本实用新型涉及触控领域,特别涉及一种触摸屏及显示装置。
背景技术:
随着显示技术的飞速发展,触摸屏(Touch Screen Panel)已经逐渐遍及人们的生活中。目前,触摸屏按照组成结构可以分为:外挂式触摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触摸屏(On Cell Touch Panel)、以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。其中,外挂式触摸屏是将触摸屏与液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)分开生产,然后贴合到一起成为具有触摸功能的液晶显示屏,外挂式触摸屏存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。覆盖表面式触摸屏是指将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间的方法,即在液晶面板上设置触摸传感器。而内嵌式触摸屏将触摸屏的触控电极内嵌在液晶显示屏内部,可以减薄模组整体的厚度,又可以大大降低触摸屏的制作成本,受到各大面板厂家青睐。现有技术中触摸屏的像素结构不但使驱动控制电路有较大负载,而且工艺流程复杂,触控线易受到干扰。
技术实现要素:
为解决上述问题,本实用新型提供了一种触摸屏及显示装置,减小了驱动控制电路的负载,简化了工艺流程,减弱了对触控线的干扰。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种触摸屏及显示装置,具体方案如下:
一种触摸屏,包括:
透明基板;
多条扫描线;
多条数据线,所述扫描线和所述数据线绝缘相交;
多个开关器件;
多个像素单元,每个所述像素单元包括多个子像素,每个所述像素单元的多个子像素通过所述开关器件与同一条所述数据线耦接,每个所述像素单元的多个子像素通过所述开关器件分别与各自对应的所述扫描线耦接;以及,
多条触控线,所述扫描线与所述触控线同层设置且相互绝缘,所述扫描线与所述触控线平行。
可选的,所述子像素沿所述数据线延伸方向的长度小于所述子像素沿所述扫描线延伸方向的长度。
可选的,所述数据线的电阻率大于所述扫描线的电阻率。
可选的,相邻的所述触控线之间至少包括一个所述像素单元。
可选的,所述触摸屏还包括多个呈阵列排布的触控电极,一条所述触控线与一个所述触控电极电连接并与其余所述触控电极绝缘。
可选的,所述多个触控电极在显示阶段输入公共信号,在触控阶段输入触控信号。
可选的,所述触摸屏还包括像素电极,其中,所述数据线与所述像素电极同层设置。
可选的,所述像素电极位于所述触控电极与所述透明基板之间,并且在所述像素电极和所述触控电极之间设有第一钝化层。
可选的,所述像素电极与触控线之间设有第一栅绝缘层。
可选的,所述触控电极与对应所述触控线交叠部分的所述第一钝化层与所述第一栅绝缘层有第一过孔,各所述触控电极通过所述第一过孔与对应的所述触控线电连接。
可选的,所述触控电极位于所述像素电极与所述透明基板之间,并且在所述像素电极和所述触控电极之间设有第二钝化层。
可选的,所述触控电极与数据线之间设有第三钝化层。
可选的,所述触摸屏还包括漏极,所述漏极与所述数据线同层,所述第二钝化层和所述第三钝化层设有第二过孔,所述像素电极通过所述第二过孔与所述漏极电连接。
可选的,所述数据线和所述触控线之间设有第二栅绝缘层。
可选的,所述触控电极与对应所述触控线交叠部分的所述第三钝化层与所述第二栅绝缘层有第三过孔,各所述触控电极通过所述第三过孔与对应的所述触控线电连接。
一种显示装置,包括上述任意一项可选的触摸屏。
通过上述描述可知,本实用新型提供了一种触摸屏及显示装置,每个像素单元的多个子像素通过开关器件与同一条数据线耦接,每个像素单元的多个子像素通过开关器件分别与各自对应的扫描线耦接。扫描线与触控线同层设置且相互绝缘,扫描线与触控线平行。本实用新型的实施例通过新型的像素结构设计,优化触控线位置,不仅可减小驱动控制电路的负载,简化工艺流程,还可减弱对触控线的干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一实施例提供的触摸屏的结构示意图一
