一种触摸屏及显示装置的制作方法

本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种触摸屏及显示装置。

背景技术：
随着显示技术的飞速发展，触摸屏（TouchScreenPanel）已经逐渐遍及人们的生活中。目前，按照原理分类，触摸屏大致包括：电阻式触摸屏、电容式触摸屏、光学式触摸屏等。按照组成结构分类，触摸屏大致包括：触摸屏外挂在显示面板上的触摸屏(Out-celltouchpanel)、触摸屏在显示面板上面的触摸屏(On-celltouchpanel)、触摸屏内嵌在面板中的触摸屏(In-celltouchpanel)。其中，触摸屏内嵌在面板中的结构既可以减薄触摸屏整体的厚度，又可以大大降低触摸屏的制作成本，受到各大面板厂家青睐。目前，主要通过电阻式、电容式或光学式的方式，实现触摸屏内嵌在面板内部的设计。其中，电阻式属于低端传感技术，制作出的产品一般寿命较短；电容式发展较快也备受欢迎，但是电容式触摸屏主要适用于中小尺寸的显示装置，例如10寸或10寸以下的产品，对于较大尺寸的显示装置，电容式触摸屏会产生信号干扰和信号延迟的问题。

技术实现要素：
本发明实施例提供了一种触摸屏及显示装置，用以解决大尺寸触摸屏的信号干扰和信号延迟的问题。本发明实施例提供的一种触摸屏，包括具有多条栅极信号线的阵列基板；所述阵列基板中的至少一条栅极信号线作为触控扫描线；所述阵列基板具有与所述触控扫描线交错排布的触控读取线；在所述触控扫描线和所述触控读取线所限定区域内包含有感光单元和触控开关单元，其中，所述感光单元和所述触控开关单元都与所述触控扫描线相连，所述感光单元通过所述触控开关单元与所述触控读取线相连；在所述触控扫描线加载扫描信号时，通过光照使所述感光单元处于开启状态，所述感光单元向所述触控开关单元输出控制信号，所述控制信号控制所述触控开关单元向所述触控读取线输出触控感测信号。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触摸屏及显示装置，将阵列基板中的至少一条栅极信号线作为触控扫描线，阵列基板具有与触控扫描线交错排布的触控读取线，在触控扫描线和触控读取线所限定区域内包含有感光单元和触控开关单元；其中，感光单元和触控开关单元都与触控扫描线相连，感光单元通过触控开关单元与触控读取线相连；在触控扫描线加载扫描信号时，通过光照使感光单元处于开启状态，该感光单元向触控开关单元输出控制信号，控制信号控制触控开关单元向触控读取线输出触控感测信号，实现了光学式触控功能，相对于电容式内嵌触摸屏，在大尺寸时不会产生信号干扰和信号延迟的问题。附图说明图1为本发明实施例提供的触摸屏中阵列基板的结构示意图之一；图2为发明实施例提供的触摸屏的剖面图；图3为本发明实施例提供的触摸屏的工作时序图；图4为本发明实施例提供的触摸屏中阵列基板的结构示意图之二。具体实施方式下面结合附图，对本发明实施例提供的触摸屏及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。本发明实施例提供的一种触摸屏，如图1所示，包括具有多条栅极信号线Gaten(n=1,2,3......)的阵列基板；阵列基板中的至少一条栅极信号线Gaten(n=1,2,3......)作为触控扫描线Scanm(m=1,2,3......)；阵列基板具有与触控扫描线Scanm交错排布的触控读取线Readoutn(n=1,2,3......)；在触控扫描线Scanm和触控读取线Readoutn所限定区域内包含有感光单元102和触控开关单元103；其中，感光单元102和触控开关单元103都与触控扫描线Scanm相连，感光单元102通过触控开关单元103与触控读取线Readoutn相连；在触控扫描线Scanm加载扫描信号时，通过光照使感光单元102处于开启状态，该感光单元102向触控开关单元103输出控制信号，该控制信号控制触控开关单元103向触控读取线Readoutn输出触控感测信号。