壓感式觸摸屏及其驅動方法、彩膜基板的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種壓感式觸摸屏及其驅動方法、彩膜基板，涉及顯示技術領域，用于解決現有壓感式觸摸屏成本高、感應壓力的準確度低的問題。其中所述壓感式觸摸屏包括：相對設置的第一襯底基板和第二襯底基板；設置于第一襯底基板上的多個塊狀的壓感電極、至少一個半導體電極、絕緣層和至少一個金屬電極，半導體電極設置于壓感電極層的一側，且半導體電極連接于相鄰兩個壓感電極之間，絕緣層設置于半導體電極層遠離壓感電極層的一側，金屬電極設置于絕緣層遠離壓感電極層的一側，金屬電極與半導體電極一一對應，且相對應的金屬電極與半導體電極相對設置；設置于第二襯底基板上的多個塊狀的公共電極。所述壓感式觸控屏用于進行顯示、觸控和壓感觸控。
【專利說明】
壓感式觸摸屏及其驅動方法、彩膜基板
技術領域
[0001]本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種壓感式觸摸屏及其驅動方法、彩膜基板。
【背景技術】
[0002]壓感觸控(ForceTouch)技術是目前領域內受到廣泛關注的一種新技術，被稱作是“繼多點觸控之后的一次偉大變革”。集成有壓感觸控技術的觸摸屏稱為壓感式觸摸屏，壓感式觸摸屏不僅能夠識別用戶的每一次觸摸，還能感知觸摸的力度，根據觸摸的力度的大小來給出不同的反饋。比如:在用戶看照片時，手機的系統會根據用戶手指給屏幕的壓力自動放大圖片，壓力越大，圖片放大的幅度就越大。
[0003]目前，實現壓感觸控功能需要在觸摸屏的背光模組中或者觸摸屏的中框部分中增加額外的用于感應壓力的機構，這種實現方式由于增加了額外的機構，并且增加額外的機構需要對觸摸屏的結構設計做出改動，造成壓感式觸摸屏的成本較高;并且，增加額外的機構會引起裝配公差問題，導致壓感式觸摸屏感應壓力的準確度較低。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種壓感式觸摸屏及其驅動方法、彩膜基板，以降低壓感式觸摸屏的成本，并提高壓感式觸摸屏感應壓力的準確度。
[0005]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0006]本發明的第一方面提供了一種壓感式觸摸屏，包括相對設置的第一襯底基板和第二襯底基板，所述壓感式觸摸屏還包括:設置于所述第一襯底基板上的多個塊狀的壓感電極、至少一個半導體電極、絕緣層和至少一個金屬電極，其中，所述半導體電極設置于所述壓感電極所在膜層的一側，且所述半導體電極連接于相鄰兩個所述壓感電極之間，所述絕緣層設置于所述半導體電極所在膜層遠離所述壓感電極所在膜層的一側，所述金屬電極設置于所述絕緣層遠離所述壓感電極所在膜層的一側，所述金屬電極與所述半導體電極一一對應，且相對應的金屬電極與半導體電極相對設置;設置于所述第二襯底基板上的多個塊狀的公共電極。
[0007]在上述壓感式觸摸屏中，通過在第一襯底基板上設置壓感電極、半導體電極、絕緣層和金屬電極，并且相鄰兩個壓感電極通過半導體電極連接，半導體電極與金屬電極相對設置，從而形成了類似開關管的結構，在向金屬電極輸入驅動信號時，金屬電極能夠使相對應的半導體電極呈導體特性，進而將相鄰兩個壓感電極電連接，在不向金屬電極輸入驅動信號時，相對應的半導體電極則呈半導體特性，進而相鄰兩個壓感電極斷開。也就是說，上述結構實現了各壓感電極在需要時電連接或斷開的效果。本發明還將第二襯底基板上的公共電極設計為多個塊狀電極的結構，從而在進行壓感觸控時可以將各壓感電極電連接，使電連接后的壓感電極與公共電極形成用于感測壓力的電容，在進行顯示和觸控時使各壓感電極保持相互斷開的狀態，通過復用公共電極實現顯示和觸控。可見，本發明所提供的壓感式觸摸屏僅通過對內部膜層結構進行設計就能夠實現壓感觸控功能，無需在觸摸屏的背光模組或中框部分中增加額外的用于感應壓力的機構，也就避免了由此引起的成本高、感應壓力的準確度低的問題，從而達到了降低成本，提高感應壓力的準確度的效果。
