CN105549803B - 触摸屏和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的触摸屏和显示装置，其包括对盒设置的阵列基板和彩膜基板、一级发射模组、二级发射模组和处理器，其中，一级发射模组包括第一发射电极和接收电极，二者设置在彩膜基板的上表面，且形成第一电容；第一发射电极向接收电极发射激励信号；接收电极将激励信号发送至处理器；二级发射模组在手指触摸到触摸屏的面板，且压力大于预设值时，向接收电极发射二级信号，以使由接收电极接收到的激励信号的特征发生变化；处理器对激励信号进行处理，以获得激励信号的特征，并根据激励信号的特征判断手指的触摸压力属于两种不同力度中的哪一种。本发明提供的触摸屏，其在识别手指的触摸动作的基础上，可以判断出手指的两种触摸力度。

Description

触摸屏和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种触摸屏和显示装置。
背景技术
投射电容式触控面板(Projective Capacitive Touch Panel)是以传统的电容式触控面板为基础，增加两组透明导线(X轴和Y轴)，二者存在于不同平面，且相互垂直。当手指触碰面板时，可通过堆X、Y轴的扫描，检测到触碰位置电容的变化，进而计算出手指之所在。
在传统的投射电容触摸屏中，包括对盒设置的阵列基板和彩膜基板，在二者之间设置有液晶和主隔垫物。其中，在彩膜基板的上表面设置有发射电极和接收电极，二者形成电容。发射电极向接收电极发射激励信号；接收电极将该激励信号发送至处理器。当手指触摸到面板表面时，手指作为增加的电容使发射电极和接收电极之间的电容发生改变，由接收电极接收到的激励信号的特征随之发生变化，变化后的激励信号经处理器的处理之后，可以识别出手指的触摸动作。
但是，上述投射电容触摸屏只能识别手指的触摸动作，而无法识别不同的手指的触摸压力，即，无法感知手指是轻压面板还是重压面板。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种触摸屏和显示装置，其在识别手指的触摸动作的基础上，可以判断出手指的两种触摸力度，从而可以实现通过不同的触摸力度来触发不同的功能控制设备。
为实现本发明的目的而提供一种触摸屏，包括对盒设置的阵列基板和彩膜基板，在二者之间设置有液晶和主隔垫物；还包括一级发射模组、二级发射模组和处理器，其中，所述一级发射模组包括第一发射电极和接收电极，二者设置在所述彩膜基板的上表面，且形成第一电容；所述第一发射电极用于向所述接收电极发射激励信号；所述接收电极用于将所述激励信号发送至所述处理器；所述二级发射模组用于在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力大于所述预设值时，向所述接收电极发射二级信号，以使由所述接收电极接收到的所述激励信号的特征发生变化；所述处理器用于对所述激励信号进行处理，以获得所述激励信号的特征，并根据所述激励信号的特征判断所述手指的触摸压力属于两种不同力度中的哪一种。
优选的，所述二级发射模组包括第一导电组件、第二导电组件和第二发射电极，其中，自所述阵列基板的上表面由下而上依次设置有所述第二发射电极、保护层和黑矩阵；所述第一导电组件和第二导电组件相对地分别设置在所述彩膜基板的下表面和所述黑矩阵的上表面，且所述第二导电组件依次贯穿所述黑矩阵和保护层，并与所述第二发射电极电连接；所述第一导电组件和第二导电组件在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力不大于所述预设值时不相接触；而在压力大于所述预设值时相接触，同时在所述第一导电组件和第一发射电极之间形成第二电容，以及在所述第一导电组件和所述接收电极之间形成第三电容；所述第二发射电极用于在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力大于所述预设值时，通过所述第二电容和第三电容向所述接收电极发射所述二级信号。
优选的，所述第一导电组件包括辅助隔垫物和第一导电层，其中，所述辅助隔垫物设置在所述阵列基板与所述彩膜基板之间，且位于与所述第一发射电极相对应的位置处；所述第一导电层包括覆盖所述辅助隔垫物的下端面的第一接触部分，以及与所述第一发射电极相对设置的电容部；所述第二导电组件包括第二导电层，所述第二导电层包括设置在所述黑矩阵的上表面，且与所述第一导电层的第一接触部分相对的第二接触部分，以及依次贯穿所述黑矩阵和保护层，并与所述第二发射电极与电连接的连接部分；所述第一接触部分和第二接触部分在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力不大于所述预设值时不相接触；而在压力大于所述预设值时相接触，同时在所述电容部和第一发射电极之间形成第二电容，以及在所述电容部和所述接收电极之间形成第三电容。
