一种触控显示基板、触控显示装置及触控显示方法与流程

本发明涉及显示触控技术领域，尤其涉及一种触控显示基板、触控显示装置及触控显示方法。

背景技术：

随着显示技术的不断发展，触控显示装置的应用越来越广泛，触控显示装置集成了触控面板和显示面板，使用者在使用触控显示装置时，可以直接通过触控进行输入或控制操作，使得触控显示装置的应用变得更加的便捷。

为了使触控显示装置更加的轻薄化，将触控面板功能嵌入到显示面板中(In-cell型)的研究方向逐渐成为焦点，In-cell型触控显示装置的触控显示面板一般包括：相对设置的触控显示基板和彩膜基板，其中触控显示基板上设置有透明导电电极，该透明导电电极可以在显示时段和触控时段实现分时复用，即在显示时段，该透明导电电极能够作为公共电极，在触控时段，该透明导电电极能够复用为触控电极。在触控显示基板的非触控区域还设置有多种边缘走线，这些边缘走线包括用于传导静电的GND走线和驱动信号走线等，当触控显示装置工作时，驱动芯片能够通过边缘走线实现对触控显示装置的驱动控制，以及通过边缘走线释放工作中产生的静电，来维持触控显示装置的正常工作。但是由于这些边缘走线与彩膜基板上的黑矩阵相对设置，触控显示装置工作在触控时段时，边缘走线会与黑矩阵之间产生寄生电容，而黑矩阵又会同时与透明导电电极产生寄生电容，这两个寄生电容之间容易发生耦合效应，导致透明导电电极上的电信号被边缘走线上的电信号拉动，影响触控性能的稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种触控显示基板、触控显示装置及触控显示方法，用于解决由于透明导电电极上的电信号容易被边缘走线上的电信号拉动，而导致影响触控性能稳定性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种触控显示基板，包括衬底基板和依次设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管阵列层、第一透明导电电极、第二透明导电电极，所述触控显示基板的非触控区域设置有边缘走线，所述触控显示基板还包括：覆盖至少部分所述边缘走线的屏蔽层。

进一步地，所述屏蔽层覆盖所述边缘走线的全部。

进一步地，所述屏蔽层采用透明导电材料制成。

进一步地，所述触控显示基板的非触控区域还设置有驱动芯片，所述屏蔽层与所述驱动芯片相连。

进一步地，所述屏蔽层与所述边缘走线之间设有绝缘层。

基于上述触控显示基板的技术方案，本发明的第二方面提供一种触控显示装置，包括上述触控显示基板。

进一步地，所述触控显示装置还包括与所述触控显示基板对向设置的彩膜基板，所述彩膜基板上设置有黑矩阵和彩色滤光单元，所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影与所述边缘走线在所述衬底基板上的正投影存在重叠区域，所述屏蔽层在所述衬底基板的正投影完全覆盖所述重叠区域。

基于上述触控显示装置的技术方案，本发明的第三方面提供一种触控显示方法，应用于上述触控显示装置，所述触控显示方法包括：

触控时段，在所述第二透明导电电极上施加触控驱动信号，在所述屏蔽层上施加触控基准信号。

进一步地，所述触控基准信号与所述触控驱动信号相同。

进一步地，所述触控显示方法还包括：

显示时段，在所述第二透明导电电极上施加公共电压信号，在所述屏蔽层上施加公共电压信号。

本发明提供的触控显示基板中，采用屏蔽层覆盖至少部分边缘走线，且在触控时段该屏蔽层上施加有触控基准信号，使得屏蔽层消除了至少部分边缘走线与对向基板上黑矩阵之间产生的第一寄生电容，避免了第一寄生电容与第二寄生电容之间的耦合效应，而且，由于触控时段屏蔽层上施加有触控基准信号，使边缘走线无法对屏蔽层上的电信号产生影响，因此避免了边缘走线上的电信号通过屏蔽层对黑矩阵上的电信号产生拉动，进而彻底消除了边缘走线上的电信号对第二透明导电电极上电信号的拉动作用，保证了触控性能的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中触控显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的触控显示装置的截面示意图；

