CN109298804B - 触控电路及其驱动方法、触控基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控电路及其驱动方法、触控基板及显示装置，属于显示技术领域。本发明的触控电路，包括：复位单元、电流生成单元、开关单元、光敏电阻；其中，所述复位单元，用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对N1节点电位进行复位；所述N1节点为所述复位单元、光敏电阻的第一端、以及电流生成单元之间的连接节点；所述光敏电阻，用于根据其所感应到的光信号，生成相应的电信号；所述电流生成单元，用于根据其所接收到的所述电信号，生成相应的漏电流；所述开关单元，用于在扫描信号的控制下，将所述电流生成单元输出的漏电流输出，以供触控位置的识别。

Description

触控电路及其驱动方法、触控基板及显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种触控电路及其驱动方法、触控基板及显示装置。

背景技术

目前的触控器件有电容式、超声波式、光学式，各有优缺点，但有个共同的缺陷是触控器件感应距离短，该缺陷严重限制了触控器件的结构和性能，影响了其在移动终端产品中的广泛应用。

光学式触控识别由于使用光学方式，天然具有长距离可感应的优势，但由于光学式的触控器件的高分辨率的要求，只能做的很小，又因为信号量通常与触控器件的面积成正比，那么其信号量也会变得相当微弱；因此，如何将微弱的触控信号采集出来将是整个器件的核心问题。

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，提供一种能够实现精准触控识别的触控电路及其驱动方法、触控基板及显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控电路，包括：复位单元、电流生成单元、开关单元、光敏电阻；其中，

所述复位单元，用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对N1节点电位进行复位；所述N1节点为所述复位单元、光敏电阻的第一端、以及电流生成单元之间的连接节点；

所述光敏电阻，用于根据其所感应到的光信号，生成相应的电信号；

所述电流生成单元，用于根据其所接收到的所述电信号，生成相应的漏电流；

所述开关单元，用于在扫描信号的控制下，将所述电流生成单元输出的漏电流输出，以供触控位置的识别。

优选的是，所述触控电路还包括：存储单元，用于在所述复位单元打开时，将所述初始化电压进行存储。

进一步优选的是，所述存储单元包括：存储电容；其中，

所述存储电容的第一端连接所述N1节点，第二端连接所述光敏电阻的第二端和固定电压端。

优选的是，所述触控电路还包括：运算放大器、第一电容和第一开关；其中，

所述运算放大器的正向输入端连接基准电压端，反向输入端连接第一开关的第一端，输出端通过第一电容与所述反向输入端连接，且还连接读取线；所述第一开关的第二端连接所述运算放大器的输出端。

优选的是，所述复位单元包括：复位晶体管；其中，

所述复位晶体管的第一极连接初始化信号端，第二极连接所述N1节点，控制极连接复位信号线。

优选的是，所述电流生成单元包括：跟随晶体管；其中，

所述跟随晶体管的第一极连接电源电压端，第二极连接开关单元，控制极连接所述N1节点。

优选的是，所述开关单元包括：开关晶体管；其中，

所述开关晶体管的第一极连接所述电流生成单元，第二极连接信号输出端，控制极连接扫描线。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种上述触控电路的驱动方法，包括：

复位阶段：复位信号为工作电平信号，复位单元打开，通过初始化电压对N1节点的电位进行复位；

感光信号积分阶段：通过光敏电阻将其所感应的光信号转换为电信号；

数据读取阶段：给扫描线输入工作电平信号，开关单元打开，电流生成单元根据其接收到的所述光敏电阻生成的电信号，生成相应的电流信号，并经由所述开关单元输出，以供触控位置的识别。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控基板包括基底，设置在所述基底上的多个触控单元，所述触控单元包括上述的触控电路。

优选的是，述触控基板还包括位于所述基底上的多个像素单元；每个所述像素单元包括薄膜晶体管和有机电致发光二极管；

所述触控电路位于所述有机电致发光二极管靠近所述基底的一侧；

所述触控基板还包括遮光层，且所述遮光层中设置有过孔；

所述过孔对应两相邻的所述像素单元之间的位置；

所述过孔，用于将所述有机电致发光二极管所发出的光经由触摸主体表面反射后照射至所述触控电路中的所述光敏电阻上。

优选的是，所述光敏电阻与所述过孔一一对应设置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述的触控基板。

附图说明

图1为本发明的实施例1的触控电路的结构示意图；

图2为本发明的实施例1的触控电路的具体结构示意图；

图3为图2的触控电路的工作时序图；

图4为本发明的实施例2的触控基板的结构示意图。

其中附图标记为：10、基底；1、遮光层；11、过孔；T1、复位晶体管；T2、跟随晶体管；T3、开关晶体管；PCR、光敏电阻；Cst、存储电容；OP、运算放大器；C1、第一电容；S1、第一开关；Reset、复位信号线；EM、扫描线；Vrst、初始化电压端；V1、固定电压端；Vref、基准电压端；VDD、电源电压端；OLED、有机电致发光二极管。