需要说明的是，本发明实施例提供的上述触摸屏，有光照即指触摸屏有触摸，无光照即指触摸屏无触摸。进一步地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图1所示，在阵列基板上还设有呈矩阵排列的多个像素单元101，在具体实施时，触控读取线Readoutn可以位于相邻列的像素单元101之间。进一步地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，如图2所示，还包括：与阵列基板相对设置的对向基板，对向基板面向阵列基板的一侧具有黑矩阵104；黑矩阵104的图形至少在与感光单元102对应的区域设置有开口区域，这样外部光线就可以从该开口区域照射到感光单元102，实现触控功能。在具体实施时，本发明实施例提供的上述触摸屏，可以应用于彩色滤光片设置在与阵列基板相对的对向基板即彩膜基板的结构；当然，也可以应用于彩色滤光片设置在阵列基板中的结构，在此不做限定。具体地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，在具体实施时，如图1所示，感光单元102可以包含一感光晶体管TFT1；该感光晶体管TFT1的源极与触控扫描线Scanm相连，感光晶体管TFT1的栅极和漏极都与触控开关单元103相连，具体地，可以将感光晶体管TFT1的栅极和漏极分别与触控开关单元103相连，也可以将感光晶体管TFT1的栅极和漏极连接在一起以后再与触控开关单元103相连，在此不做限定。具体地，该感光晶体管TFT1的工作原理为：在有光照射感光晶体管TFT1，且感光晶体管TFT1的源漏之间存在电位差时，该感光晶体管TFT1的活性层中载流子数目会急速增加，感光晶体管TFT1的源极和漏极之间产生较大的光电流，即此时感光单元处于开启状态；在有光照射感光晶体管TFT1，但感光晶体管TFT1的源极与漏极之间不存在电位差时，感光晶体管TFT1源极和漏极之间没有明显的电流产生；在没有光照射感光晶体管TFT1时，该感光晶体管TFT1的活性层中载流子数目较少，感光晶体管TFT1处于关闭状态，感光晶体管TFT1的源极与漏极之间是否存在电位差都不会产生电流。并且，当触控扫描线Scanm加载扫描信号时，感光晶体管TFT1的源极与漏极之间才会存在电位差。综上，只有当触控扫描线Scanm加载扫描信号，且有光照射该感光晶体管TFT1时，感光晶体管TFT1才会有控制信号输出。当然感光单元也可以是其他结构，在此不做限定。具体地，在本发明实施例提供的触摸屏中，感光晶体管可以为红外感光晶体管，当然也可以为实现本发明技术方案的其它感光晶体管，在此不做限定。较佳地，在本发明实施例提供的触摸屏中，如图1所示，用于连接感光单元102和触控读取线Readoutn的触控开关单元103具体可以包含一个薄膜晶体管TFT2，其中，该薄膜晶体管TFT2的栅极与感光单元102相连，薄膜晶体管TFT2的漏极与触控读取线Readoutn相连，薄膜晶体管TFT2的源极与触控扫描线Scanm相连。当然触控开关单元也可以是其他结构，在此不做限定。需要说明的是本发明实施例中的晶体管的源极和漏极不作具体的区分，源漏极之间是可以互换的。并且，在本发明实施例提供的触摸屏中，如图1所示，当触控开关单元103为薄膜晶体管TFT2时，感光单元102为感光晶体管TFT1时；感光晶体管TFT1的源极与触控扫描线Scanm相连，感光晶体管TFT1的栅极和漏极均与薄膜晶体管TFT2的栅极相连。