图3为本发明实施例提供的触控显示装置的俯视示意图。

附图标记：

1-衬底基板， 2-边缘走线，

3黑矩阵， 4-第一透明导电电极，

5-第二透明导电电极， 6-屏蔽层，

7-液晶层， 8-彩色滤光单元，

9-薄膜晶体管阵列层， 10-绝缘层，

11-阵列基板栅极驱动单元， 12-驱动芯片，

C1-第一寄生电容， C2-第二寄生电容。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的触控显示基板、触控显示装置及触控显示方法，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1，正如背景技术所述，现有技术中由于位于触控显示基板非触控区域的边缘走线2与对向基板上的黑矩阵3相对设置，使得触控显示装置工作在触控时段时，边缘走线2会与黑矩阵3之间产生第一寄生电容C1，而黑矩阵3又会同时与透明导电电极5产生第二寄生电容C2，就使得第一寄生电容C1与第二寄生电容C2之间容易发生耦合效应，导致透明导电电极5上的电信号被边缘走线2上的电信号拉动，影响触控性能的稳定性。本发明的发明人经研究发现，产生这种问题的原因为：当边缘走线2为GND走线时，根据电荷守恒原理，GND走线上的低电位信号将拉低黑矩阵3上的电压信号，从而导致黑矩阵3上的电压信号拉低第二透明导电电极5上的电信号，在这种情况下，当用户进行触控操作时，第二透明导电电极5的电信号降低会表现出触控电容偏大，超出既定标准，进而导致触控失效等不良。而当边缘走线2为驱动信号走线时，该驱动信号走线上的电信号同样会经黑矩阵3对第二透明导电电极5上的电信号产生拉动作用，导致触控失效等不良。上述驱动信号走线可以包括用于驱动阵列基板栅极驱动(Gate Drive On Array，简称GOA)单元11的GOA走线，但不仅限于此。

需要说明的是，第二透明导电电极5位于有效显示区的中心区域的部分，和位于有效显示区的边缘区域的部分，均会受到边缘走线2上的电信号的拉动，但该电信号对位于有效显示区边缘区域的第二透明导电电极5的影响会更大一些。

基于上述结论，发明人经进一步研究发现，如图2所示，可在边缘走线2上设置一屏蔽层6，并在该屏蔽层6上施加一基准信号，这样不仅能够使边缘走线2和黑矩阵3之间不会产生第一寄生电容C1，还能够避免边缘走线2上的电信号通过屏蔽层6对黑矩阵3上的电信号产生影响，进而彻底消除了边缘走线2上的电信号对第二透明导电电极5(包括位于有效显示区的中心区域的部分，和位于有效显示区的边缘区域的部分)上电信号的拉动作用，保证了触控性能的稳定性。

请参阅图2和图3，本发明实施例提供的触控显示基板包括：衬底基板1和依次设置在衬底基板1上的薄膜晶体管阵列层9、第一透明导电电极4、第二透明导电电极5，其中，在显示时段，第二透明导电电极5作为公共电极，在触控时段，第二透明导电电极5复用为触控电极，触控显示基板的非触控区域设置有边缘走线2，触控显示基板还包括：覆盖至少部分边缘走线2的屏蔽层6。

具体应用时，可以将上述触控显示基板与对向基板对向设置，并在触控显示基板与对向基板之间设置液晶层7，来形成触控显示装置。在显示时段，在第一透明导电电极4上施加数据电压信号，使第一透明导电电极4作为像素电极，在第二透明导电电极5上施加公共电压信号，使第二透明导电电极5作为公共电极，同时在屏蔽层6上施加公共基准信号；在此阶段第一透明导电电极4和第二透明导电电极5之间形成电场，控制液晶层7中的液晶根据实际显示需要进行偏转，从而实现触控显示装置的显示功能。另外，在此时段，被施加公共基准信号的屏蔽层6，消除了至少部分边缘走线2与对向基板上黑矩阵3之间产生的第一寄生电容C1。在触控时段，第一透明导电电极4在存储电容的作用下，继续维持数据电压信号，在第二透明导电电极5上施加触控驱动信号，使第二透明导电电极5复用为触控电极，同时在屏蔽层6上施加触控基准信号；在此阶段当有用户进行触控操作时，该触控电极可实现自容式触控功能。此外，在此时段被施加触控基准信号的屏蔽层6，消除了至少部分边缘走线2与对向基板上黑矩阵3之间的第一寄生电容C1。

需要说明的是，本发明实施例提供的触控显示基板同样适用于互容式触控功能，对于互容式触控功能的触控显示基板，第二透明导电电极5可作为触控电极中的驱动电极，而触控电极中的感应电极可设置在对向基板上。

