CN104461096B - 像素结构及触摸显示器 - Google Patents

Abstract

提供了一种像素结构及触摸显示器。所述像素结构包括：显示像素结构和触摸感测结构，所述显示像素结构和所述触摸感测结构公用一条栅极线，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线。在像素结构中综合了显示像素结构和触摸感测结构，消除了对单独设计一个触摸感测层的要求，有利地降低了像素结构以及相应的触摸显示器的厚度。

Description

像素结构及触摸显示器

技术领域

本发明涉及平板显示器的触摸检测，并且更具体地涉及一种像素结构及触摸显示器。

背景技术

在现有的支持触摸输入的显示器中，通常包括紧密贴合在一起的触摸屏和显示屏，显示屏用于根据输入图像数据显示图像，触摸屏用于进行触摸检测。由于包括分离的触摸屏和显示屏，因此现有的支持触摸输入的显示器的厚度相对较厚。

因此，需要一种更薄的触摸显示器。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种像素结构及触摸显示器，通过在像素结构中集合显示像素结构和所述触摸感测结构，并且使得显示像素结构和所述触摸感测结构公用一个栅极驱动信号作为控制信号，可以有效地降低像素结构以及触摸显示器的厚度。

根据本发明一方面，提供了一种像素结构，包括：显示像素结构和触摸感测结构，所述显示像素结构和所述触摸感测结构公用一条栅极线，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线。

作为示例，所述显示像素结构的像素电极和所述触摸感测结构的触摸感测电极布置在同一层中，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极。

作为示例，所述像素结构还包括红外感光结构，所述触摸感测电极与所述红外感光结构位置重叠，所述红外感光结构与所述像素电极布置在同一层中、或者所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中。

作为示例，所述触摸感测电极位于所述红外感光结构之上，并且所述触摸感测电极为透明的金属电极或氧化铟锡电极。

作为示例，所述显示像素结构还包括显示控制电路单元，并且所述触摸感测结构还包括触摸感测电路单元；在该像素结构所对应的栅极线被扫描时，所述显示控制电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第一扫描时段内控制对所述像素结构进行显示数据写入，所述触摸感测电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第二扫描时段内控制实现触摸感测。

根据本发明的一个方面，提供了一种触摸显示器，包括像素阵列，其中：对于所述像素阵列中的至少一部分像素点，每个像素点具有以下像素结构：所述像素结构包括显示像素结构和触摸感测结构，所述显示像素结构和所述触摸感测结构公用一条栅极线，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线。

作为示例，所述至少一部分像素点为像素阵列中的全部像素点、奇数行像素点、偶数行像素点、或者按照预定规律分布在像素阵列中的像素点。

作为示例，所述至少一部分像素点中的相邻的多个像素点的触摸感测电路单元的触摸感测信号输出端连接至同一条触摸感测线；或者所述至少一部分像素点中的相邻的多个像素点的触摸感测电极彼此连接，并且公用一个触摸感测电路单元。

根据本发明实施例，在像素结构中综合了显示像素结构和触摸感测结构，消除了对单独设计一个触摸感测层的要求，有利地降低了像素结构以及相应的触摸显示器的厚度。此外，根据本发明实施例，在像素结构中还综合了红外感测结构，基于红外感测结构和触摸感测结构两者的感测结果，可以有利地区分感测对象并且也扩展了可以感测的对象范围。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的像素结构的示意性结构图；

图2示出了根据本发明实施例的像素结构的其它示意性结构图；

图3示出了根据本发明实施例的像素阵列的示意性结构；以及

图4示出了根据本发明实施例的像素阵列的进一步示意性结构。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

图1示出了根据本发明实施例的像素结构1的示意性结构图。

如图1所示，根据本发明实施例的像素结构1包括显示像素结构2和触摸感测结构3。

所述显示像素结构2和所述触摸感测结构3公用一条栅极线，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线

显示像素结构2包括用于进行显示的各显示子像素，所述各显示子像素可以为用于进行灰度图像显示的显示子像素，也可以是用于进行彩色图像显示的显示子像素。例如，用于进行彩色图像显示的显示子像素可以包括例如红色子像素R、蓝色子像素B以及绿色子像素G，并且所述红色子像素R、蓝色子像素B以及绿色子像素G各自的数量可以为一个或多个。