优选的，所述第一导电层和所述第二导电层均为ITO膜层。
优选的，采用刻蚀工艺对应地分别在所述黑矩阵和保护层上设置有通孔，用以供所述第二导电层的所述连接部分通过。
优选的，在完成所述通孔的刻蚀之后，采用沉积工艺制造所述第二导电层，以同时形成所述第二接触部分和所述连接部分。
优选的，在制作所述阵列基板的栅极的同时制作所述第二发射电极，且所述第二发射电极平行地位于所述阵列基板的栅极的一侧。
优选的，所述二级发射模组发射所述二级信号的激励时序与所述第一发射电极发射所述激励信号的激励时序相互错开。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示装置，其包括本发明提供的上述触摸屏。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的触摸屏，其当手指触摸到触摸屏的面板，且压力不大于预设值时，一级发射模组中的接收电极接收到的激励信号的特征发生变化，而二级发射模组未被触发。当手指触摸到触摸屏的面板，且压力大于预设值时，二级发射模组向接收电极发射二级信号，以使由接收电极接收到的激励信号的特征发生变化。处理器对激励信号进行处理，以获得激励信号的特征，并根据该述激励信号的特征判断手指的触摸压力属于两种不同力度中的哪一种。由此，本发明提供的触摸屏在识别手指的触摸动作的基础上，可以判断出手指的两种触摸力度，从而可以实现通过不同的触摸力度来触发不同的功能控制设备。
本发明提供的显示装置，其通过采用本发明提供的触摸屏，在识别手指的触摸动作的基础上，可以判断出手指的两种触摸力度，从而可以实现通过不同的触摸力度来触发不同的功能控制设备。
附图说明
图1为本发明实施例提供的触摸屏的截面图；以及
图2为本发明实施例提供的触摸屏在被手指触摸时的截面图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的触摸屏和显示装置进行详细描述。
图1为本发明实施例提供的触摸屏的截面图。图2为本发明实施例提供的触摸屏在被手指触摸时的截面图。请一并参阅图1和图2，触摸屏包括阵列基板1、彩膜基板2、一级发射模组、二级发射模组和处理器(图中未示出)。
其中，阵列基板1和彩膜基板2对盒设置，且在二者之间设置有液晶(图中未示出)和主隔垫物3。一级发射模组包括第一发射电极4和接收电极5，二者设置在彩膜基板2的上表面，且形成第一电容C1。第一发射电极4用于向接收电极5发射激励信号，接收电极5用于将激励信号发送至处理器。二级发射模组用于在手指触摸到触摸屏的面板，且压力大于预设值时，向接收电极5发射二级信号，以使由接收电极5接收到的激励信号的特征发生变化。处理器用于对激励信号进行处理，以获得激励信号的特征，并根据激励信号的特征判断手指的触摸压力属于两种不同力度中的哪一种。
在本实施例中，二级发射模组包括第一导电组件、第二导电组件和第二发射电极6。其中，自阵列基板1的上表面由下而上依次设置有第二发射电极6、保护层8和黑矩阵7。
第一导电组件和第二导电组件相对地分别设置在彩膜基板2的下表面和黑矩阵7的上表面，且第二导电组件依次贯穿黑矩阵7和保护层8，并与第二发射电极6电连接。具体地，第一导电组件包括辅助隔垫物9和第一导电层，其中，辅助隔垫物9设置在阵列基板1与彩膜基板2之间，且位于与第一发射电极4相对应的位置处；第一导电层包括覆盖辅助隔垫物9的下端面的第一接触部分10，以及与第一发射电极4相对设置的电容部11。第二导电组件包括第二导电层，该第二导电层包括设置在黑矩阵7的上表面，且与第一导电层的第一接触部分10相对的第二接触部分12，以及依次贯穿黑矩阵7和保护层8，并与第二发射电极6与电连接的连接部分13。
而且，第一接触部分10和第二接触部分12在手指触摸到触摸屏的面板，且压力不大于预设值(即，预设的手指触摸面板的两种力度的分界值)时不相接触，进一步说，辅助隔垫物9在垂直于阵列基板1的方向上的长度小于阵列基板1与彩膜基板2之间在垂直于阵列基板1的方向上的间距。
在手指触摸到触摸屏的面板，且压力大于预设值时，第一接触部分10和第二接触部分12相接触，同时在电容部11和第一发射电极4之间形成第二电容C2，以及在电容部11和接收电极5之间形成第三电容C3。在这种情况下，第二发射电极6通过第二电容C2和第三电容C3向接收电极5发射二级信号，以使由接收电极5接收到的激励信号的特征发生变化。