根据上述触控显示基板的具体结构和实际应用过程可知，本发明实施例提供的触控显示基板在至少部分边缘走线2上覆盖了屏蔽层6，且在触控时段该屏蔽层6上施加有触控基准信号，在显示时段该屏蔽层上施加有公共基准信号。利用屏蔽层6覆盖至少部分边缘走线2，使得至少部分边缘走线2和位于对向基板上的黑矩阵3之间不会产生第一寄生电容C1，消除了第一寄生电容C1与第二寄生电容C2之间的耦合效应。而且，由于触控时段屏蔽层6上施加有触控基准信号，使边缘走线2无法对屏蔽层6上的电信号产生影响，因此避免了边缘走线2上的电信号通过屏蔽层6对黑矩阵3上的电信号产生拉动，进而彻底消除了边缘走线2上的电信号对第二透明导电电极5上电信号的拉动作用，保证了第二透明导电电极5触控性能的稳定性。

此外，在显示时段，屏蔽层6上施加有公共基准信号，使得该屏蔽层6在消除第一寄生电容C1与第二寄生电容C2之间的耦合效应的同时，也避免了边缘走线2上的电信号通过屏蔽层6对黑矩阵3上的电信号产生拉动，进而彻底消除了边缘走线2上的电信号对第二透明导电电极5上电信号的拉动作用，保证了良好的显示效果。

上述屏蔽层6在触控时段被施加触控基准信号，在显示时段被施加公共基准信号，还避免了屏蔽层6处于悬空状态所导致的静电释放问题，进一步保证了触控显示基板触控性能的稳定性，以及将该触控显示基板应用于触控显示装置时，触控显示装置能够具有良好的显示效果。

需要说明的是，由于屏蔽层6上施加有触控基准信号或公共基准信号，使得屏蔽层6和黑矩阵3之间会产生新的寄生电容，而新的寄生电容同样会与第二寄生电容C2之间发生耦合效应。为了避免新的寄生电容和第二寄生电容C2之间的耦合效应对第二透明导电电极5的电信号产生影响，在显示时段，可以对屏蔽层6施加和第二透明导电电极5相同的电信号，即在屏蔽层6上施加公共电压信号，这样由屏蔽层6和黑矩阵3之间产生的新的寄生电容就不会和第二寄生电容C2发生耦合效应，避免了屏蔽层6上的电信号对第二透明导电电极5的电信号产生影响，保证了将该触控显示基板应用于触控显示装置时，该触控显示装置能够具有良好的显示效果。

而在触控时段，在屏蔽层6上施加的触控基准信号可以根据触控电容的既定标准进行推算得到，具体的，可以根据触控电容的既定标准，获得满足要求的第二寄生电容C2和新的寄生电容(屏蔽层6和黑矩阵3之间产生的，在后面被定义为第五寄生电容C5)之间的耦合关系，再根据该耦合关系，得到满足要求的触控基准信号。

这样就能够保证新的寄生电容与第二寄生电容C2发生耦合效应时，该耦合效应不会导致触控电容超出既定标准，从而满足触控性能稳定。优选的，在触控时段，可以对屏蔽层6施加和第二透明导电电极5相同的电信号，即在屏蔽层6上施加触控驱动信号，这样由屏蔽层6和黑矩阵3之间产生的新的寄生电容就不会和第二寄生电容C2发生耦合效应，避免了屏蔽层6上的电信号对第二透明导电电极5的电信号产生影响，保证了触控显示基板触控性能的稳定性。

下面对如何根据触控电容的既定标准，确定满足要求的施加在屏蔽层6上的触控基准信号进行详细说明。

定义黑矩阵3的电压为U_BM，屏蔽层6的电压为U_PBC，触控电极(第二透明导电电极5)的电压为U_Touch，黑矩阵3与透明导电电极5之间产生第二寄生电容C2，黑矩阵3与其它电极(包括：阵列基板驱动走线等，但不限于此)产生第三寄生电容C3，透明导电电极5与其它电极(包括：栅电极、源电极和漏电极等，但不限于此)产生第四寄生电容C4，屏蔽层6与黑矩阵3之间产生第五寄生电容C5。

令U_PBC的电压为X1，则黑矩阵3的电压U_BM的变化量X2为：

触控电极的电压U_Touch的变化量X3为：

定义人手和触控电极间形成的触控电容的电荷量为Q，触控电容的容值变化量ΔC为：

从上述公式三能够看出，触控电容的容值变化量ΔC随着X1(屏蔽层6的电压值)的变化而变化，实际应用中，触控电容的既定标准通过触控电容的容值变化量ΔC来衡量，因此，在ΔC满足既定标准要求时，即可确定对应的屏蔽层6的电压U_PBC，从而可依据确定的屏蔽层6的电压U_PBC，为屏蔽层6施加触控基准信号。

