显示装置、显示面板及其控制方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示装置、显示面板及其控制方法。

背景技术

触摸屏作为人机交互设备，其在生活中应用广泛。触摸屏按照工作原理可以分为电容式、电阻式以及表面光波式等。电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。

电容屏设计时，通常会额外增加一层或多层光罩用来形成电容的感应电极。DBS(Dataline BM Less)的像素设计主要是在数据线上方用屏蔽公共电极(Com ITO)取代黑色矩阵(BM)遮光，以克服对置基板(CF)的BM同阵列基板(Array)的数据线之间的对位偏差导致出现漏光相关的问题，该技术广泛应用于平曲共用产品设计，其共电极在阵列基板内呈网状设计。然而，现有技术的这种基于DBS技术的触控面板存在一个问题，就是需要额外增加一层或多层光罩用来形成电容的多个感应电极，每个感应电极对应一个触摸点，这样就增加了触控面板的制作步骤，也需要消耗更多的材料。

发明内容

本申请旨在提供一种显示装置、显示面板及其控制方法，其可以在不增加工艺制程和光罩情况下实现内嵌式触控显示一体化。

第一方面，本申请实施例提出了一种显示面板，包括显示区和位于显示区周侧的边框区，显示面板包括相对设置的阵列基板、对置基板和设置于阵列基板与对置基板之间的液晶层，阵列基板包括依次形成于第一衬底基板上的驱动阵列层及透光导电层，驱动阵列层包括多个薄膜晶体管及与多个薄膜晶体管电连接的多条信号线，透光导电层包括多条屏蔽公共电极走线，屏蔽公共电极走线在第一衬底基板上的正投影覆盖至少部分信号线在第一衬底基板上的正投影；阵列基板还包括形成于边框区的框胶，至少部分框胶内设置有导电颗粒；对置基板包括形成于第二衬底基板上的公共电极层，其中，公共电极层包括阵列分布的多个触控电极，触控电极通过触控走线与导电颗粒电连接，屏蔽公共电极走线的一端与导电颗粒电连接，另一端与触控芯片电连接；其中，薄膜晶体管关闭时，屏蔽公共电极走线输出触控信号，薄膜晶体管打开时，屏蔽公共电极走线输出公共电极信号。

在一种可能的实施方式中，阵列基板还包括位于显示区一侧的绑定区，绑定区设置有触控引脚，触控引脚被配置为与电路板绑定连接，触控芯片设置于电路板上；或者，触控引脚被配置为与触控芯片绑定连接。

在一种可能的实施方式中，信号线包括沿列方向延伸的数据线，屏蔽公共电极走线沿列方向由显示区延伸至绑定区，具有导电颗粒的框胶位于屏蔽公共电极走线远离绑定区的一端。

在一种可能的实施方式中，每个触控电极与至少一条触控走线电连接，且多个触控电极对应的触控走线的长度沿远离绑定区的列方向逐渐缩短。

在一种可能的实施方式中，透光导电层还包括沿行方向和列方向交错排布且极性相反的第一像素电极和第二像素电极，屏蔽公共电极走线位于第一像素电极和第二像素电极之间。

在一种可能的实施方式中，信号线包括沿行方向延伸的扫描线，屏蔽公共电极走线沿行方向由显示区延伸至绑定区，具有导电颗粒的框胶位于屏蔽公共电极走线远离绑定区的一端。

在一种可能的实施方式中，每个触控电极与至少一条触控走线电连接，且多个触控电极对应的触控走线的长度沿远离绑定区的行方向逐渐缩短。

在一种可能的实施方式中，透光导电层还包括与同一条数据线连接且极性相同的像素电极对，而同列中相邻的两组像素电极对分别连接至不同的数据线，多组像素电极对在行方向和列方向交错排布，屏蔽公共电极走线位于相邻的两行像素电极对之间。

第二方面，本申请实施例还提出了一种显示面板的控制方法，包括：在触控阶段，阵列基板一侧的薄膜晶体管关闭，阵列基板的屏蔽公共电极走线输出触控信号，触控信号经由框胶的导电颗粒传输至对置基板一侧的触控走线及对应的触控电极；在显示阶段，阵列基板一侧的薄膜晶体管打开，阵列基板的屏蔽公共电极走线输出公共电极信号，公共电极信号经由框胶的导电颗粒传输至对置基板一侧的触控走线及对应的触控电极。

