CN105808029B - 一种显示基板、触摸屏及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示基板、触摸屏及显示装置，在显示基板朝向相对的基板一侧具有多个呈阵列排布的压感单元；各压感单元的输入极与对应的信号输入线连接，输出极与对应的信号输出线连接；各信号输入线和各信号输出线交叉排布。各压感单元的材料为金属氧化物压电材料，在压感单元所在位置被按压时，压感单元会产生电动势。因此，在显示时间段，通过各信号输入线依次加载电信号后，各信号输出线读取连接的各压感单元的输出信号变化以实现压力感应功能。并且，本发明实施例将压感单元整合于触摸屏内部，以实现压力感应的功能，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。

Description

一种显示基板、触摸屏及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、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控模组与显示屏分开生产，然后贴合到一起成为具有触控功能的显示屏。
目前的触摸屏大部分只能进行二维坐标的探测，即只能探测手指在触摸屏表面上的xy方向的触碰位置，不能对手指按压屏幕时垂直于触摸屏表面的z方向的压力进行探测。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种显示基板、触摸屏及显示装置，用以解实现触控的三维探测。
因此，本发明实施例提供了一种显示基板，应用于由相对的两个基板对盒形成的触摸屏，在所述显示基板朝向相对的基板一侧具有多个呈阵列排布的压感单元；
各所述压感单元的材料为金属氧化物压电材料；各所述压感单元的输入极与对应的信号输入线连接，输出极与对应的信号输出线连接；各所述信号输入线和各所述信号输出线交叉排布；
在显示时间段，各所述信号输入线用于依次加载电信号，各所述信号输出线用于读取连接的各所述压感单元的输出信号变化。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示基板中，所述显示基板为阵列基板；所述信号输入线为栅线。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示基板中，所述信号输出线为与数据线延伸方向相同的触控信号输出线。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示基板中，还包括：与所述触控信号输出线连接的触控感应电极。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示基板中，各所述压感单元与所述阵列基板中的各子像素一一对应。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示基板中，各所述压感单元设置在各子像素之间的间隙所在区域内。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示基板中，各所述压感单元设置在位于所述显示基板之上的各隔垫物所在区域内。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示基板中，所述压感单元与所述子像素的开关晶体管的有源层同层同材质。
本发明实施例提供的一种触摸屏，包括本发明实施例提供的上述显示基板。
本发明实施例提供的一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述触摸屏。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种显示基板、触摸屏及显示装置，在显示基板朝向相对的基板一侧具有多个呈阵列排布的压感单元；各压感单元的输入极与对应的信号输入线连接，输出极与对应的信号输出线连接；各信号输入线和各信号输出线交叉排布。各压感单元的材料为金属氧化物压电材料，在压感单元所在位置被按压时，压感单元会产生电动势。因此，在显示时间段，通过各信号输入线依次加载电信号后，各信号输出线读取连接的各压感单元的输出信号变化，可以对垂直于触摸屏表面的z方向的压力进行探测，实现了压力感应功能。并且，本发明实施例提供的上述触摸屏将压感单元整合于触摸屏内部，以实现压力感应的功能，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的压感单元的工作原理图；
图3为本发明实施例提供的显示基板为阵列基板时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示基板、触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种显示基板，应用于由相对的两个基板对盒形成的触摸屏，如图1所示，在显示基板朝向相对的基板一侧具有多个呈阵列排布的压感单元100；
各压感单元100的材料为金属氧化物压电材料；各压感单元100的输入极S与对应的信号输入线101连接，输出极D与对应的信号输出线102连接；各信号输入线101和各信号输出线102交叉排布，图1中以信号输入线101横向延伸，信号输出线纵向延伸为例进行说明；
在显示时间段，各信号输入线101用于依次加载电信号，各信号输出线102用于读取连接的各压感单元100的输出信号变化。
具体地，由于在本发明实施例提供的上述显示基板中的各压感单元100的材料为诸如ZnO的金属氧化物压电材料，如图2所示，在与压感单元100的输入级S连接的信号输入线101加载电信号之后，由于压力的作用，金属氧化物压电材料会产生一定的栅极电动势，按压力度越大，栅极电动势越大，栅极电动势控制着金属氧化物压电材料沟道的电流，通过与压感单元100的输出级D连接的信号输出线102读取压感单元100的输出电流后，通过检测单元中的电流转换电压电路200，之后根据该电压值就可以判断出压力的大小。
在具体实施时，由于在本发明实施例提供的显示基板中增加了压力感应的功能，基于触控检测已经占用了部分显示时间，为了使压力感测不另外占用显示时间，在本发明实施例提供的上述显示基板中采用显示与压力感应同步进行的方式，具体地，在显示时间段，通过各信号输入线依次加载电信号后，各信号输出线读取连接的各压感单元100的输出信号变化，可以对垂直于触摸屏表面的z方向的压力进行探测，实现了压力感应功能。