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作进一步详细描述。

本发明实施例中的所采用的晶体管可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性的相同器件，由于采用的晶体管的源极和漏极在一定条件下是可以互换的，所以其源极、漏极从连接关系的描述上是没有区别的。在本发明实施例中，为区分晶体管的源极和漏极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极，栅极称为控制极。此外按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为N型和P型，以下实施例中是以晶体管为P型晶体管进行说明的。当采用P型晶体管时，第一极为P型晶体管的源极，第二极为P型晶体管的漏极，栅极输入低电平时，源漏极导通，N型相反。可以想到的是采用晶体管为N型晶体管实现是本领域技术人员可以在没有付出创造性劳动前提下轻易想到的，因此也是在本发明实施例的保护范围内的。

实施例1：

结合图1和2所示，本实施例提供一种触控电路，包括：复位单元、电流生成单元、开关单元、光敏电阻PCR；其中，复位单元用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对N1节点电位进行复位；N1节点为复位单元、光敏电阻PCR的第一端、以及电流生成单元之间的连接节点；光敏电阻PCR用于根据其所感应到的光信号，生成相应的电信号；电流生成单元用于根据其接收到的电信号，生成相应的漏电流；开关单元用于在扫描信号的控制下，将电流生成单元输出的漏电流输出，以供触控位置的识别。

在本实施例的触控电路中利用光敏电阻PCR作为感光元件，当手指触摸到应用该触控电路的触控屏时，由于手指按压显示屏能够将有机电致发光二极管OLED所发射的光反射至光敏电阻PCR，因此，光敏电阻PCR由于受到光照电阻下降，从而使得电流生成单元生成的电流信号，这样一来，就可以根据开关单元输出的信号的大小来识别触控位置。而且光敏电阻PCR作为感光元件，可以不受触控屏的尺寸限制，因此，本实施例中的触控电路可以在大尺寸触摸屏上得到广泛应用。

其中，本实施例的触控电路还可以包括存储单元，该存储单元用于在复位单元被打开时，也即复位阶段，将初始化电压进行存储，以使N1节点的电位为一稳定的电位。

具体的，该存储单元可以为存储电容Cst，存储电容Cst的第一端连接N1节点，第二端连接光敏电阻PCR的第二端和固定电压端V1。其中，该固定电压端V1可以被写入初始化电压，从而可以使得在复位阶段存储电容Cst两端的电位相等。

其中，本实施例中的触控电路还可以包括：运算放大器OP、第一电容C1和第一开关S1；其中，该运算放大器OP的正向输入端连接基准电压端，反向输入端连接第一开关S1的第一端，输出端通过第一电容C1与反向输入端连接，且还连接读取线；第二开关的第二端连接运算放大器OP的输出端。

具体的，在本实施例中通过运算放大器OP将电流生成单元生成的电流信号进行放大，以使位置信息的检测更加精准。

其中，复位单元可以包括复位晶体管T1；该复位晶体管T1的第一极连接初始化信号端，第二极连接N1节点，控制极连接复位信号线Reset。

具体的，当给复位信号线Reset输入低电平信号时，复位晶体管T1打开，初始化信号端输入初始化信号，此时则可以通过初始化信号对N1节点的复位，也即对光敏电阻PCR进行复位。

其中，电流生成单元包括：跟随晶体管T2；该跟随晶体管T2的第一极连接电源电压端VDD，第二极连接开关单元，控制极连接N1节点。

具体的，在数据读取阶段，光敏电阻PCR所生成的电信号被加载至N1节点，也即跟随晶体管T2的控制极，此时跟随晶体管T2根据其控制极所加载的电信号的大小输出不同的电流信号，以供触控位置的识别。

其中，开关单元可以包括开关晶体管T3；该开关晶体管T3的第一极连接电流生成单元，第二极连接信号输出端，控制极连接扫描线EM。

具体的，当给扫描线EM输入低电平信号时，开关晶体管T3打开，此时电流生成单元所生成的电流信号则可以通过信号输出端输出至读取线，以供触控位置的识别。

将本实施例中的触控电路应用至显示面板时，显示面板中可以设置多个触控电路，优选的可以与像素单元一一对应设置，以实现全屏触控。此时，可以将位于同一列的触控电路的信号输出端连接同一条读取线，位于同一行的触控电路的开关晶体管T3的控制极连接同一条扫描线EM，这样一来，方便显示面板的布线。