当感光单元102输出到作为触控开关单元103的薄膜晶体管TFT2的栅极的控制信号大于或等于薄膜晶体管TFT2的栅极阈值电压时，薄膜晶体管TFT2处于开启状态，此时若该薄膜晶体管TFT2的源极与漏极之间存在电位差，则在该薄膜晶体管TFT2的源极和漏极之间产生电流，向触控读取线Readoutn输出触控感测信号。综上，感光单元只有在触控扫描线加载扫描信号时（即触控扫描线处在高电位时）才有可能输出控制信号，触控开关单元只有在感光单元输出的控制信号大于或等于触控开关单元开启的阈值电压时才会处于开启状态，其余时间都处于关闭状态。即只有在触控扫描线加载扫描信号时，触控开关单元才可能处于开启状态。因此，将作为触控开关单元的薄膜晶体管的源极直接与触控扫描线相连，与单独设置高电位信号线向薄膜晶体管的源极一直输入高电位信号相比，使薄膜晶体管仅在其有可能处于开启状态时其源极才会被输入高电位信号，这样可以节省触摸屏的功耗。并且，众所周知，薄膜晶体管处于关闭状态时仍有漏电流存在，其大小与薄膜晶体管的源极和漏极之间的电位差成正比，单独设置高电位信号线与作为触控开关单元的薄膜晶体管相连，会使该薄膜晶体管的源极一直处于高电位，导致薄膜晶体管产生较大的漏电流流向触控读取线，从而降低了触摸屏的灵敏度。而本发明实施例提供的触摸屏中，将作为触控开关单元的薄膜晶体管的源极直接与触控扫描线相连，使薄膜晶体管仅在其有可能处于开启状态时其源极才会处于高电位。因此，将作为触控开关单元的薄膜晶体管的源极直接与触控扫描线相连，与单独设置高电位信号线使薄膜晶体管的源极一直处于高电位相比，可以提高触摸屏的灵敏度，进而提高触摸屏的信噪比。同时，将作为触控开关单元的薄膜晶体管的源极直接与触控扫描线相连还可以省去单独设置与其源极相连的高电位信号线，从而保证触摸屏的开口率。在具体实施时，作为触控开关单元的薄膜晶体管的各个部件可以和阵列基板中现有的控制像素单元开关的薄膜晶体管中各个部件同层制备，这样不用增加新的制备工艺，仅需变更对应的各个膜层的构图即可实现，节省了生产成本，提高了生产效率。当然在具体实施时，触控开关也可以是其他结构，在此不作详述。下面结合如图3所示的时序图，以如图1所示的感光单元具体为感光晶体管TFT1，触控开关单元具体为薄膜晶体管TFT2的结构为例，对本发明实施例提供的触摸屏的具体工作原理进行简要介绍。在图3中，201，202，203分别为栅极信号线Gaten-1，Gaten，Gaten+1的输入信号波形图，Gaten作为触控扫描线，204为光照射感光晶体管TFT1时触控读取线Readoutn的输出信号波形图，205为无光照射感光晶体管TFT1时触控读取线Readoutn的输出信号波形图。在第一时段T1，栅极信号线Gaten-1201处于高电位Vgh，栅极信号线Gaten202即触控扫描线处于低电位Vgl，栅极信号线Gaten+1203也处于低电位Vgl，感光晶体管TFT1的源极和漏极之间以及薄膜晶体管TFT2的源极和漏极之间都不存在电位差，有无光照射感光晶体管TFT1，感光晶体管TFT1都没有控制信号输出到薄膜晶体管TFT2，因此触控读取线Readoutn没有触控感测信号输出。在第二时段T2，栅极信号线Gaten-1201和Gaten+1203处于低电位Vgl，栅极信号线Gaten202即触控扫描线处于高电位Vgh，感光晶体管TFT1的源极和漏极之间以及薄膜晶体管TFT2的源极和漏极之间存在电位差。此时若光照射感光晶体管TFT1，感光晶体管的源漏极之间产生光电流，即感光单元处于开启状态，感光晶体管TFT1将触控扫描线输入其源极的信号作为控制信号输出到薄膜晶体管TFT2的栅极；在控制信号大于或等于薄膜晶体管TFT2的栅极电压时，薄膜晶体管TFT2处于开启状态，薄膜晶体管TFT2将触控扫描线输入其源极的信号作为触控感测信号输出到触控读取线Readoutn；当无光照射感光晶体管TFT1时，感光晶体管TFT1处于关闭状态，感光晶体管TFT1没有控制信号输出到薄膜晶体管TFT2，因此触控读取线Readoutn没有触控感测信号输出。