并且，本发明实施例提供的上述显示基板将压感单元100整合于触摸屏内部，以实现压力感应的功能，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。
在具体实施时，本发明实施例提供的上述显示基板可以应用于液晶显示面板制作的触摸屏，也可以应用于电致发光显示面板制作的触摸屏，当然还可以应用于其他显示方式制作的触摸屏，在此不做限定。
较佳地，本发明实施例提供的上述显示基板一般为阵列基板，由于采用显示与压力感应同步进行的方式，为了简化显示基板中的布线，如图3所示，可以将阵列基板中用于控制各子像素300中开关晶体管TFT开启的栅线Gate复用作为信号输入线101。在显示时间段，栅线Gate依次至高压，当一条栅线Gate至高压时除了开启了与该栅线Gate连接的开关晶体管TFT之外，也将与该栅线Gate连接的压感单元100的输入极S至高压，此时，压感单元100受力后，与压感单元100的输出级D连接的信号输出线102会收集到电流信号，此电流信号反应压力的大小。并且，由于各栅线Gate输入阻抗为高阻抗，而压感单元100在受力后产生的电动势电流不会很高，因此，不会对连接的栅线Gate的负载产生很大的影响，即栅线Gate的电压不会受到压感单元100的影响，因此，显示也不会受到压感单元100是否受力的影响。
进一步地，本发明实施例提供的上述显示基板为阵列基板时，由于采用显示与压力感应同步进行的方式，为了进一步简化显示基板中的布线，如图3所示，还可以将与数据线Data延伸方向相同的触控信号输出线TPM复用作为信号输出线102。
并且，在本发明实施例提供的上述显示基板中，一般还会包括与触控信号输出线TPM连接的触控感应电极。这样，在显示时间段，触控信号输出线TPM用于读取压感单元100的输出信号，在触控时间段，触控信号输出线TPM用于读取触控感应电极的触控信号。具体地，触控感应电极可以采用互电容的方式实现触控检测，也可以采用自电容的方式进行触控检测，在此不做限定。
进一步地，在本发明实施例提供的上述显示基板中，根据所需的压力感测精度，可以具体设定压感单元100的分布情况，较佳地，如图3所示，可以将各压感单元100与阵列基板中的各子像素300一一对应。
并且，为了不影响显示的开口率，在本发明实施例提供的上述显示基板中，如图3所示，各压感单元100一般设置在各子像素300之间的间隙所在区域内，即在与黑矩阵区域400设置各压感单元100。
并且，为了使各压感单元100便于接收到按压在触摸屏上的压力，较佳地，各压感单元100设置在位于显示基板之上的各隔垫物所在区域内为佳。
进一步地，在本发明实施例提供上述显示基板中，由于压感单元100的材料为金属氧化物压电材料，该材料为半导体材料，可以替代现有的非晶硅或多晶硅材料制作有源层，因此，在具体实施时，可以将压感单元100与子像素300的开关晶体管TFT的有源层同层同材质设置。
基于此，如图3所示，压感单元100不会与栅线Gate和触控信号输出线TPM同层设置，因此，压感单元100的输入级S需要通过过孔与对应的栅线Gate连接，输出级D也需要通过过孔与对应的触控信号输出线TPM连接。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触摸屏，包括本发明实施例提供的上述显示基板。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述触摸屏，该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述显示基板、触摸屏及显示装置，在显示基板朝向相对的基板一侧具有多个呈阵列排布的压感单元；各压感单元的输入极与对应的信号输入线连接，输出极与对应的信号输出线连接；各信号输入线和各信号输出线交叉排布。各压感单元的材料为金属氧化物压电材料，在压感单元所在位置被按压时，压感单元会产生电动势。因此，在显示时间段，通过各信号输入线依次加载电信号后，各信号输出线读取连接的各压感单元的输出信号变化，可以对垂直于触摸屏表面的z方向的压力进行探测，实现了压力感应功能。并且，本发明实施例提供的上述触摸屏将压感单元整合于触摸屏内部，以实现压力感应的功能，对于显示装置的结构设计改动较小，不会受到装配公差的限制，有利于实现更好的探测精度，且有利于节省制作成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种显示基板，应用于由相对的两个基板对盒形成的触摸屏，其特征在于，在所述显示基板朝向相对的基板一侧具有多个呈阵列排布的压感单元；
各所述压感单元的材料为金属氧化物压电材料；各所述压感单元的输入极与对应的信号输入线连接，输出极与对应的信号输出线连接；各所述信号输入线和各所述信号输出线交叉排布；
在显示时间段，各所述信号输入线用于依次加载电信号，各所述信号输出线用于读取连接的各所述压感单元的输出信号变化；
所述显示基板为阵列基板；所述信号输入线为栅线。
2.如权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述信号输出线为与数据线延伸方向相同的触控信号输出线。
3.如权利要求2所述的显示基板，其特征在于，还包括：与所述触控信号输出线连接的触控感应电极。
4.如权利要求1所述的显示基板，其特征在于，各所述压感单元与所述阵列基板中的各子像素一一对应。
5.如权利要求4所述的显示基板，其特征在于，各所述压感单元设置在各子像素之间的间隙所在区域内。
6.如权利要求5所述的显示基板，其特征在于，各所述压感单元设置在位于所述显示基板之上的各隔垫物所在区域内。
7.如权利要求4-6任一项所述的显示基板，其特征在于，所述压感单元与所述子像素的开关晶体管的有源层同层同材质。
8.一种触摸屏，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的显示基板。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的触摸屏。
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