝缘。

本实施例的触控显示面板还包括多个开关单元150。参见图2所示，为第二触控驱动电极层的其中一列第二触控电极与开关单元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150之间的连接关系。

如图2所示，各开关单元150包括控制端151。开关单元150用于在控制端151的输入信号的控制下将第二触控电极层中同一列的各第二触控电极120相互电连接或断开。这样一来，当连接某一列的第二触控电极120的各开关单元150在控制端151的控制下断开时，该列的各个第二触控电极120之间相互绝缘，在进行触摸检测时，可以通过与各第二触控电极120电连接的第二触控信号线140来向其施加触控驱动信号。另一方面，当连接某一列的第二触控电极120的各开关单元150在控制端151的控制下导通时，该列的各个第二触控电极120之间相互电连接，在进行触摸检测时，可以通过与各第二触控电极120电连接的第二触控信号线140来向其施加触控驱动信号，或者也可以通过与该列其中一个第二触控电极120电连接的第二触控信号140来向该第二触控电极120施加触控驱动信号，并通过开关单元150来将该触控驱动信号发送至该列的其它第二触控电极120。

当同一列的各第二触控电极120相互绝缘时，本实施例的触控显示面板可以工作在自容的触摸检测架构之下。也即是说，各第二触控电极120可以在触控扫描期间接收第一集成电路130发送的触控驱动信号并同时采集触摸感应信号，从而实现触摸位置的检测。

当同一列的各第二触控电极120通过开关单元150相互电连接时，本实施例的触控显示面板可以工作在互容的触摸检测架构之下。也即是说，各第二触控电极列可以在各个触控扫描期间依次接收第一集成电路130发送的触控驱动信号，并由各第一触控电极110采集触摸感应信号，从而实现触摸位置的检测。

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150的控制下，可以将同一列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。

在本实施例的一些可选的实现方式中，各开关单元150除包括控制端之外，还可以包括第一端和第二端。如图2所示，各开关单元150的第一端和第二端分别与同一列的第二触控电极120中，任意两个相邻的第二触控电极120电连接。这样一来，通过同一个开关单元150来连接一列第二触控电极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。

参见图3所示，为本申请另一个实施例的触控显示面板的示意性结构图。

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第一触控电极层、第二触控电极层、第一集成电路330、多条第一触控信号线、多条第二触控信号线340以及多个开关单元350，且第一触控电极层、第二触控电极层、第一集成电路330、多条第一触控信号线、多条第二触控信号线340和多个开关单元350与图1所示的实施例具有类似的结构。

与图1所示的实施例不同的是，本实施例中，开关单元为薄膜晶体管。开关单元350的控制端为薄膜晶体管的栅极，开关单元350的第一端和第二端分别为薄膜晶体管的源极和漏极中的一者。

采用薄膜晶体管来作为开关单元，其响应速度快，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，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150、350的控制端151、351可以与第一集成电路130、330电连接。

在这些可选的实现方式中，第一集成电路130、330可用于基于触控显示面板的触摸检测模式向各开关单元150、350的控制端151、351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和图3所示，与各列第二触控电极120、320对应的开关单元的控制端可以分别与第一集成电路130、330的不同信号端电连接，这样一来，第一集成电路130、330可以分别向连接各列第二触控电极120、320的开关单元150、350的控制端151、351发送控制信号，从而分别控制这些开关单元150、350的通、断。在这些应用场景中，作为开关单元的薄膜晶体管中，用于连接同一列第二触控电极320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，与各列第二触控电极120、320对应的开关单元的控制端可以与第一集成电路的同一个信号端电连接，这样一来，各控制端可以由第一集成电路的同一个信号端的输出信号进行控制，从而可以减少第一集成电路的端口数量并减轻第一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。

下面将结合图4～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自容检测模式和互容检测模式的工作原理。

首先参见图4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。

当触控显示面板处于自容检测模式，第一集成电路可向各开关单元的控制端输出断开控制信号(图4中示意性地示出了断开控制信号S1～S_N为低电平信号)。

一个帧周期(1FRAME)包括间隔分布的显示期间D1～D_K以及触控扫描子期间T1～T_K，在一个帧周期(1FRAME)内的各触控扫描子期间T1～T_K，第一集成电路通过第二触控信号线向各第二触控电极分别施加触控驱动信号，各第二触控电极采集触摸感应信号。在这里，K为正整数，且满足K≥1。

此外，可选地，在帧周期的各触控扫描子期间T1～T_K，各个第一触控电极也可以采集触摸感应信号。这样一来，可以综合第一触控电极和第二触控电极采集到的触摸感应信号，来确定触摸位置，使得触摸感应信号的信号量更大、相应地触摸感应信号的信噪比更大，触摸检测精度更高。