第三方面，本申请实施例还提供了一种显示装置，包括：如前所述的显示面板；触控芯片，被配置为向显示面板的阵列基板的屏蔽公共电极走线输出触控信号或者公共电极信号。

根据本申请实施例提供的显示装置、显示面板及其控制方法，通过将阵列基板一侧用于遮挡信号线的屏蔽公共电极走线复用为传输触控信号的走线，并通过框胶内的导电颗粒将屏蔽公共电极走线与对置基板一侧的触控走线及对应的触控电极电连接，可以在不增加工艺制程和光罩情况下实现内嵌式触控显示一体化。另外，由于未增加新的金属层来布置触控走线，不影响显示面板的开口率，有利于提升显示面板的透光率。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制，仅用于示意相对位置关系，某些部位的层厚采用了夸大的绘图方式以便于理解，附图中的层厚并不代表实际层厚的比例关系。

图1示出本申请第一实施例提供的显示面板的剖面结构示意图；

图2示出图1所示的显示面板的俯视结构示意图；

图3示出图2在导电颗粒处的纵向剖面结构示意图；

图4示出图1中阵列基板的像素架构示意图；

图5示出本申请第二实施例提供的显示面板的剖面结构示意图；

图6示出图5所示的显示面板的俯视结构示意图；

图7示出图6在导电颗粒处的纵向剖面结构示意图；

图8示出图5中阵列基板的像素架构示意图。

附图标记说明：

1、阵列基板；AA、显示区；BA、绑定区；D、数据线；S、扫描线；

11、第一衬底基板；12、驱动阵列层；13、透光导电层；130、屏蔽公共电极走线；131、第一像素电极；132、第二像素电极；14、框胶；141、导电颗粒；133、像素电极对；

2、对置基板；21、第二衬底基板；22、公共电极层；221、触控电极；222、触控走线；

3、液晶层；4、触控芯片。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了区域结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

第一实施例

图1示出本申请第一实施例提供的显示面板的剖面结构示意图；图2示出图1所示的显示面板的俯视结构示意图；图3示出图2在导电颗粒处的纵向剖面结构示意图。

如图1至图3所示，本申请第一实施例提供的显示面板，包括显示区AA和位于显示区AA周侧的边框区NA，显示面板包括相对设置的阵列基板1、对置基板2和设置于阵列基板1与对置基板2之间的液晶层3。液晶层3包括多个液晶分子，液晶分子通常为棒状，既可以像液体一样流动，又具有某些晶体特征。当液晶分子处于电场中时，其排列方向会根据电场的变化而改变。

阵列基板1包括依次形成于第一衬底基板11上的驱动阵列层12及透光导电层13，驱动阵列层12包括多个薄膜晶体管及与多个薄膜晶体管电连接的多条信号线，透光导电层13包括多条屏蔽公共电极走线130，屏蔽公共电极走线130在第一衬底基板11上的正投影覆盖至少部分信号线在第一衬底基板11上的正投影。

阵列基板1还包括形成于边框区NA的框胶14，至少部分框胶14内设置有导电颗粒141；对置基板2包括形成于第二衬底基板21上的公共电极层22，公共电极层22包括阵列分布的多个触控电极221，触控电极221通过触控走线222与导电颗粒141电连接，屏蔽公共电极走线130的一端与导电颗粒141电连接，另一端与触控芯片4电连接。薄膜晶体管与信号线电连接，当薄膜晶体管关闭时，屏蔽公共电极走线130输出触控信号，薄膜晶体管打开时，屏蔽公共电极走线130输出公共电极信号。

本实施例中，阵列基板1一侧的薄膜晶体管为开关元件，薄膜晶体管可以使显示面板的显示功能与触控功能在时序上分开设置。

具体来说，薄膜晶体管打开时，显示面板处于显示阶段。薄膜晶体管通过施加于栅极的信号而导通，施加于数据线D的信号被施加于像素电极。由此，在像素电极与公共电极层22之间生成预定强度的电场，施加不同的电压可以改变液晶分子的取向，从而调节光的透射率并显示图像。此时，触控芯片4通过屏蔽公共电极走线130输出公共电极信号，经由框胶14中的导电颗粒141传输至对置基板2一侧的触控走线222及对应的触控电极221，使得屏蔽公共电极走线130与对置基板2一侧的公共电极层22的每个触控电极221的电位相同，从而可以使信号线上方对应的液晶分子始终保持未偏转状态，进而起到遮光的效果。

薄膜晶体管关闭时，显示面板处于触控阶段，触控芯片4通过屏蔽公共电极走线130输出触控信号，经由框胶14中的导电颗粒141传输至对置基板2一侧的触控走线222及对应的触控电极221，实现触控功能。

由于屏蔽公共电极走线130与像素电极同层布置于透光导电层13，材质可以为氧化铟锡(ITO)，与相关技术中内嵌式(In-cell)触控显示面板相比，不需要在阵列基板1一侧额外设置金属层来布置传输触控信号的金属走线，故不需要额外设置一道光罩工序来制备金属走线，不会增加工艺制程的难度，同时也不会影响像素开口率，有利于提升显示面板的透光率。

