CN103324362A - 一种阵列基板、光学式触摸屏和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阵列基板、光学式触摸屏和显示装置，该阵列基板包括：第一衬底基板、位于所述第一衬底基板上的栅线和数据线，所述栅线和所述数据线限定出多个像素单元，所述像素单元内形成有第一薄膜晶体管和与所述第一薄膜晶体管电连接的像素电极，其特征在于，所述阵列基板还包含感光单元，触控扫描线和触控读取线，所述感光单元连接所述触控扫描线和触控读取线，所述触控扫描线用于开启感光单元，所述触控读取线用于读取感光单元的产生的电流信号。本发明的技术方案避免了薄膜晶体管长期暴露在环境光下而产生的老化问题以及降低了阵列基板的功耗。

Description

一种阵列基板、光学式触摸屏和显示装置
技术领域
本发明属于触摸屏技术领域，具体涉及一种阵列基板、光学式触摸屏和显示装置。
背景技术
触摸屏作为一种新的输入设备，与传统的键盘和鼠标输入方式相比具有良好的易用性。随着触摸技术的发展，目前触摸屏技术分为两类：外置型触摸屏和内置型触摸屏。外置型触摸屏是在光学式触摸屏上面设置一个触摸装置而形成，外置型触摸屏成本高且厚度较大。内置型触摸屏由于整合在光学式触摸屏中，相对于其他类型的触摸屏可以做到更轻、更薄，而且工序减少，从而可以降低成本，实现触控和显示的二合一。
现有依靠环境光工作的光学式触摸屏，在无触摸发生时，触摸传感器中的薄膜晶体管受到环境光的照射时会产生漏电流，此时漏电流较大；当有触摸发生时环境光被遮挡，此时薄膜晶体管中产生的漏电流较小，从而可以判断出有触摸发生。
现有技术中至少存在如下问题：依靠环境光工作的光学式触摸屏中，由于薄膜晶体管长期暴露在环境光下，因此薄膜晶体管容易老化；而且在无触摸发生时，由于环境光的照射导致薄膜晶体管产生较大的漏电流，从而增加了光学式触摸屏的功耗。
发明内容
本发明提供了一种阵列基板、光学式触摸屏和显示装置，其可以避免薄膜晶体管长期暴露在环境光下而产生的老化问题以及降低了光学式触摸屏的功耗。
为实现上述目的，本发明提供了一种阵列基板，包括：第一衬底基板、位于所述第一衬底基板上的栅线和数据线，所述栅线和所述数据线限定出多个像素单元，所述像素单元内形成有第一薄膜晶体管和与所述第一薄膜晶体管电连接的像素电极，其特征在于，所述阵列基板还包含感光单元，触控扫描线和触控读取线，所述感光单元连接所述触控扫描线和触控读取线，所述触控扫描线用于开启感光单元，所述触控读取线用于读取感光单元的产生的电流信号。
可选地，所述感光单元包括感光薄膜晶体管，所述感光薄膜晶体管的栅极和第一极连接于所述触控读取线，所述感光薄膜晶体管的第二极连接于所述触控扫描线。
可选地，形成在第一薄膜晶体管上的阻挡图形。
可选地，所述阻挡图形为非晶硅图形。
可选地，三个所述像素单元对应一个所述感光单元。
可选地，所述触控扫描线为所述栅线中的至少一条。
为实现上述目的，本发明提供一种光学式触摸屏，包括上述的阵列基板，所述光学式触摸屏还包括背光源，所述背光源中设置有检测光源。
可选地，所述检测光源为红外光源。
可选地，所述光学式触摸屏还包括彩膜基板，所述彩膜基板内侧对应所述感光晶体管的位置设置有滤光层。
为实现上述目的，本发明提供一种显示装置，包括上述的光学式触摸屏。
本发明提供的一种阵列基板、光学式触摸屏和显示装置，该阵列基板包括：第一衬底基板、位于第一衬底基板上的栅线和数据线，栅线和数据线限定出多个像素单元，像素单元内形成有第一薄膜晶体管和与第一薄膜晶体管电连接的像素电极，阵列基板还包含感光单元，触控扫描线和触控读取线，感光单元连接触控扫描线和触控读取线，触控扫描线用于开启感光单元，触控读取线用于读取感光单元的产生的电流信号，其可以避免薄膜晶体管长期暴露在环境光下而产生的老化问题以及降低了阵列基板的功耗。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种阵列基板的平面示意图；
图2为图1中阵列基板的局部结构剖面示意图；
图3（a）和3（b）分别为本实施例一中无触摸和有触摸时触控扫描线和触控读取线的工作时序图；
图4为本发明实施例二中光学式触摸屏中的阵列基板和彩膜基板的分层结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的一种阵列基板、光学式触摸屏和显示装置作进一步详细描述。
图1为本发明实施例一提供的一种阵列基板的平面示意图，图2为图1中阵列基板的局部结构剖面示意图，如图1和图2所示，该阵列基板11包括：第一衬底基板5、位于第一衬底基板5上的栅线和数据线，栅线和数据线限定出多个像素单元，像素单元内形成有第一薄膜晶体管T1和与第一薄膜晶体管T1电连接的像素电极1，阵列基板11还包含感光单元2，触控扫描线X和触控读取线Y，感光单元2连接触控扫描线X和触控读取线Y，触控扫描线X用于开启感光单元2，触控读取线Y用于读取感光单元2产生的电流信号。