对于触控扫描子期间的分布，可选的，一个帧周期(1FRAME)也可以包括只包括一个触控扫描子期间，在一个触控扫描子期间，第一集成电路通过第二触控信号线同时向各第二触控电极分别施加触控驱动信号，各第二触控电极采集触摸感应信号。可以集中时间实现触控，减小触控对显示的影响。

参见图5所示，为本申请的触控显示面板工作在互容架构下时，各驱动信号的一个可选实现方式的示意性时序图。

当触控显示面板处于互容检测模式，在一个帧周期内，触控扫描期间包括P个触控扫描子期间。在一个帧周期的第i个触控扫描子期间，第一集成电路通过第二触控信号线向第二触控电极层的第j列第二触控电极施加触控驱动信号；其中，P、i、j为自然数，且满足：1≤i,j≤N≤P。

图5示意性地示出了N＝P且在第i个触控扫描子期间向第i列的第二触控电极施加触控驱动信号时，一个帧周期内的各驱动信号的示意性时序图。

具体而言，在一个帧周期内，第一集成电路通过同一个信号端向各开关单元的控制端输出选通控制信号S1～S_N。

在第一个触控扫描子期间T1，第一列第二触控电极TX2₁被选通，此时，第一集成电路可以向该列第二触控电极其中一个施加触控驱动信号，由于此时开关单元的控制端接收选通控制信号，该列第二触控电极TX2₁的各开关单元导通，从而使得该列的任意一个第二触控电极均可以接收到触控驱动信号。类似地，在任意第i个触控扫描子期间，第i列第二触控电极TX2_i被选通，此时，第一集成电路可以向该列第二触控电极其中一个施加触控驱动信号，由于此时开关单元的控制端接收选通控制信号，该列第二触控电极TX2_i的各开关单元导通，从而使得该列的任意一个第二触控电极均可以接收到触控驱动信号。

在一些可选的实现方式中，在任意第i个触控扫描子期间，第一集成电路可以向第i列第二触控电极中位于中央位置的第二触控电极施加触控驱动信号(例如，向第i列的第二触控电极中，处于第行的第二触控电极施加触控驱动信号；或者，向第i列的第二触控电极中，处于第行的第二触控电极施加触控驱动信号)，并通过与该列第二触控电极电连接的开关单元来将触控驱动信号传输至该列其它的第二触控电极。这样一来，可以使得该列第二触控电极接收到的触控驱动信号的幅值更加均一且信号延迟更小。

或者，在另一些可选的实现方式中，在在任意第i个触控扫描子期间，第一集成电路可以向第i列第二触控电极中位于第一行和第M行的两个第二触控电极施加触控驱动信号，并通过与该列第二触控电极电连接的开关单元来将触控驱动信号传输至该列其它的第二触控电极。这样一来，可以使得该列第二触控电极接收到的触控驱动信号的幅值更加均一且信号延迟更小。

参见图6所示，为本申请的触控显示面板工作在互容架构下时，各驱动信号的另一个可选实现方式的示意性时序图。

当触控显示面板处于互容检测模式，在一个帧周期内，触控扫描期间包括P个触控扫描子期间。在一个帧周期的第i个触控扫描子期间，第一集成电路通过第二触控信号线向第二触控电极层的第j列第二触控电极施加触控驱动信号；其中，P、i、j为自然数，且满足：1≤i,j≤N≤P。

图6示意性地示出了N＝P且在第i个触控扫描子期间向第i列的第二触控电极施加触控驱动信号时，一个帧周期内的各驱动信号的示意性时序图。

与图5不同的是，图6中，在一个帧周期内，第一集成电路通过N个信号端分别向各列第二触控电极的开关单元的控制端输出选通控制信号S1～S_N，例如，通过第i个信号端向第i列第二触控电极的开关单元的控制端输出选通控制信号S_i，1≤i≤N。

在第一个触控扫描子期间T1，第一列第二触控电极TX2₁被选通，此时，第一集成电路可以向该列第二触控电极的其中一个施加触控驱动信号，同时向该列的开关单元的控制端施加选通控制信号，该列第二触控电极TX2₁的各开关单元导通，从而使得该列的任意一个第二触控电极均可以接收到触控驱动信号。

类似地，在任意第i个触控扫描子期间，第i列第二触控电极TX2_i被选通，此时，第一集成电路可以向该列第二触控电极其中一个施加触控驱动信号，同时向该列的开关单元的控制端施加选通控制信号，该列第二触控电极TX2_i的各开关单元导通，从而使得该列的任意一个第二触控电极均可以接收到触控驱动信号。

此外，图5和图6所示的时序图中，在各触控扫描子期间T1～T_N，各第一触控电极可以采集触摸感应信号，基于各第一触控电极采集的触摸感应信号，可以确定出触摸位置。

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，第二触控电极层设置在阵列基板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)，而第二触控电极层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，各数据线可以沿第一方向D1延伸，各扫描线可沿第二方向D2延伸。第一方向D1可以为第一触控电极的延伸方向。