此外，所述显示像素结构2还包括显示控制电路单元（未示出），所述显示控制电路可以包括分别与各显示子像素对应的子像素控制电路单元（未示出），所述各子像素控制电路单元根据通过数据驱动器传送的图像数据控制相应的显示子像素进行图像显示。在下文中，为了描述简单，将各子像素控制单元通称为显示控制电路单元，而不具体进行区分。

所述触摸感测结构3包括触摸感测电容以及触摸感测电路单元。所述触摸感测电容包括触摸感测电极T，在无触摸时，所述触摸感测电容具有第一电容值，而在有触摸时，所述触摸感测电容具有第二电容值，所述第一电容值与所述第二电容值，所述第二电容值在一定范围内可变。

在该像素结构所对应的栅极线被扫描时，所述显示控制电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第一扫描时段内控制对所述像素结构进行显示数据写入，而所述触摸感测电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第二扫描时段内控制实现触摸感测。

具体地，所述触摸感测电路单元通过在第二扫描时段内检测与触摸感测电容的电容值相关联的感测量来进行触摸感测。例如，所述感测量可以包括与触摸感测电容的电容值相关联的电流或电压。换句话说，所感测的电流或电压反映了触摸感测电容的电容值的变化，例如，在无触摸时，所述感测量具有第一感测值，而在有触摸时，所述感测量具有第二感测值。

所述显示像素结构包括像素电极，具体地，每个显示子像素包括子像素电极，例如R子像素电极、G子像素电极和B子像素电极。在下文中，为了描述简单将各显示子像素的子像素电极统称为像素电极。

所述像素电极（即所述各子像素电极）和所述触摸感测电极布置在同一层中，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极。

图2示出了根据本发明实施例的像素结构的其它示意性结构图。

如图2所示，根据本发明实施例的像素结构11包括显示像素结构12、触摸感测结构13以及红外感光结构14。

所述触摸感测电极与所述红外感光结构位置重叠，所述红外感光结构与所述像素电极布置在同一层中、或者所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中。

如图2A到图2D所示，示出了像素电极、触摸感测电极、以及红外感光结构的不同布置示例。

在图2A中，所述触摸感测电极位于所述红外感光结构之上，所述触摸感测电极为透明的金属电极或氧化铟锡电极，并且所述像素电极和所述红外感光结构布置在同一层中。

在图2B中，所述触摸感测电极位于所述红外感光结构之上，所述触摸感测电极为透明的金属电极或氧化铟锡电极，并且所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中。

在图2C中，所述红外感光结构位于所述触摸感测电极之上，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极，并且所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中。

在图2D中，所述红外感光结构位于所述触摸感测电极之上，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极，并且所述像素电极和所述红外感光结构布置在同一层中。

在图1以及图2A到图2D所示的结构中，可以无需单独设计一个触摸感测电极层。而且，在图2A和图2B所示的结构中，可以消除触摸感测电极的阻光影响。因此，使得透光性和厚度降低要求都得到满足。

具体地，在图2A到图2D中，所述红外感光结构14包括红外发光单元141以及红外感光单元142。

在图2A到图2D所示的像素结构11中，与图1所述的像素结构1类似，所述显示像素结构12和所述触摸感测结构13公用一条栅极线，即在同一条栅极线的控制下操作，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线

显示像素结构12包括用于进行显示的各显示子像素，所述各显示子像素可以为用于进行灰度图像显示的显示子像素，也可以是用于进行彩色图像显示的显示子像素。例如，用于进行彩色图像显示的显示子像素可以包括例如红色子像素R、蓝色子像素B以及绿色子像素G，并且所述红色子像素R、蓝色子像素B以及绿色子像素G各自的数量可以为一个或多个。

每个显示子像素包括子像素电极，例如R子像素电极、G子像素电极和B子像素电极。在下文中，为了描述简单将各显示子像素的子像素电极统称为像素电极，即所述显示像素结构包括像素电极。