图2是本实用新型一实施例提供的触摸屏的侧视结构示意图
图3是本实用新型又一实施例提供的触摸屏的结构示意图二
图4是本实用新型又一实施例提供的触摸屏中触控电极和触控线之间的连接关系示意图
图5a和图5b是本实用新型提供的触摸屏的驱动时序示意图
图6是本实用新型另一实施例提供的触摸屏的侧视结构示意图
图7是本实用新型又一实施例提供的触摸屏的侧视结构示意图
附图标记
1-扫描线 2-数据线
3-开关器件 4-触控线
5-栅绝缘层 501-第一栅绝缘层
502-第二栅绝缘层 6-钝化层
601-第一钝化层 602-第二钝化层
603-第三钝化层 7-触控电极
8-液晶 9-驱动控制电路(IC)
10-透明基板 11-像素单元
12-漏极 13-像素电极
14-过孔 1401-第一过孔
1402-第二过孔 1403-第三过孔
15-子像素 1501-红色子像素
1502-绿色子像素 1503-蓝色子像素
H-一个子像素的长边 L-一个子像素的短边
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,本实用新型结合示意图进行详细描述,在详述本实用新型实施例时,为便于说明,表示器件结构的示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本实用新型保护的范围。
如背景技术所述,现有技术中触摸屏的像素结构不但使得成驱动控制电路有较大负载,而且工艺流程复杂,触控线易受到干扰。
有鉴于此,本实用新型提供了一种实施例的触摸屏,如图1所示,所述触摸屏包括多条扫描线1和多条数据线2,所述扫描线1和所述数据线2绝缘相交。所述触摸屏还包括多个像素单元11,所述每个像素单元11包括多个子像素15,例如,红色子像素1501、绿色子像素1502和蓝色子像素1503三个子像就可构成一个像素单元11。所述触摸屏还包括多个开关器件3,每个所述像素单元11的多个子像素15通过所述开关器件3与同一条所述数据线2耦接,每个所述像素单元11的多个子像素15通过所述开关器件3分别与各自对应的所述扫描线1耦接。所述触摸屏还包括多条触控线4,所述扫描线1与所述触控线4平行。如图2所示,所述扫描线1与所述触控线4同层设置且相互绝缘。
本实用新型的实施例通过新型的像素结构设计,可减小驱动控制电路9的负载。扫描线1电压为子像素15上的开关电压,扫描线1负载很小;数据线2为像素电极13供电(如图6所示),对应的液晶电容和存储电容都很大,所以数据线2上负载很大,驱动控制电路9需要给数据线所提供的电流较大,所以在其他条件相同的情况下,数据线2的条数增多会大大提高驱动控制电路9的负载。本实用新型的实施例通过新型的像素结构设计,两个或多个像素单元11仅需要一条数据线2,和现有技术相比减少了数据线2的数目,因此可以减少驱动控制电路9的负载。而且本实用新型的实施例通过优化触控线4的位置,例如,所述扫描线1与所述触控线4同层设置且相互绝缘,所述扫描线1与所述触控线4平行;例如,相邻的所述触控线4之间至少包括一个所述像素单元15,不仅简化了工艺流程,还可减弱对触控线4的干扰。
本实用新型再提供一种实施例的触摸屏,如图3所示,除与本实用新型提供的其他实施例相同的部分外,所述子像素15沿所述数据线2延伸方向的长度L小于所述子像素15沿所述扫描线1延伸方向的长度H。通常所述数据线2的电阻率大于所述扫描线1的电阻率。例如,扫描线1的电阻率通常为0.28Ω·m,数据线2的电阻率通常为0.58Ω·m。在温度一定的情况下,有公式R=ρL/S,其中的ρ就是电阻率,L为材料的长度,S为面积。可以看出,材料的电阻大小与材料的长度成正比,即在材料和横截面积不变时,长度越长,材料电阻越大。由于所述数据线2的电阻率大于所述扫描线1的电阻率,为了降低驱动控制电路9的功耗,要求本实施例中所述子像素15沿所述数据线2延伸方向的长度L小于所述子像素15沿所述扫描线1延伸方向的长度H。