在第三时段T3，栅极信号线Gaten-1201处于低电位Vgl，栅极信号线Gaten202即触控扫描线也处于低电位Vgl，栅极信号线Gaten+1203处于高电位Vgh，感光晶体管TFT1的源极和漏极之间以及薄膜晶体管TFT2的源极和漏极之间都不存在电位差，有无光照射感光晶体管TFT1，感光晶体管TFT1都没有控制信号输出，因此触控读取线Readoutn没有触控感测信号输出。一般地，触摸屏的触控精度通常在毫米级，而阵列基板的显示精度通常在微米级，可以看出，触控屏所需的触控扫描线和触控读取线比阵列基板显示所需的驱动线（数据信号线和栅极信号线）要少的多，因此，在本发明实施例提供的触摸屏中，在设定触控读取线和触控扫描线时，一般可以将各触控扫描线之间的间距设置为相同，各触控读取线之间的间距设置为相同。最佳地，可以将各触控扫描线之间的间距与各触控读取线之间的间距设置为相同，以统一触摸屏的触控精度。进一步地，在阵列基板中实现位于相邻列的像素单元之间的触控读取线时，可以将各触控读取线与阵列基板中的数据信号线同层设置且相互绝缘，即在制备各数据信号线的同时制备出与其相互绝缘的触控读取线，这样，在制备阵列基板时不需要增加额外的制备工序，只需要通过一次构图工艺即可形成数据信号线和触控读取线的图形，能够节省制备成本，提升产品附加值。当然可以分别制备触控读取线和数据信号线，在此不做限定。较佳地，为了能够最大限度的保证大尺寸的触摸屏的开口率，本发明实施例提供的触摸屏的阵列基板中的像素结构在具体实施时可以采用双栅结构，如图4所示，其中Datan(n=1,2,3......)表示阵列基板的数据信号线，Gaten(n=1,2,3......)表示阵列基板的栅极信号线，图4中未示出感光单元和触控开关单元，在双栅结构中，在阵列基板上设置有呈矩阵排列的多个像素单元，阵列基板上的相邻行的像素单元之间具有两个栅极信号线，例如Gate1和Gate2、Gate3和Gate4、Gate5和Gate6，且每相邻的两列像素单元为一列，共用一个位于该两列像素单元之间的数据信号线Data1、Data2、Data3。在阵列基板上的将双栅结构通过增加一倍数量的栅极信号线，减少了数据信号线及源极驱动IC的数量，从而降低显示器整体成本。进一步地，如图4所示的双栅结构通过变更相邻两行像素单元的栅极信号线和TFT开关的位置，可以节省出相邻像素单元列之间数据信号线的位置。这样，如图4所示，就可以在相邻像素单元列之间的间隙处设置各触控读取线Readoutn，即各触控读取线Readoutn具体位于相邻的像素单元列之间的间隙处，这样可以进一步减少像素单元的占用率，保证触摸屏具有较大的开口率。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一种触摸屏及显示装置，将阵列基板中的至少一条栅极信号线作为触控扫描线，阵列基板具有与触控扫描线交错排布的触控读取线，在触控扫描线和触控读取线所限定区域内包含有感光单元和触控开关单元；其中，感光单元和触控开关单元都与触控扫描线相连，感光单元通过触控开关单元与触控读取线相连；在触控扫描线加载扫描信号时，通过光照使感光单元处于开启状态，该感光单元向触控开关单元输出控制信号，控制信号控制触控开关单元向触控读取线输出触控感测信号，实现了光学式触控功能，相对于电容式内嵌触摸屏，在大尺寸时不会产生信号干扰和信号延迟的问题。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。