请继续参阅图3，为屏蔽层6施加触控基准信号可以通过多种方式来实现，例如：将屏蔽层6与位于触控显示基板非触控区域的驱动芯片12连接，由驱动芯片12为屏蔽层6施加触控基准信号；采用驱动芯片12为屏蔽层6施加触控基准信号，避免了在触控显示基板上设置额外的用于专门提供触控基准信号的基准信号施加单元，这样不仅节约了触控显示基板的生产成本，而且还保证了由触控显示基板构成的触控显示装置容易实现窄边框化。

上述实施例提供的触控显示基板中，优选的，屏蔽层6覆盖边缘走线2的全部。利用屏蔽层6将边缘走线2全部覆盖，能够彻底消除边缘走线2与黑矩阵3之间产生的第一寄生电容C1，使得边缘走线2上的电信号不会对第二透明导电电极5上的电信号产生任何影响，进一步保证了第二透明导电电极5作为公共电极时，触控显示装置具有良好的显示效果，以及第二透明导电电极5复用为触控电极时，触控显示装置触控性能的稳定性。

上述屏蔽层6可选用的制备材料多种多样，只要能够实现其屏蔽性能即可，可选的，屏蔽层6采用透明导电材料制成。利用透明导电材料制成的屏蔽层6，不仅能够对边缘走线2起到良好的屏蔽作用，还不会影响触控显示装置的显示效果。具体的，屏蔽层6可以为采用氧化铟锡材料形成的氧化铟锡层，由于氧化铟锡材料形成的氧化铟锡层不仅具有良好的导电性能，还具有优良的透光性，使得屏蔽层6能够在满足屏蔽作用的同时，能够很好的保证触控显示装置的显示效果。此外，当屏蔽层6采用透明导电材料形成时，还可以与第二透明导电电极5采用同种材料，这样就可以通过一次构图工艺，同时形成第二透明导电电极5和屏蔽层6，不需要增加额外的构图工艺。

另外，屏蔽层6的厚度可选为600埃～800埃，将屏蔽层的厚度设置为600埃～800埃，使得该屏蔽层6既能够起到良好的屏蔽作用，又不会对触控显示装置的厚度产生太大的影响。

由于屏蔽层6在显示时段被施加公共基准信号，在触控时段被施加触控基准信号，若将屏蔽层6直接与边缘走线2接触，容易使得边缘走线2对屏蔽层6上施加的基准信号(公共基准信号和触控基准信号)产生影响，进而影响屏蔽层6的屏蔽效果。为了避免这种影响，可以在屏蔽层6和边缘走线2之间设置绝缘层10，通过绝缘层10使屏蔽层6和边缘走线2彼此绝缘，从而保证屏蔽层6良好的屏蔽效果。

值得注意的是，在制作触控显示基板时，形成边缘走线2后，一般会在边缘走线2上覆盖保护层，以保护边缘走线2不会与其它电极发生短路或信号干扰，保证触控显示装置的正常工作。优选的，可以将上述屏蔽层6直接设置在边缘走线2上方已有的保护层上，这样不仅避免了增加额外的工艺来形成屏蔽层6与边缘走线2之间的绝缘层10，还保证了屏蔽层6与边缘走线2之间良好的绝缘关系，满足触控显示装置正常的工作条件。

请继续参阅图2，本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括上述实施例提供的触控显示基板。该触控显示装置所产生的有益效果与上述触控显示基板相同，此处不再赘述。

上述触控显示装置还包括与触控显示基板对向设置的彩膜基板，彩膜基板上设置有黑矩阵3和彩色滤光单元8，黑矩阵3在衬底基板1上的正投影与边缘走线2在衬底基板1上的正投影存在重叠区域，屏蔽层6在衬底基板1的正投影完全覆盖重叠区域；另外，上述触控显示装置还包括设置在触控显示基板和彩膜基板之间的液晶层7。

触控显示装置工作时，在显示时段，在第一透明导电电极4上施加数据电压信号，在第二透明导电电极5上施加公共电压信号，在屏蔽层6上施加公共基准信号，在此阶段第一透明导电电极4和第二透明导电电极5之间形成电场，控制液晶层7中的液晶根据实际显示需要进行偏转，从而实现触控显示装置的显示功能。在触控时段，第一透明导电电极4在存储电容的作用下，继续维持数据电压信号，在第二透明导电电极5上施加触控驱动信号，使第二透明导电电极5复用为触控电极，同时在屏蔽层6上施加触控基准信号；在此阶段当有用户进行触控操作时，该触控电极可实现自容式触控功能。需要说明的是，上述实施例提供的触控显示装置同样适用于互容式触控功能，对于互容式触控功能的触控显示装置，第二透明导电电极5可复用为触控电极中的驱动电极，而触控电极中的感应电极可设置在彩膜基板上。