本实用新型提供的触摸屏,将触控线4与扫描线1设置在同一层,可以采用同种材料在同一工艺中进行,进一步减少了膜层结构,实现了内嵌式触摸屏进一步轻薄化。
本实用新型中的触摸屏可用于内嵌式触摸屏中。通常,内嵌式触摸屏是利用互电容的原理实现检测手指触摸位置,以苹果Iphone5为例,将触控电极制作在阵列基板上,这相对于本实用新型的阵列工艺增加了至少3张掩模,并且互电容技术的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)只能做到20以下。本实用新型利用自电容的原理可以在触摸屏中设置多个同层设置且相互绝缘的电极可以进一步减少膜层厚度,当人体未触碰屏幕时,各触控电极所承受的电容为一固定值;当人体触碰屏幕时,对应的触控电极所承受的电容为固定值叠加人体电容。触控侦测电路在触控时间段通过检测各触控电极的电容值变化可以判断出触控位置,所述触控侦测电路设置在驱动控制路中。
本实用新型再提供一种实施例的触摸屏,如图4所示,除与本实用新型提供的其他实施例相同的部分外,所述触摸屏还包括多个呈阵列排布的触控电极7,其材料现在广为采用铟锡氧化物(ITO),并通过刻蚀的方法对其进行图形化。所述触控电极7相互绝缘且同层分布互不交叠,即所述触控屏采用自电容式触摸屏。所述触控屏采用一条所述触控线4通过过孔14与一个所述触控电极7电连接并与其余所述触控电极7绝缘。
本实用新型的自电容方案可以采用公共电极(Vcom)复用方式,将触控电极复用公共电极为以进一步减少膜层结构。触控电极在显示时间段充当公共电极,在触控阶段充当触控电极。采用此种方案实现较简单,不需额外增加膜层数量。本实用新型再提供一种触摸屏,除与本实用性新型提供的其他实施例相同的部分外,所述多个触控电极7在显示时间段输入公共信号,在触控时间输入触控信号,即采用公共电极(Vcom)复用方式。如图5a和图5b所示的驱动时序图所示,将触摸屏显示每一帧(V-sync)的时间分成显示时间段(Display)和触控时间段(Touch)。例如如图5a和图5b所示的驱动时序图中触摸屏的显示一帧的时间为16.7ms,选取其中4ms作为触控时间段,其他的12.7ms作为显示时间段。当然也可以根据驱动控制电路9的处理能力适当的调整两者的时长,在此不做具体限定。在显示时间段(Display),对触摸屏中的每条栅极线Gate1,Gate2……Gaten依次施加栅扫描信号,对数据线Data施加灰阶信号,与各触控电极TP1……TP n连接的触控侦测电路向各触控电极TP1……TP n分别施加公共信号,以实现显示功能。在显示时间阶段,所述多个触控电极7输入公共信号,即触控电极7复用做公共电极。当触控电极7复用作公共电极时,液晶在公共电极7与像素电极13形成的电场下发生偏转,从而影响光的穿透率。在触控时间段(Touch),如图5a所示,与各触控电极TP1……TP n连接的触控侦测电路向各触控电极TP 1……TP n例如,同时施加驱动信号,同时接收各触控电极TP1……TP n的反馈信号;也可以如图5b所示,与各触控电极TP1……TP n连接的触控侦测电路向各触控电极TP1……TP n依次施加驱动信号,分别接收各触控电极TP1……TP n的反馈信号,在此不做限定。在触控时间阶段,所述多个触控电极7输入触控信号,从而通过驱动控制电路9中的触控侦测电路分析判断是否发生触控,以实现触控功能。
在内嵌式触摸屏中,为了将触控电极与触控侦测电路连接,一般会设置与触控电极对应连接的触控线。例如,可以将触控线与触控电极的图形设置在同一层。将触控线和触控电极同层设置虽然可以避免增加新的构图工艺,但是,将触控电极和触控线同层设置会形成触控盲区,在触控盲区内连接多个触控电极的触控线均经过该触控盲区,因此,在这个触控盲区内的信号相对比较紊乱,也就是在该区域内的触控性能无法保证。基于上述考虑,本实用新型将触控线和触控电极异层设置。本实用新型又提供一种实施例的触摸屏,如图6所示,除与本实用新型提供的其他实施例相同的部分外,所述触摸屏还包括像素电极13,其材料现在广为采用铟锡氧化物(ITO),并通过刻蚀的方法对其进行图形化。其中,所述数据线2与所述像素电极13同层设置。