[0008]本發明的第二方面提供了一種壓感式觸摸屏的驅動方法，所述驅動方法用于驅動本發明的第一方面所提供的壓感式觸摸屏，所述驅動方法包括:一幀的時間包括顯示時段、觸控時段和壓感觸控時段，在所述顯示時段，將所述壓感式觸摸屏的金屬電極接地或者使所述金屬電極處于浮空狀態，并且向所述壓感式觸摸屏的公共電極輸入公共電壓信號;在所述觸控時段，使所述金屬電極處于浮空狀態，并且向所述公共電極輸入觸控信號，通過所述公共電極采集觸摸感測信號;在所述壓感觸控時段，向所述金屬電極輸入驅動信號，使所述金屬電極所對應的半導體電極呈現導體特性，向所述壓感電極輸入第一壓感觸控信號，并且向所述公共電極輸入第二壓感觸控信號，通過所述公共電極采集壓力感測信號。
[0009]上述壓感式觸摸屏的驅動方法所能產生的有益效果與本發明的第一方面所提供的壓感式觸摸屏的有益效果相同，此處不再贅述。
[0010]本發明的第三方面提供了一種彩膜基板，包括第一襯底基板，及設置于所述第一襯底基板上的彩膜層和黑矩陣，所述彩膜基板還包括設置于所述第一襯底基板上的多個塊狀的壓感電極、至少一個半導體電極、絕緣層和至少一個金屬電極;其中，所述半導體電極設置于所述壓感電極所在膜層的一側，且所述半導體電極連接于相鄰兩個所述壓感電極之間；所述絕緣層設置于所述半導體電極所在膜層遠離所述壓感電極所在膜層的一側;所述金屬電極設置于所述絕緣層遠離所述壓感電極所在膜層的一側，所述金屬電極與所述半導體電極對應，且相對應的金屬電極與半導體電極相對設置。
[0011]上述彩膜基板所能產生的有益效果與本發明的第一方面所提供的壓感式觸摸屏的有益效果相同，此處不再贅述。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0013]圖1為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏的截面圖；
[0014]圖2為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏中第一襯底基板上各膜層的俯視圖 ，
[0015]圖3為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏中第二襯底基板上公共電極的俯視圖；
[0016]圖4為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏中第一襯底基板上各膜層的俯視圖-* *
[0017]圖5為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏中第一襯底基板上各膜層的俯視圖—*.---，
[0018]圖6為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏中第一襯底基板上各膜層的俯視圖四；
[0019]圖7為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏中第一襯底基板上各膜層的俯視圖五；
[0020]圖8為本發明實施例一所提供的壓感式觸摸屏中第一襯底基板上各膜層的俯視圖六；
[0021 ]圖9為本發明實施例二所提供的壓感式觸摸屏的驅動方法的時序圖。
[0022]附圖標記說明:
[0023]100-壓感式觸摸屏；11-第一襯底基板；
[0024]12-黑矩陣；13-金屬電極；
[0025]14-絕緣層；15-半導體電極；
[0026]16-壓感電極；18-金屬線；
[0027]21-第二襯底基板；22-公共電極；
[0028]30-液晶；40-第一偏光片；
[0029]50-第二偏光片；60-蓋板。
【具體實施方式】
[0030]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，均屬于本發明保護的范圍。
[0031]以下實施例中所提及的附圖中，圖2、圖4?圖8所示出的俯視圖均為從第一襯底基板11外側(即非設置膜層的一側)俯視第一襯底基板11上各膜層的俯視圖。需要說明的是，在圖2、圖4?圖8中，為了清楚地示出半導體電極15和金屬電極13，使金屬電極13的面積小于半導體電極15的面積，但是這并不代表二者實際的大小關系。
[0032]實施例一