根据上述触控显示装置的具体结构和工作过程可知，本发明实施例提供的触控显示装置中，由于黑矩阵3在衬底基板1上的正投影与边缘走线2在衬底基板1上的正投影存在重叠区域，且屏蔽层6在衬底基板1的正投影完全覆盖该重叠区域，使得边缘走线2和黑矩阵3之间不会产生第一寄生电容C1，消除了第一寄生电容C1与第二寄生电容C2之间的耦合效应。而且在触控时段该屏蔽层6上施加有触控基准信号，使得边缘走线2上的电信号对屏蔽层6上的电信号不会产生拉动作用，避免了边缘走线2上的电信号通过屏蔽层6对黑矩阵3上的电信号产生拉动，进而彻底消除了边缘走线2上的电信号对第二透明导电电极5上电信号的拉动作用，保证了触控性能的稳定性。

此外，在显示时段，屏蔽层6上施加有公共基准信号，使得该屏蔽层6在消除第一寄生电容C1与第二寄生电容C2之间的耦合效应的同时，也避免了边缘走线2上的电信号通过屏蔽层6对黑矩阵3上的电信号产生拉动，进而彻底消除了边缘走线上的电信号对第二透明导电电极上电信号的拉动作用，保证了良好的显示效果。

本发明实施例还提供了一种触控显示方法，应用于上述触控显示装置，触控显示方法包括：触控时段，在第二透明导电电极5上施加触控驱动信号，在屏蔽层6上施加触控基准信号。具体的，在触控时段，在第二透明导电电极5上施加触控驱动信号，使第二透明导电电极5复用为触控电极，当有用户进行触控操作时，该触控电极可实现触控功能。

利用屏蔽层6覆盖边缘走线2，并在该屏蔽层6上施加触控基准信号，使得边缘走线2和位于对向基板上的黑矩阵3之间不会产生第一寄生电容C1，消除了第一寄生电容C1与第二寄生电容C2之间的耦合效应。而且由于触控时段屏蔽层6上施加有触控基准信号，使边缘走线2无法对屏蔽层6上的电信号产生影响，因此避免了边缘走线2上的电信号通过屏蔽层6对黑矩阵3上的电信号产生拉动，进而彻底消除了边缘走线2上的电信号对第二透明导电电极5上电信号的拉动作用，保证了触控性能的稳定性。

另外，上述实施例提供的触控显示方法还包括：显示时段，在第二透明导电电极5上施加公共电压信号，在屏蔽层6上施加公共基准信号。更详细的说，在显示时段，在第二透明导电电极5上施加公共电压信号，使第二透明导电电极5作为公共电极，同时在第一透明导电电极4上施加数据电压信号，使第一透明导电电极4作为像素电极，在此阶段第一透明导电电极4和第二透明导电电极5之间形成电场，控制液晶层7中的液晶根据实际显示需要进行偏转，从而实现触控显示装置的显示功能。此外，在显示时段，屏蔽层6上施加有公共基准信号，使得该屏蔽层6在消除第一寄生电容C1与第二寄生电容C2之间的耦合效应的同时，也避免了边缘走线2上的电信号通过屏蔽层6对黑矩阵3上的电信号产生拉动，进而彻底消除了边缘走线2上的电信号对第二透明导电电极5上电信号的拉动作用，保证了良好的显示效果。

优选的，在触控时段，触控基准信号与触控驱动信号相同；在显示时段，公共基准信号与公共电压信号相同。更进一步的说，在触控时段，对第二透明导电电极5和屏蔽层6施加相同的电压信号，以及在显示时段，对第二透明导电电极5和屏蔽层6施加相同的电压信号，能够使屏蔽层6与黑矩阵3之间产生的新的寄生电容和第二寄生电容C2相同，从而避免了新的寄生电容与第二寄生电容C2之间的耦合效应，使得在触控时段和显示时段，均避免了第二透明导电电极5上的电信号被屏蔽层6上的电信号拉动的现象，很好的保证了触控显示装置工作的稳定性。

值得注意的是，为屏蔽层6施加触控基准信号可以通过多种方式来实现，例如：将屏蔽层6与位于触控显示基板非触控区域的驱动芯片12连接，由驱动芯片12为屏蔽层6施加触控基准信号，当然不仅限于此种方式。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，对于方法实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。