此外，所述显示像素结构12还包括显示控制电路单元（未示出），所述显示控制电路可以包括分别与各显示子像素对应的子像素控制电路单元（未示出），所述各子像素控制电路单元根据通过数据驱动器传送的图像数据控制相应的显示子像素进行图像显示。在下文中，为了描述简单，将各子像素控制单元通称为显示控制电路单元，而不具体进行区分。

所述触摸感测结构13包括触摸感测电容以及触摸感测电路单元。所述触摸感测电容包括触摸感测电极T，在无触摸时，所述触摸感测电容具有第一电容值，而在有触摸时，所述触摸感测电容具有第二电容值，所述第一电容值与所述第二电容值，所述第二电容值在一定范围内可变。

在该像素结构所对应的栅极线被扫描时，所述显示控制电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第一扫描时段内控制对所述像素结构进行显示数据写入，而所述触摸感测电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第二扫描时段内控制实现触摸感测。

具体地，所述触摸感测电路单元通过在第二扫描时段内检测与触摸感测电容的电容值相关联的感测量来进行触摸感测。例如，所述感测量可以包括与触摸感测电容的电容值相关联的电流或电压。换句话说，所感测的电流或电压反映了触摸感测电容的电容值的变化，例如，在无触摸时，所述感测量具有第一感测值，而在有触摸时，所述感测量具有第二感测值。

所述显示像素结构包括像素电极，具体地，每个显示子像素包括子像素电极，例如R子像素电极、G子像素电极和B子像素电极。在下文中，为了描述简单将各显示子像素的子像素电极统称为像素电极。

下面将参考图3－4来说明根据本发明实施例的触摸显示器。

本发明实施例的触摸显示器可以包括像素阵列，所述像素阵列可以包括被排列为n行m列的n*m个像素，如图3所示。

在所述像素阵列中，即在所述被排列为n行m列的n*m个像素中，对于其中的至少一部分像素点，每个像素点具有如图1所示的像素结构，即所述像素结构包括显示像素结构和触摸感测结构，所述显示像素结构和所述触摸感测结构公用一条栅极线，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线。

在所述像素结构中，所述触摸感测结构包括触摸感测电容，所述触摸感测电容包括触摸感测电极，在无触摸时，所述触摸感测电容具有第一电容值；在有触摸时，所述触摸感测电容具有第二电容值。

此外，所述显示像素结构包括像素电极，并且在所述像素结构中，所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极。

此外，所述像素结构还可以包括红外感光结构，所述红外感光结构包括红外发光单元以及红外感光单元，所述触摸感测电极与所述红外感光结构位置重叠，所述红外感光结构与所述像素电极布置在同一层中、或者所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中。

如图2A到图2B中所示，在所述像素结构中，所述触摸感测电极可以位于所述红外感光结构之上，并且所述触摸感测电极为透明的金属电极或氧化铟锡电极，并且所述像素电极和所述红外感光结构布置在同一层中，或者所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中。

如图2C到图2D中所示，在所述像素结构中，所述红外感光结构位于所述触摸感测电极之上，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极，并且所述像素电极和所述红外感光结构布置在同一层中，或者所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中。

图4中示出了根据本发明实施例的触摸显示器中具有上述像素结构的像素点的示意性分布图。

例如，针对要求分辨率较低的触摸检测应用，可以使在像素阵列中例如i*j+d行h*k+e列的像素具有上述像素结构。其中，i表示每i行中提取一行，d表示每i行中的第d行被提取，因此1≤d≤i，以每i行为一组，j表示第j组，因此0≤j≤（int(n/i)－1），其中int()表示取整；h表示每h列中提取一列，e表示每h行中的第e行被提取，因此1≤e≤h，以每h行为一组，k表示第k组，因此0≤k≤（int(m/h)－1）。

例如，针对手指的触摸感测，可以每10行像素中提取一行像素并且每8列像素中提取一列像素，进一步例如可以提取每10行像素中的第一行像素和每8行像素中的第二列像素，即提取第j*10+1行第k*8+2列的像素。