由上可知，在一级发射模组中，第一发射电极4始终向接收电极5发射激励信号。当手指触摸到触摸屏的面板，且压力不大于预设值，即手指触摸面板的力度较小时，由于手指触摸面板在第一发射电极4和接收电极5之间增加了手指电容Cf，接收电极5接收到的激励信号的特征发生变化，该变化在被处理器处理之后，可以判断出手指的触摸压力属于压力较小的情况，可以称之为一级触摸。在上述情况中，由于手指的触摸压力较小，第一接触部分10和第二接触部分12不相接触，从而二级发射模组未被触发。
当手指触摸到触摸屏的面板，且压力大于预设值时，第一接触部分10和第二接触部分12相接触，同时在电容部11和第一发射电极4之间形成第二电容C2，以及在电容部11和接收电极5之间形成第三电容C3。第二发射电极6通过第二电容C2和第三电容C3向接收电极5发射二级信号，以使由接收电极5接收到的激励信号的特征发生变化。该激励信号被处理器处理之后，可以判断出手指的触摸压力属于压力较大的情况，可以称之为二级触摸。
由此，本发明提供的触摸屏在识别手指的触摸动作的基础上，可以判断出手指的两种触摸力度，从而可以实现通过不同的触摸力度来触发不同的功能控制设备。
需要说明的是，第一导电层和第二导电层并不局限于采用本实施例采用的上述结构，在实际应用中，只要第一导电层和第二导电层在手指触摸到触摸屏的面板，且压力不大于预设值时不相接触；而在压力大于预设值时相接触，同时在第一导电层和第一发射电极之间形成第二电容，以及在第一导电层和接收电极之间形成第三电容，即可实现本发明的目的。
优选的，第一导电层和第二导电层均为ITO膜层。
优选的，可以采用刻蚀工艺对应地分别在黑矩阵7和保护层8上设置有通孔，用以供第二导电层的连接部分13通过，并与第二发射电极6与电连接。
优选的，在完成上述通孔的刻蚀之后，可以采用沉积工艺制造第二导电层，以同时形成第二接触部分12和连接部分13。
优选的，在制作阵列基板1的栅极(图中未示出)的同时，制作第二发射电极6，且第二发射电极6平行地位于阵列基板1的栅极的一侧。
优选的，二级发射模组中的第二发射电极6发射二级信号的激励时序与第一发射电极4发射激励信号的激励时序相互错开，这样可更有利于处理器对激励信号的特征的识别。
下面对本发明实施例提供的上述触摸屏的主要制作步骤进行描述。具体地，
1)在制作阵列基板1的栅极的同时，在与该栅极相互平行的方向上制作第二发射电极6。
2)在第二发射电极6上方形成保护层8。
3)在保护层上方形成黑矩阵7。
4)采用刻蚀工艺对应地分别在黑矩阵7和保护层8上设置有通孔。
5)采用沉积工艺制造第二导电层，以同时形成第二接触部分12和连接部分13。
6)在彩膜基板2与阵列基板1之间形成主隔垫物3和辅助隔垫物9。其中，辅助隔垫物9在垂直于阵列基板1的方向上的长度小于阵列基板1与彩膜基板2之间在垂直于阵列基板1的方向上的间距，而主隔垫物3在垂直于阵列基板1的方向上的长度等于阵列基板1与彩膜基板2之间在垂直于阵列基板1的方向上的间距，以起到支撑作用，换言之，辅助隔垫物9在垂直于阵列基板1的方向上的长度小于主隔垫物3在垂直于阵列基板1的方向上的长度。
7)通过沉积工艺在辅助隔垫物9上形成第一导电层，然后通过曝光和刻蚀工艺形成所需要图形。
8)通过选择性地涂覆取向层(PI)，使得第二接触部分12的上表面，以及第一导电层的第一接触部分10和电容部分11没有覆盖取向层。
9)在彩膜基板2的上表面按照正常工艺制作投射电容的第一发射电极4和接收电极5。
10)阵列基板1和彩膜基板2对盒设置。
综上所述，本发明实施例提供的触摸屏，其当手指触摸到触摸屏的面板，且压力不大于预设值时，一级发射模组中的接收电极接收到的激励信号的特征发生变化，而二级发射模组未被触发。当手指触摸到触摸屏的面板，且压力大于预设值时，二级发射模组向接收电极发射二级信号，以使由接收电极接收到的激励信号的特征发生变化。处理器对激励信号进行处理，以获得激励信号的特征，并根据该述激励信号的特征判断手指的触摸压力属于两种不同力度中的哪一种。由此，本发明实施例提供的触摸屏在识别手指的触摸动作的基础上，可以判断出手指的两种触摸力度，从而可以实现通过不同的触摸力度来触发不同的功能控制设备。
作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种显示装置，其包括本发明实施例提供的上述触摸屏。