根据本申请实施例提供的显示面板，通过将阵列基板1一侧用于遮挡信号线的屏蔽公共电极走线130复用为传输触控信号的走线，并通过框胶14内的导电颗粒141将屏蔽公共电极走线130与对置基板2一侧的触控走线222及对应的触控电极221电连接，可以在不增加工艺制程和光罩情况下实现内嵌式触控显示一体化。另外，由于未增加新的金属层来布置触控走线，不影响显示面板的开口率，有利于提升显示面板的透光率。

在一些实施例中，阵列基板1还包括位于显示区AA一侧的绑定区BA，绑定区BA设置有触控引脚，触控引脚被配置为与电路板绑定连接，触控芯片4设置于电路板上。可选地，电路板为柔性电路板FPC或者覆晶薄膜，触控芯片4设置于电路板上。

在一些实施例中，阵列基板1还包括位于显示区AA一侧的绑定区BA，绑定区BA设置有触控引脚，触控引脚被配置为与触控芯片4绑定连接。

在一些实施例中，信号线包括沿列方向延伸的数据线D，屏蔽公共电极走线130沿列方向由显示区AA延伸至绑定区BA，具有导电颗粒141的框胶14位于屏蔽公共电极走线130远离绑定区BA的一端。

可选地，显示面板的形状为矩形，阵列基板1和对置基板2的形状为矩形。框胶14围绕显示区AA的三侧设置，且其中一侧的框胶14内形成有导电颗粒141，绑定区BA位于显示区AA的一侧，并与具有导电颗粒141的框胶14相对设置。屏蔽公共电极走线130沿列方向由显示区AA延伸至绑定区BA，且屏蔽公共电极走线130在第一衬底基板11上的正投影覆盖数据线D在第一衬底基板11上的正投影。

进一步地，每个触控电极221与至少一条触控走线222电连接，且多个触控电极221对应的触控走线222的长度沿远离绑定区BA的列方向逐渐缩短。

可选地，触控电极221的形状为矩形或者菱形，每个触控电极221与至少一条触控走线222电连接，多个触控电极221阵列排布，触控走线222连接于触控电极221与框胶14的导电颗粒141之间，多个触控电极221对应的触控走线222的长度沿远离绑定区BA的列方向逐渐缩短，以尽可能地减小触控走线222的占用空间。

图4示出图1中阵列基板的像素架构示意图。

在一些实施例中，透光导电层13还包括沿行方向和列方向交错排布且极性相反的第一像素电极131和第二像素电极132，屏蔽公共电极走线130位于第一像素电极131和第二像素电极132之间。

阵列基板1的像素架构可以有很多种，如图4所示为点翻转(Flip)的像素架构，第一像素电极131和第二像素电极132沿行方向和列方向交错排布且极性相反，即第一像素电极131和第二像素电极132的极性按“+”、“-”沿行方向和列方向交错设置，可以在空间上对同种子像素的电压极性进行平均，有效改善显示面板的迷宫纹现象(Crosstalk)或者抬头纹(Flicker)等显示异常问题，改善显示面板的显示品质。

在一些实施例中，阵列基板1还包括位于驱动阵列层12与透光导电层13之间的色阻层，色阻层包括与第一像素电极131和第二像素电极132分别对应的色阻单元。即COA(Color-filter on Array，彩色滤光片位于阵列基板侧)技术，是将色阻层直接制作于阵列基板1上的集成技术，可以降低对置基板2与阵列基板1之间的对位误差。另外，相邻的色阻单元之间设置有数据线D，屏蔽公共电极走线130用于对数据线D进行遮光，以提高显示面板的对比度。

在一些实施例中，对置基板2还包括位于第二衬底基板21与公共电极层22之间的色阻层，即对置基板2为彩膜基板。色阻层包括与第一像素电极131和第二像素电极132分别对应的色阻单元。另外，相邻的色阻单元之间设置有数据线D，屏蔽公共电极走线130用于对数据线D进行遮光，以提高显示面板的对比度。

第二实施例

图5示出本申请第二实施例提供的显示面板的剖面结构示意图；图6示出图5所示的显示面板的俯视结构示意图；图7示出图6在导电颗粒的纵向剖面结构示意图。

如图5至图7所示，本申请第二实施例提供的显示面板与第一实施例的显示面板结构类似，不同之处在于，信号线为扫描线S，屏蔽公共电极走线130在第一衬底基板11上的正投影覆盖扫描线S在第一衬底基板11上的正投影。相应地，绑定区BA和具有导电颗粒141的框胶14的位置与第一实施例中的位置相互垂直。

具体来说，信号线包括沿行方向延伸的扫描线S，屏蔽公共电极走线130沿行方向由显示区AA延伸至绑定区BA，具有导电颗粒141的框胶14位于屏蔽公共电极走线130远离绑定区BA的一端。