如图4的a）所示，示出了每4行像素提取第一行像素并且每4列像素提取第一列像素的情况。

为了提高图4的a）中检测的可靠性，可以在多个相邻像素上布置触摸感测电极，并且这些触摸感测电极彼此连接以构成一个大的触摸感测电极，在此情况下，所述多个相邻像素点可以公用一个触摸感测结构，即公用一个触摸感测电容以及一个触摸感测电路单元，并且通过一条触摸感测线提供一个触摸感测信号。在此情况下，所述触摸感测电路单元同时受到所述多个相邻像素分别属于的像素行的栅极线的控制。

可替代地，这些触摸感测电极可以彼此不连接，并且可以单独使用各自的触摸感测电容以及触摸感测电路单元，即，所述多个相邻像素点每个具体有单独的触摸感测结构，但是其触摸感测线可以彼此连接以提供一个触摸感测信号。在此情况下，每个触摸感测电路单元仅受到相应像素的像素行的栅极线的控制。

如图4中的b）所示，示出了在相邻的四个像素上布置触摸感测电极的情况。

例如，针对指纹识别等高分辨率的应用，可以在所述像素阵列的n*m个像素的每个像素上提供如上所述的像素结构。

在此情况下，每个像素可以具有单独的触摸感测结构，即具有单独的触摸感测电极、触摸感测电容、触摸感测电路单元，并且通过单独的触摸感测线提供触摸感测信号。在此情况下，每个触摸感测电路单元受到相应像素的像素行的栅极线的控制。

如图4中的c）所示，示出了每个像素都具有上述的像素结构的示意图。

可替代地，在此情况下，也可以将多个相邻像素构成一个大的检测单元，例如将相邻的两个、四个等像素构成一个大的检测单元。

例如，所述多个相邻像素单元上的触摸感应电极可以彼此连接以构成一个大的触摸感测电极，换句话说，所述多个相邻像素单元公用一个大的触摸感测电极，公用一个触摸感测结构，即公用一个触摸感测电容以及一个触摸感测电路单元，并且通过一条触摸感测线提供一个触摸感测信号。在此情况下，所述触摸感测电路单元同时受到所述多个相邻像素分别属于的像素行的栅极线的控制。

可替代地，所述多个相邻像素单元上的触摸感应电极可以彼此不连接，并且可以单独使用各自的触摸感测电容以及触摸感测电路单元，即，所述多个相邻像素点每个具有单独的触摸感测结构，但是其触摸感测线可以彼此连接以提供一个触摸感测信号。在此情况下，每个触摸感测电路单元仅受到相应像素的像素行的栅极线的控制。

如图4中的d）所示，示出了每个像素都具有上述的像素结构并且多个相邻像素构成一个大的触摸感测单元的示意图。

如图4中的b）和d）所示，其中4个像素点连接仅仅用于示意相邻4个像素点提供一个触摸感测信号的情况，而与这4个像素点的显示像素结构无关。应了解，这里的4个像素点彼此连接仅仅是示例，根据需要可以将2个、3个或任何合适数量的相邻像素点连接。

此外，针对同时图2所示的存在触摸感测结构以及红外感光结构的情况，对于不同的感测对象可以提供不同的感测结果。

例如，对于手指触摸，所述触摸感测结构和所述红外感光结构同时产生各自的感测信号；对于卡片接触，所述触摸感测结构不产生感测信号或产生较弱的感测信号，而所述红外感光结构产生感测信号；对于指甲接触，所述红外感光结构产生较强感测信号，而所述触摸感测结构不产生感测信号或产生较弱的感测信号；对于水滴，所述红外感光结构产生较弱感测信号，而所述触摸感测结构产生较强的感测信号。

因此，根据本发明实施例，在像素结构中综合了显示像素结构和触摸感测结构，消除了对单独设计一个触摸感测层的要求，有利地降低了像素结构以及相应的触摸显示器的厚度。

此外，根据本发明实施例，在像素结构中还综合了红外感测结构，基于红外感测结构和触摸感测结构两者的感测结果，可以有利地区分感测对象并且也扩展了可以感测的对象范围。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助于软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过软件、或硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁盘、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种像素结构，包括：