本发明实施例提供的显示装置，其通过采用本发明实施例提供的上述触摸屏，在识别手指的触摸动作的基础上，可以判断出手指的两种触摸力度，从而可以实现通过不同的触摸力度来触发不同的功能控制设备。
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 (9)

1.一种触摸屏，包括对盒设置的阵列基板和彩膜基板，在二者之间设置有液晶和主隔垫物；其特征在于，还包括一级发射模组、二级发射模组和处理器，其中，
所述一级发射模组包括第一发射电极和接收电极，二者设置在所述彩膜基板的上表面，且形成第一电容；所述第一发射电极用于向所述接收电极发射激励信号；所述接收电极用于将所述激励信号发送至所述处理器；
所述二级发射模组用于在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力大于预设值时，向所述接收电极发射二级信号，以使由所述接收电极接收到的所述激励信号的特征发生变化；
所述处理器用于对所述激励信号进行处理，以获得所述激励信号的特征，并根据所述激励信号的特征判断所述手指的触摸压力属于两种不同力度中的哪一种。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述二级发射模组包括第一导电组件、第二导电组件和第二发射电极，其中，
自所述阵列基板的上表面由下而上依次设置有所述第二发射电极、保护层和黑矩阵；所述第一导电组件和第二导电组件相对地分别设置在所述彩膜基板的下表面和所述黑矩阵的上表面，且所述第二导电组件依次贯穿所述黑矩阵和保护层，并与所述第二发射电极电连接；
所述第一导电组件和第二导电组件在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力不大于所述预设值时不相接触；而在压力大于所述预设值时相接触，同时在所述第一导电组件和第一发射电极之间形成第二电容，以及在所述第一导电组件和所述接收电极之间形成第三电容；
所述第二发射电极用于在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力大于所述预设值时，通过所述第二电容和第三电容向所述接收电极发射所述二级信号。
3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述第一导电组件包括辅助隔垫物和第一导电层，其中，
所述辅助隔垫物设置在所述阵列基板与所述彩膜基板之间，且位于与所述第一发射电极相对应的位置处；
所述第一导电层包括覆盖所述辅助隔垫物的下端面的第一接触部分，以及与所述第一发射电极相对设置的电容部；
所述第二导电组件包括第二导电层，所述第二导电层包括设置在所述黑矩阵的上表面，且与所述第一导电层的第一接触部分相对的第二接触部分，以及依次贯穿所述黑矩阵和保护层，并与所述第二发射电极与电连接的连接部分；
所述第一接触部分和第二接触部分在手指触摸到所述触摸屏的面板，且压力不大于所述预设值时不相接触；而在压力大于所述预设值时相接触，同时在所述电容部和第一发射电极之间形成第二电容，以及在所述电容部和所述接收电极之间形成第三电容。
4.根据权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层均为ITO膜层。
5.根据权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，采用刻蚀工艺对应地分别在所述黑矩阵和保护层上设置有通孔，用以供所述第二导电层的所述连接部分通过。
6.根据权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，在完成所述通孔的刻蚀之后，采用沉积工艺制造所述第二导电层，以同时形成所述第二接触部分和所述连接部分。
7.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，在制作所述阵列基板的栅极的同时制作所述第二发射电极，且所述第二发射电极平行地位于所述阵列基板的栅极的一侧。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的触摸屏，其特征在于，所述二级发射模组发射所述二级信号的激励时序与所述第一发射电极发射所述激励信号的激励时序相互错开。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的触摸屏。
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