所述像素电极13位于所述触控电极7与所述透明基板10之间,并且在所述像素电极13和所述触控电极7之间设有第一钝化层601,进一步地,所述第一钝化层601为无机绝缘层或有机绝缘层,所述无机绝缘层包括二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化钛薄膜、氧化锆薄膜、氧化钽薄膜、钛酸钡薄膜或氧化钕薄膜;所述有机绝缘层包括树脂系绝缘膜或亚克力系绝缘膜。像素电极13与触控线4之间设有第一栅绝缘层501,进一步地,所述第一栅绝缘层501为氧化硅薄膜、三氧化二钇薄膜、氧化铝薄膜、氧化钛薄膜、氧化锆薄膜、氧化钽薄膜、钛酸钡薄膜、氧化钕薄膜、氮氧化铝薄膜、氮氧化硅薄膜、氮氧化锆薄膜、氮氧化钽薄膜、氮氧化钇薄膜、氮氧化钕薄膜、氮化硅薄膜、氮化铝薄膜、氮化锆薄膜或氮化钽薄膜。触控电极7与对应所述触控线4交叠部分的所述第一钝化层601与所述第一栅绝缘层501有第一过孔1401,各所述触控电极7通过所述第一过孔1401与对应的所述触控线4电连接。本实用新型中的触摸屏的触控电极7和触控线4之间有第一栅绝缘层501和第一层钝化层601,因此触控线4有两层膜的保护,因此不容易被损坏,且所述触控线4向触控电极7传输触控信号时,不容易被干扰。在显示时间阶段,所述多个触控电极7输入公共信号,即触控电极7复用做公共电极。当触控电极7复用作公共电极时,液晶在公共电极7与像素电极13形成的电场下发生偏转,从而影响光的穿透率。在触控时间阶段,所述多个触控电极7输入触控信号,从而通过驱动控制电路9中的触控侦测电路分析判断是否发生触控,以实现触控功能。
本实用新型又一实施例提供的一种触摸屏,如图7所示,除与本实用新型提供的其他实施例相同的部分外,触控电极7位于像素电极13与透明基板10之间,并且在所述像素电极13和所述触控电极7之间设有第二钝化层602。进一步地,所述第二钝化层为无机绝缘层或有机绝缘层,所述无机绝缘层包括二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化钛薄膜、氧化锆薄膜、氧化钽薄膜、钛酸钡薄膜或氧化钕薄膜;所述有机绝缘层包括树脂系绝缘膜或亚克力系绝缘膜。所述触控电极7与数据线2之间设有第三钝化层603,进一步地,所述第三钝化层603为无机绝缘层或有机绝缘层,所述无机绝缘层包括二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化铝薄膜、氧化钛薄膜、氧化锆薄膜、氧化钽薄膜、钛酸钡薄膜或氧化钕薄膜;所述有机绝缘层包括树脂系绝缘膜或亚克力系绝缘膜。所述触摸屏还包括漏极12,所述漏极12与所述数据线2同层,所述第二钝化层602和所述第三钝化层603设有第二过孔1402,所述像素电极13通过所述第二过孔1402与所述漏极12电连接。数据线2和触控线4之间设有第二栅绝缘层502,进一步地,所述第二栅绝缘层502为氧化硅薄膜、三氧化二钇薄膜、氧化铝薄膜、氧化钛薄膜、氧化锆薄膜、氧化钽薄膜、钛酸钡薄膜、氧化钕薄膜、氮氧化铝薄膜、氮氧化硅薄膜、氮氧化锆薄膜、氮氧化钽薄膜、氮氧化钇薄膜、氮氧化钕薄膜、氮化硅薄膜、氮化铝薄膜、氮化锆薄膜或氮化钽薄膜。触控电极7与对应所述触控线4交叠部分的所述第三钝化层603与所述第二栅绝缘层502有第三过孔1403,各所述触控电极7通过所述第三过孔1403与对应的所述触控线4电连接。
在显示时间阶段,所述多个触控电极7输入公共信号,即触控电极7复用做公共电极。当触控电极7复用作公共电极时,液晶在公共电极7与像素电极13形成的电场下发生偏转,从而影响光的穿透率。在触控时间阶段,所述多个触控电极7输入触控信号,从而通过驱动控制电路9中的触控侦测电路分析判断是否发生触控,以实现触控功能。
通过上述描述可知,本实用新型提供了一种触摸屏及显示装置,每个像素单元的多个子像素通过开关器件与同一条数据线耦接,每个像素单元的多个子像素通过开关器件分别与各自对应的扫描线耦接。扫描线与触控线同层设置且相互绝缘,扫描线与触控线平行。本实用新型的实施例通过新型的像素结构设计,优化触控线位置,不仅可降低驱动控制电路的负载,简化工艺流程,还可减弱对触控线的干扰。