进一步地，每个触控电极221与至少一条触控走线222电连接，且多个触控电极221对应的触控走线222的长度沿远离绑定区BA的行方向逐渐缩短。

可选地，触控电极221的形状为矩形或者菱形，每个触控电极221与至少一条触控走线222电连接，多个触控电极221阵列排布，触控走线222连接于触控电极221与框胶14的导电颗粒141之间，多个触控电极221对应的触控走线222的长度沿远离绑定区BA的行方向逐渐缩短，以尽可能地减小触控走线222的占用空间。

图8示出图5中阵列基板的像素架构示意图。

阵列基板1的像素架构可以有很多种，如图8所示，阵列基板1采用双栅像素驱动架构(Dual-gate)，也称为双速率驱动架构(Double Rate Driving，简称DRD)，与正常(Normal)架构相比，其扫描线S增加一倍，同时数据线D减少一倍。在显示面板中，扫描线S的增加只会增加GOA(Gate Driver on Array，集成在阵列基板上的行扫描)驱动电路，并不会大量增加生产成本；而数据线D减少一倍可使得源极驱动电路中集成芯片的数量减少一半，可以有效地减少印刷电路板的用量，因而可以大幅节省显示面板的生产成本。

具体来说，如图8所示，透光导电层13还包括与同一条数据线D连接且极性相同的像素电极对133，像素电极对133包括一对像素电极，而同列中相邻的两组像素电极对133分别连接至不同的数据线D，多组像素电极对133在行方向和列方向交错排布，屏蔽公共电极走线130位于相邻的两行像素电极对133之间。即多组像素电极对133的极性按“+”、“-”沿行方向和列方向交错设置，使一组像素电极对133与其上下左右的其他组像素电极对133的极性均相反，可以在空间上对同种子像素的电压极性进行平均，有效改善显示面板的迷宫纹现象(Crosstalk)或者抬头纹(Flicker)等显示异常问题，改善显示面板的显示品质。

第三实施例

本申请第三实施例提供的显示面板的控制方法，应用于如前所述的任一种显示面板，该显示面板的控制方法包括：

在触控阶段，阵列基板1一侧的薄膜晶体管关闭，阵列基板1的屏蔽公共电极走线130输出触控信号，触控信号经由框胶14的导电颗粒141传输至对置基板2一侧的触控走线222及对应的触控电极221；

在显示阶段，阵列基板1一侧的薄膜晶体管打开，阵列基板1的屏蔽公共电极走线130输出公共电极信号，公共电极信号经由框胶14的导电颗粒141传输至对置基板2一侧的触控走线222及对应的触控电极221。

由此，阵列基板1一侧的薄膜晶体管为开关元件，薄膜晶体管可以使显示面板的显示功能与触控功能在时序上分开设置。

根据本申请实施例提供的显示面板的控制方法，通过将阵列基板1一侧用于遮挡信号线的屏蔽公共电极走线130复用为传输触控信号的走线，并通过框胶14内的导电颗粒141将屏蔽公共电极走线130与对置基板2一侧的触控走线222及对应的触控电极221电连接，可以在不增加工艺制程和光罩情况下实现内嵌式触控显示一体化。另外，由于未增加新的金属层来布置触控走线，不影响显示面板的开口率，有利于提升显示面板的透光率。

第四实施例

另外，本申请第四实施例还提供一种显示装置，包括：如前所述的显示面板和触控芯片4，触控芯片4被配置为向显示面板的阵列基板1的屏蔽公共电极走线130输出触控信号或者公共电极信号。阵列基板1一侧的薄膜晶体管为开关元件，薄膜晶体管可以使显示面板的显示功能与触控功能在时序上分开设置。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本申请中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

文中使用的术语“衬底基板”是指在其上添加后续材料层的材料。衬底基板本身可以被图案化。添加到衬底基板顶上的材料可以被图案化，或者可以保持不被图案化。此外，衬底基板可以包括宽范围内的一系列材料，例如，硅、锗、砷化镓、磷化铟等。替代地，衬底基板可以由非导电材料(例如，玻璃、塑料或者蓝宝石晶圆等)制成。

文中使用的术语“层”可以指包括具有一定厚度的区域的材料部分。层可以在整个的下层结构或上覆结构之上延伸，或者可以具有比下层或上覆结构的范围小的范围。此外，层可以是匀质或者非匀质的连续结构的一个区域，其厚度小于该连续结构的厚度。例如，层可以位于所述连续结构的顶表面和底表面之间或者所述顶表面和底表面处的任何成对的横向平面之间。层可以横向延伸、垂直延伸和/或沿锥形表面延伸。衬底基板可以是层，可以在其中包括一个或多个层，和/或可以具有位于其上、其以上和/或其以下的一个或多个层。层可以包括多个层。例如，互连层可以包括一个或多个导体和接触层(在其内形成触点、互连线和/或过孔)以及一个或多个电介质层。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。