至此完成本实施例的触控电路的每一部分的介绍。以下提供一种上述触控电路的驱动方法，该方法具体包括如下步骤：

复位阶段：复位信号为工作电平信号，复位单元打开，通过初始化电压对N1节点的电位进行复位。

感光信号积分阶段：通过光敏电阻PCR将其所感应的光信号转换为电信号。

数据读取阶段：给扫描线EM输入工作电平信号，开关单元打开，电流生成单元根据其接收到的所述光敏电阻PCR生成的电信号，生成相应的电流信号，并经由所述开关单元输出，以供触控位置的识别。

为了更清楚本实施例中上述触控电路的工作过程，结合图2和图3进行具体说明。

如图2所示，提供了一种优选的触控电路，其包括：复位单元、电流生成单元、开关单元、光敏电阻PCR、存储单元、运算放大器OP、第一电容C1和第一开关S1。其中，复位单元包括：复位晶体管T1；电流生成单元包括：跟随晶体管T2；开关单元包括：开关晶体管T3；存储单元包括：存储电容Cst。

具体的，复位晶体管T1的第一极连接初始化信号端，第二极连接N1节点，控制极连接复位信号线Reset；跟随晶体管T2的第一极连接电源电压端，第二极连接开关晶体管T3的第一极，控制极连接N1节点；开关晶体管T3的第二极连接信号输出端，控制极连接扫描线EM；光敏电阻PCR的第一端连接N1节点，第二端连接存储电容Cst的第二端，存储电容Cst的第二端还连接固定电压端V1，存储电容Cst的第一端连接N1节点；运算放大器OP的正向输入端连接基准电压，反向输入端连接第一开关S1的第一端，输出端通过第一电容C1与反向输入端连接，而且该输出端还连接读取线；所述第一开关S1的第二端连接所述运算放大器OP的输出端。

结合图3所示的时序图，对上述触控电路的驱动方法进行说明。该方法具体包括如下步骤：

复位阶段(t1)：给复位信号线Reset输入低电平信号，复位晶体管T1打开，初始化信号端输入初始化信号，对N1节点的电位进行复位。

感光信号积分阶段(t2)：光敏电阻PCR根据其自身所接收到的光线，其自身电阻将会发生改变，具体的该光敏电阻PCR所接收到的光线的光量越多，其电阻的阻值下降的越多，同时由于光敏电阻PCR的第一端连接N1节点，第二端连接固定电压端V1，而固定电压端V1所输入的固定电位是等于复位阶段给N1节点写入的初始化电压，并通过存储电容Cst维持复位阶段的N1节点的电位，这样一来，光敏电阻PCR的阻值发生变化后，光敏电阻PCR两端的电压将会发生变化，而光敏电阻PCR的第二端连接固定电压端V1，故电压发生变化的则为N1节点的电位，当N1节点的电位满足跟随晶体管T2打开，以使跟随晶体管T2产生漏电流。

数据读取阶段(t3)：扫描线EM输入低电平信号，开关晶体管T3打开，跟随晶体管T2在感光信号积分阶段所产生的漏电流，则经过开关晶体管T3输入至运算放大器OP的反向输入端进行放大后输出至读取线，以供触控位置的识别。

实施例2：

如图4所示，本实施例提供一种触控基板，包括：基底10，以及位于该基底10上的多个触控单元，每个触控单元中均包括触控电路；该触控电路可以为实施例1中触控电路，这样一来，本实施例中的触控基板能够实现触控识别功能。

当然，在本实施例的触控基板中还包括位于基底10上的多个像素单元，每个像素单元均包括薄膜晶体管和有机电致发光二极管OLED；所述触控电路位于有机电致发光二极管OLED靠近基底10的一侧；同时，该触控基板还包括遮光层1，且所述遮光层1中设置有过孔11；所述过孔11对应两相邻的所述像素单元之间的位置；过孔11用于将所述有机电致发光二极管OLED所发出的光经由触摸主体表面反射后照射至所述触控电路中的所述光敏电阻PCR上。

其中，当触控电路中的复位单元包括复位晶体管T1，电流生成单元包括跟随晶体管T2，开关单元包括开关晶体管T3时，在本实施例中像素单元中的薄膜晶体管的类型与触控电路中的复位晶体管T1、跟随晶体管T2、开关晶体管T3的类型相同，优选的将这几个晶体管、栅极同层设置，源极和漏极同层设置，这样一来，可以使得触控基板更加轻薄，且方便制备，降低生产成本。