此外，图7所示的实施例中，第一集成电路722还用于接收第一触控电极711和/或第二触控电极721采集的触摸感应信号。

也即是说，当图7所示的触控显示面板工作于自容检测模式时，第一集成电路722可以向各开关单元(图中未示出)施加断开控制信号，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通过第二触控信号线723接收各第二触控电极721采集的触摸感应信号。基于触摸感应信号，第一集成电路722可以确定出触摸位置。此外，当图7所示的触控显示面板工作于自容检测模式时，第一集成电路722还可以同时接收各第一触控电极711采集的触摸感应信号。具体而言，第一触控电极711可以通过各第一触控信号线712以及柔性线路板713来将其采集到的触摸感应信号传输至第一集成电路722。这样一来，第一集成电路722可以综合第一触控电极711采集的触摸感应信号和第二触控电极721采集的触摸感应信号，从而确定出触摸位置。

另一方面，当图7所示的触控显示面板工作于互容检测模式时，第一集成电路722可以向各开关单元(图中未示出)施加选通控制信号，通过第二触控信号线723向各列第二触控电极的其中任意一个第二触控电极721施加触控驱动信号从而将触控驱动信号施加到该列的全部第二触控电极。同时，第一触控电极711通过第一触控信号线712接收各第一触控电极711采集的触摸感应信号，并将触摸感应信号通过柔性线路板713传输至第一集成电路722中从而确定出触摸位置。

参见图8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另一个实施例的示意性架构图。

与图7所示的实施例类似，本实施例的触控显示面板同样包括阵列基板820和与阵列基板820相对设置的彩膜基板810。其中，第一触控电极层设置在彩膜基板810上，第二触控电极层设置在阵列基板820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810远离阵列基板820的一侧(如图8所示，第一触控电极层设置在彩膜基板810的上表面)，而第二触控电极层可以设置在阵列基板820朝向彩膜基板810的一侧。

此外，阵列基板820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，各数据线可以沿第一方向D1延伸，各扫描线可沿第二方向D2延伸。第一方向D1可以为第一触控电极的延伸方向。

本实施例中，第一集成电路822还可用于接收第二触控电极821采集的触摸感应信号。

与图7所示的实施例不同的是，本实施例的触控显示面板还包括第二集成电路814，第二集成电路814可用于接收第一触控电极811采集的触摸感应信号。

也即是说，当图8所示的触控显示面板工作于自容检测模式时，第一集成电路822可以向各开关单元(图中未示出)施加断开控制信号，通过第二触控信号线823向各第二触控电极821施加触控驱动信号并通过第二触控信号线823接收各第二触控电极821采集的触摸感应信号。基于触摸感应信号，第一集成电路822可以确定出触摸位置。此外，当图8所示的触控显示面板工作于自容检测模式时，第二集成电路822还可以同时接收各第一触控电极811采集的触摸感应信号。具体而言，第一触控电极811可以通过各第一触控信号线812以及柔性线路板813来将其采集到的触摸感应信号传输至第二集成电路814。这样一来，通过综合第一触控电极811采集的触摸感应信号和第二触控电极821采集的触摸感应信号，可以确定出触摸位置。

另一方面，当图8所示的触控显示面板工作于互容检测模式时，第一集成电路822可以向各开关单元(图中未示出)施加选通控制信号，通过第二触控信号线823向各列第二触控电极的其中任意一个第二触控电极821施加触控驱动信号从而将触控驱动信号施加到该列的全部第二触控电极。同时，第一触控电极811通过第一触控信号线812接收各第一触控电极811采集的触摸感应信号，并将触摸感应信号通过柔性线路板813传输至第二集成电路814中，从而确定出触摸位置。

本申请还公开了一种触控显示装置，如图9中所示。其中，触控显示装置900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9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10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1010，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第一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1020中，在触控扫描期间，向各开关单元的控制端发送断开控制信号，并通过第二触控信号线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，第一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。

此外，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，接收第一触控电极采集的触摸感应信号。

这样一来，第一集成电路可以基于第一触控电极和第二触控电极采集的触摸感应信号确定出触摸位置。由于采集到的触摸感应信号的信号量更大，可以相应地提高触摸感应信号的信噪比，从而使得触摸检测的精确度更高。

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P个触控扫描子期间。

此时，本实施例的驱动方法还可以进一步包括：

步骤1030：在一个帧周期的第i个触控扫描子期间，通过第二触控信号线向第二触控电极层的第j列第二触控电极施加触控驱动信号。

在这里，P、i、j为自然数，且满足：1≤i,j≤N≤P。

在一些可选的实现方式中，步骤1020可以进一步包括：

向第二触控电极层的第j列的其中一个第二触控电极施加触控驱动信号，向连接第j列各第二触控电极的开关单元施加选通控制信号，并接收第一触控电极采集的触摸感应信号。

本申请的触控显示面板和驱动方法，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，从而可以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。

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。