具体地，第一薄膜晶体管T1的第一极和数据线连接，第一薄膜晶体管T1的栅极与栅线连接，第一薄膜晶体管T1的第二极与像素电极1电连接。在实际应用中，外部驱动电路向栅线提供栅极驱动电压，从而控制第一薄膜晶体管T1的开启或者关闭；外部驱动电路向数据线提供数据电压，该数据电压用于控制第一薄膜晶体管T1进行像素显示。
感光单元2包括感光薄膜晶体管T2。优选地，感光薄膜晶体管T2为红外光感应薄膜晶体管。其中，感光薄膜晶体管T2的栅极和第一极连接于触控读取线Y，感光薄膜晶体管T2的第二极连接于触控扫描线X。优选地，触控扫描线为栅线中的至少一条。也就是说，触控扫描线和栅线可以作为一条线共用，这样可以进一步提高开口率
需要说明的是，本发明中，第一薄膜晶体管T1和感光薄膜晶体管T2的第一极或第二极可以为源极或者漏极。实际应用时，第一极可作为源极，则相应地，第二极作为漏极；或者，第一极可作为漏极，则相应地，第二极作为源极。
优选地，如图2所示，为确保第一薄膜晶体管T1的正常稳定工作，在第一薄膜晶体管T1上形成有吸收反射到第一薄膜晶体管T1上的阻挡图形3。具体地，该阻挡图形3为非晶硅图形。在第一薄膜晶体管T1上面覆盖一层阻挡图形3，该阻挡图形3用于吸收反射到第一薄膜晶体管T1的检测光，避免了第一薄膜晶体管T1由于检测光而产生漏电流，从而防止漏电流引起的画面品质问题。在实际应用中，检测光例如可以为红外光。本实施例中，该阻挡图形3为非晶硅图形，由于非晶硅的禁带宽度在1.2电子伏左右，与红外线的光子能量接近，因此能够吸收红外光，吸收红外光后光子把非晶硅的电子激发到导带，以提高非晶硅的导电性能，因此在第一薄膜晶体管T1上覆盖一层阻挡图形3，可以把反射到其上的红外光吸收，从而防止红外光对第一薄膜晶体管T1中非晶硅的电学性能的影响。在图2中5为第一衬底基板，在第一衬底基板5的外侧设置有下偏光片6，4为第一薄膜晶体管。
本实施例中，优选地，三个像素单元对应一个感光单元2。也就是说，每三个像素单元对应一个感光单元2，感光单元2可以较少占用用于进行像素显示的空间，从而提高开口率，进一步提高画面显示质量。进一步地，阵列基板11还包括放大器13。图3（a）为本实施例一中无触摸时触控扫描线和触控读取线的工作时序图，图3（b）为本实施例一中有触摸时触控扫描线和触控读取线的工作时序图。图3（a）和3（b）是以第n行触控扫描线和第n列触控读取线发生触控为例进行说明的，图中，VX（n-1）、VX（n）、VX（n+1）分别表示第n-1行、第n行以及第n+1行触控扫描线的信号，IY（m）表示第m列触控读取线的信号波形。具体原理如图3（a）和3（b）所示，当无触摸发生时，即没有红外光照射到感光薄膜晶体管上时，如图3（a）中t1到t2阶段所示，触控扫描线处在高电位时，此时感光晶体管上的漏电流很小，因此触控读取线上读取到的信号波形IY（m）如图3（a）中t1到t2阶段所示；当有触摸发生时，即有红外光通过手指反射到感光薄膜晶体管上时，如图3（b）中t1到t2阶段所示，触控扫描线处在高电位时，此时感光薄膜晶体管上会产生大量的光生载流子，产生检测电流，检测电流经过放大器13放大后交给处理器分析，因此触控读取线上读取到的信号波形IY（m）如图3（b）中t1到t2阶段所示，由此可以判断出触摸点的坐标；当触控扫描线处在低电位时，此时无论有没有红外光照射在感光薄膜晶体管上，触控读取线上都不会产生检测电流。
本实施例提供的阵列基板的技术方案中，该阵列基板包含感光单元，触控扫描线和触控读取线，感光单元连接触控扫描线和触控读取线，触控扫描线用于开启感光单元，触控读取线用于读取感光单元的产生的电流信号，本实施例的技术方案避免了薄膜晶体管长期暴露在环境光下而产生的老化问题以及降低了阵列基板的功耗。
本发明实施例二提供一种光学式触摸屏，包括阵列基板和背光源，背光源中设置有检测光源。
优选地，光学式触摸屏还包括彩膜基板，彩膜基板内侧对应感光薄膜晶体管的位置设置有滤光层。滤光层用于滤除部分自然光，使红外光通过，从而减小外界自然光对感光薄膜晶体管的影响。在实际应用中，优选地，滤光层可以为彩色矩阵图形，彩色矩阵图形包括红色矩阵图形、绿色矩阵图形和蓝色矩阵图形三种矩阵图形中任意两种组合。当然，该滤光层也可以为其他具有滤除部分自然光使红外光通过的光学器件。
图4为本发明实施例二中光学式触摸屏中的阵列基板和彩膜基板的分层结构示意图，如图4所示，光学式触摸屏包括相对设置的阵列基板11和彩膜基板10，阵列基板11包括：感光薄膜晶体管12、位于第一衬底基板5下方的下偏光片6；彩膜基板10包括：第二衬底基板8、位于第二衬底基板8上方的上偏光片7、形成于第二衬底基板8上的滤光层9。