其中，在本实施例中遮光层1可以采用金属材料，如图4中所示，在触控电路中的复位晶体管T1、跟随晶体管T2、开关晶体管T3，以及像素单元的薄膜晶体管的源极和漏极所在层上方设置第一平坦化层，并在第一平坦化层与薄膜晶体管的漏极所对应的位置设置第一通孔，将遮光层1设置在第一平坦化层之上，以使遮光层1通过第一通孔与薄膜晶体管的漏极连接，之后再遮光层1之上设置第二平坦化层，并在第二平坦化层与薄膜晶体管的漏极所对应的位置设置第二通孔，之后再设置有机电致发光器件的阳极，以使有机电致发光器件的阳极通过遮光层1与薄膜晶体管的漏极连接。

其中，本实施例中的触摸主体可以包括手指、脚趾，以及具有表面具有谷和脊的任何能够实施触摸的客体。在本实施例中主要是以触摸主体为手指为例进行说明。

本实施例的触控基板在有机电致发光二极管OLED靠近的一侧设置触控电路，并在触控基板上的至少部分两相邻的像素单元之间设置过孔11，且该过孔11满足小孔成像原理，将有机电致发光二极管OLED所发出的光经由手指反射至与小孔对应的触控电路的光敏电阻PCR上。特别的是，在本实施例小孔与触控电路中的光敏电阻PCR一一对应设置，也即一个小孔的位置对应一个光敏电阻PCR。这样一来，可以使得手指所反射的光线可以直接照射至光敏电阻PCR上，以使光敏电阻PCR可以接收到较多的手指所反射的光线，从而使得光面电阻的电阻值下降明显，有利于跟随晶体管T2的漏电流的产生，进而使得触控位置的检测更加精准。当然，还可以理解的是，遮光层1设置在有机电致发光二极管OLED靠近基底10的一侧，故并不会影响该触控基板的开口率。

实施例3：

本实施例提供一种显示装置，其包括实施例2中触控基板。

本实施例中显示装置由于具有实施例2中的触控基板，故其可以对触控位置进行识别。

其中，显示装置可以为者电致发光显示装置，例如电子纸、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。

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)

1.一种触控基板，包括基底，设置在所述基底上的多个触控单元，所述触控单元包括触控电路；其特征在于，所述触控电路包括：复位单元、电流生成单元、开关单元、光敏电阻；其中，

所述复位单元，用于在复位信号的控制下，通过初始化电压对N1节点电位进行复位；所述N1节点为所述复位单元、光敏电阻的第一端、以及电流生成单元之间的连接节点；

所述光敏电阻，用于根据其所感应到的光信号，生成相应的电信号；

所述电流生成单元，用于根据其所接收到的所述电信号，生成相应的漏电流；

所述开关单元，用于在扫描信号的控制下，将所述电流生成单元输出的漏电流输出，以供触控位置的识别；

所述电流生成单元包括：跟随晶体管；其中，

所述跟随晶体管的第一极连接电源电压端，第二极连接开关单元，控制极连接所述N1节点；

所述光敏电阻位于所述跟随晶体管的第一极与所述跟随晶体管的第二极之间；

所述光敏电阻位于所述跟随晶体管的控制极的正上方且通过过孔与所述跟随晶体管的控制极直接相连。

2.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述触控电路还包括：存储单元，用于在所述复位单元打开时，将所述初始化电压进行存储。

3.根据权利要求2所述的触控基板，其特征在于，所述存储单元包括：存储电容；其中，

所述存储电容的第一端连接所述N1节点，第二端连接所述光敏电阻的第二端和固定电压端。

4.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述触控电路还包括：运算放大器、第一电容和第一开关；其中，

所述运算放大器的正向输入端连接基准电压端，反向输入端连接第一开关的第一端，输出端通过第一电容与所述反向输入端连接，且还连接读取线；所述第一开关的第二端连接所述运算放大器的输出端。

5.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述复位单元包括：复位晶体管；其中，

所述复位晶体管的第一极连接初始化信号端，第二极连接所述N1节点，控制极连接复位信号线。

6.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述开关单元包括：开关晶体管；其中，

所述开关晶体管的第一极连接所述电流生成单元，第二极连接信号输出端，控制极连接扫描线。

7.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述触控基板还包括位于所述基底上的多个像素单元；每个所述像素单元包括薄膜晶体管和有机电致发光二极管；所述触控电路位于所述有机电致发光二极管靠近所述基底的一侧；

所述触控基板还包括遮光层，且所述遮光层中设置有过孔；所述过孔对应两相邻的所述像素单元之间的位置；

所述过孔，用于将所述有机电致发光二极管所发出的光经由触摸主体表面反射后照射至所述触控电路中的所述光敏电阻上。

8.根据权利要求7所述的触控基板，其特征在于，所述光敏电阻与所述过孔一一对应设置。

9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的触控基板。

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