显示像素结构和触摸感测结构，所述显示像素结构和所述触摸感测结构公用一条栅极线，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线；所述触摸感测结构包括触摸感测电容，所述触摸感测电容包括触摸感测电极，呈阵列布置的多个像素结构的至少两行和至少两列像素结构中的触摸感测电极彼此连接上。

2.如权利要求1所述的像素结构，其中，

在无触摸时，所述触摸感测电容具有第一电容值；

在有触摸时，所述触摸感测电容具有第二电容值。

3.如权利要求2所述的像素结构，其中，所述显示像素结构包括像素电极，所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极。

4.如权利要求3所述的像素结构，还包括红外感光结构，所述红外感光结构与所述触摸感测电极位置重叠，所述红外感光结构与所述像素电极布置在同一层中。

5.如权利要求4所述的像素结构，其中，所述触摸感测电极位于所述红外感光结构之上，并且所述触摸感测电极为透明的金属电极或氧化铟锡电极。

6.如权利要求1或3所述的像素结构，其中，

所述显示像素结构还包括显示控制电路单元，并且所述触摸感测结构还包括触摸感测电路单元；

在该像素结构所对应的栅极线被扫描时，所述显示控制电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第一扫描时段内控制对所述像素结构进行显示数据写入，所述触摸感测电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第二扫描时段内控制实现触摸感测。

7.如权利要求6所述的像素结构，其中，

所述触摸感测电路单元通过在第二扫描时段内检测与触摸感测电容的电容值相关联的感测量来进行触摸感测。

8.一种触摸显示器，包括像素阵列，其中：

对于所述像素阵列中的至少一部分像素点，每个像素点具有以下像素结构：所述像素结构包括显示像素结构和触摸感测结构，所述显示像素结构和所述触摸感测结构公用一条栅极线，在该栅极线被扫描时，所述显示像素结构接收数据信号进行像素显示，所述触摸感测结构进行触摸感测并将感测结果传送到触摸感测线，所述触摸感测结构包括触摸感测电容，所述触摸感测电容包括触摸感测电极，呈阵列布置的多个像素结构的至少两行和至少两列像素结构中的触摸感测电极彼此连接。

9.如权利要求8所述的触摸显示器，其中，

在无触摸时，所述触摸感测电容具有第一电容值；

在有触摸时，所述触摸感测电容具有第二电容值。

10.如权利要求9所述的触摸显示器，其中，

所述显示像素结构包括像素电极，并且在所述像素结构中，所述像素电极和所述触摸感测电极布置在同一层中，所述触摸感测电极为金属电极或氧化铟锡电极。

11.如权利要求10所述的触摸显示器，还包括红外感光结构，所述触摸感测电极与所述红外感光结构位置重叠，所述红外感光结构与所述像素电极布置在同一层中。

12.如权利要求11所述的触摸显示器，其中，在所述像素结构中，所述触摸感测电极位于所述红外感光结构之上，并且所述触摸感测电极为透明的金属电极或氧化铟锡电极。

13.如权利要求8或10所述的触摸显示器，其中，

所述显示像素结构包括显示控制电路单元，并且所述触摸感测结构还包括触摸感测电路单元；

在该像素点所对应的栅极线被扫描时，所述显示控制电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第一扫描时段内控制对所述像素点进行显示数据写入，所述触摸感测电路单元在该栅极线的扫描时间段中的第二扫描时段内控制实现触摸感测。

14.如权利要求13所述的触摸显示器，其中，

所述至少一部分像素点为像素阵列中的全部像素点、奇数行像素点、偶数行像素点、或者按照预定规律分布在像素阵列中的像素点。

15.如权利要求8所述的触摸显示器，其中，

所述至少一部分像素点中的相邻的多个像素点的触摸感测电路单元的触摸感测信号输出端连接至同一条触摸感测线；或者

所述至少一部分像素点中的相邻的多个像素点的触摸感测电极彼此连接，并且公用一个触摸感测电路单元。