本实施例中，彩膜基板10内侧对应感光薄膜晶体管12的位置设置有滤光层9。滤光层9用于滤除部分自然光，使红外光通过，从而减小外界自然光对感光薄膜晶体管T2的影响。在实际应用中，优选地，滤光层9可以为彩色矩阵图形，彩色矩阵图形包括红色矩阵图形、绿色矩阵图形和蓝色矩阵图形三种矩阵图形中任意两种组合。当然，该滤光层9也可以为其他具有滤除部分自然光使红外光通过的光学膜层。
优选地，感光薄膜晶体管12为红外光感应薄膜晶体管，检测光源为红外光源。具体地，可通过在背光源中设置红发发光二极管作为提供检测光的红外光源。在实际应用中，检测光例如可以为红外光。当手指触控该光学式触摸屏时，可以将红外光反射到感光单元中，具体的是反射到感光薄膜晶体管上，这样通过触控扫描线和触控读取线就可以检测到触控发生的具体位置。本实施例中，阵列基板11包括阻挡图形3，该阻挡图形3为非晶硅图形，由于非晶硅的禁带宽度在1.2电子伏左右，与红外线的光子能量接近，因此能够吸收红外光，吸收红外光后光子把非晶硅的电子激发到导带，以提高非晶硅的导电性能，因此在第一薄膜晶体管T1上覆盖一层阻挡图形3，可以把反射到其上的红外光吸收，从而防止红外光对第一薄膜晶体管T1中非晶硅的电学性能的影响。
当无触摸发生时，即没有红外光照射到感光薄膜晶体管12上时，触控扫描线处在高电位时，此时感光晶体管上的漏电流很小，当有触摸发生时，即有红外光反射到感光薄膜晶体管上时，触控扫描线处在高电位时，此时感光薄膜晶体管12上会产生大量的光生载流子，产生检测电流，检测电流经过放大器放大后交给处理器分析，由此可以判断出触摸点的坐标；而当触控扫描线处在低电位时，此时无论有没有红外光照射在感光薄膜晶体管12上，触控读取线上都不会产生检测电流。
本实施例提供的一种光学式触摸屏包括背光源、阵列基板和彩膜基板，背光源中设置有检测光源，检测光源提供红外光，彩膜基板内侧对应感光薄膜晶体管的位置设置有滤光层，本实施例的光学式触摸屏避免了光学式触摸屏长期暴露在环境光下而产生的老化问题以及降低了光学式触摸屏的功耗。
本发明实施例三提供一种显示装置，该显示装置采用上述实施例二中所述的光学式触摸屏。
本实施例提供的显示装置，通过采用实施例二中的光学式触摸屏，该光学式触摸屏包括背光源、阵列基板和彩膜基板，背光源中设置有检测光源，检测光源提供红外光，彩膜基板内侧对应感光薄膜晶体管的位置设置有滤光层，其可以有效解决由于显示装置长期暴露在环境光下而产生的老化问题以及降低了显示装置的功耗。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种阵列基板，包括：第一衬底基板、位于所述第一衬底基板上的栅线和数据线，所述栅线和所述数据线限定出多个像素单元，所述像素单元内形成有第一薄膜晶体管和与所述第一薄膜晶体管电连接的像素电极，其特征在于，所述阵列基板还包含感光单元，触控扫描线和触控读取线，所述感光单元连接所述触控扫描线和触控读取线，所述触控扫描线用于开启感光单元，所述触控读取线用于读取感光单元产生的电流信号。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述感光单元包括感光薄膜晶体管，所述感光薄膜晶体管的栅极和第一极连接于所述触控读取线，所述感光薄膜晶体管的第二极连接于所述触控扫描线。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括：形成在第一薄膜晶体管上的阻挡图形。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述阻挡图形为非晶硅图形。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，三个所述像素单元对应一个所述感光单元。
6.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述触控扫描线为所述栅线中的至少一条。
7.一种光学式触摸屏，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的阵列基板，所述光学式触摸屏还包括背光源，所述背光源中设置有检测光源。
8.根据权利要求7所述的光学式触摸屏，其特征在于，所述检测光源为红外光源。
9.根据权利要求7所述的光学式触摸屏，其特征在于，所述光学式触摸屏还包括彩膜基板，所述彩膜基板内侧对应所述感光晶体管的位置设置有滤光层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求7至10任一所述的光学式触摸屏。
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