[0033]參見圖1?圖3，本實施例提供了一種壓感式觸摸屏100，該壓感式觸摸屏100包括:第一襯底基板11、第二襯底基板21、多個塊狀的壓感電極16、至少一個半導體電極15、絕緣層14、至少一個金屬電極13和多個塊狀的公共電極22。其中，壓感電極16、半導體電極15、絕緣層14和金屬電極13設置于第一襯底基板11上;公共電極22設置于第二襯底基板21上。
[0034]在第一襯底基板11上，各膜層的設置方式為:半導體電極15設置于壓感電極16所在膜層(以下稱壓感電極層)的一側，且半導體電極15連接于相鄰兩個壓感電極16之間；絕緣層14設置于半導體電極15所在膜層(以下稱半導體電極層)遠離壓感電極層的一側;金屬電極13設置于絕緣層14遠離壓感電極層的一側，金屬電極13與半導體電極15—一對應，且相對應的金屬電極13與半導體電極15相對設置。
[0035]在本實施例所提供的壓感式觸摸屏100中，第一襯底基板11上設置有壓感電極16、半導體電極15、絕緣層14和金屬電極13，相鄰兩個壓感電極16通過半導體電極15連接，半導體電極15與金屬電極13相對設置，從而形成了類似開關管的結構，金屬電極13具有選擇相對應的半導體電極15呈現導體特性或者半導體特性的作用。在向金屬電極13輸入驅動信號時，金屬電極13能夠使相對應的半導體電極15呈導體特性，從而金屬電極13所連接的兩個壓感電極16電連接;在不向金屬電極13輸入驅動信號時，與金屬電極13相對應的半導體電極15則呈半導體特性，從而金屬電極13所連接的兩個壓感電極16斷開。可見，上述結構能夠實現各壓感電極16在需要時電連接或斷開的效果。
[0036]基于上述結構，并且第二襯底基板21上設有多個塊狀的公共電極22，本實施例所提供的壓感式觸摸屏100能夠實現顯示、觸控和壓感觸控功能。具體的:
[0037]在壓感式觸摸屏100進行顯示時，將公共電極22用作進行正常顯示所需要的公共電極，向公共電極22施加顯示所需要的公共電壓信號，使壓感式觸摸屏100的液晶30在公共電極22和壓感式觸摸屏100的像素電極(圖中未示出)的共同作用下產生偏轉，進而實現圖像的顯示。此時，不向金屬電極13輸入驅動信號，使第二襯底基板11上的各壓感電極16保持斷開。可將各金屬電極13接地，從而使各金屬電極13起到防靜電層的作用，及時將壓感式觸摸屏100內產生的靜電導出，消除靜電對壓感式觸摸屏100的不良影響；也可使各金屬電極13處于浮空狀態，以避免金屬電極13與壓感式觸摸屏100內的其它帶電元件產生寄生電容，對圖像的顯示造成影響。
[0038]在壓感式觸摸屏100進行觸控時，將公共電極22用作進行正常觸控所需要的觸控電極，向公共電極22施加觸控信號，當用戶觸摸屏幕時，觸摸位置處的電容發生變化，通過公共電極22采集觸摸感測信號，該觸摸感測信號能夠表征屏幕上各位置點的電容，因此發生變化的觸摸感測信號所對應的位置點即為觸摸位置點，從而實現觸控功能。此時，不向金屬電極13輸入驅動信號，使第二襯底基板11上的各壓感電極16保持斷開。如果仍然將各金屬電極13接地，則各金屬電極13會將觸摸屏幕所帶來的電容變化屏蔽掉，公共電極22無法感測到觸摸屏幕所帶來的電容變化，觸控功能無法實現，因此需要使各金屬電極13處于浮空狀態，保證金屬電極13不會對公共電極22的感測產生影響，從而保證觸控功能的正常實現。
[0039]在壓感式觸摸屏100進行壓感觸控時，向金屬電極13輸入驅動信號，使對應的半導體電極15呈現導體特性將所連接的兩個壓感電極16電連接，從而第一襯底基板11上的各壓感電極16相互電連接成為一整片的電極。將電連接的各壓感電極16用作進行壓感觸控所需要的電容的第一極板，同時將公共電極22用作進行壓感觸控所需要的電容的第二極板，通過向兩個極板分別施加不同的電壓信號，使兩個極板形成電容，在按壓屏幕時，兩極板之間的距離變小，從而二者所形成的電容變大，由于第二極板為多個塊狀的公共電極22的結構，因此通過公共電極22能夠感測到上述電容的變化，進而確定按壓的壓力值及按壓的位置，實現壓感觸控功能。需要說明的是，由于在進行壓感觸控時各壓感電極16相互電連接成為一整片的電極，因此所形成的一整片的電極能夠將手指與屏幕所形成的電容屏蔽掉，從而手指與屏幕所形成的電容不會影響所形成的一整片的電極與公共電極22之間所形成的電容，保證了對壓力的準確感測。
[0040]由上述針對本實施例所提供的壓感式觸摸屏100的結構和工作過程的介紹可見，本實施例所提供的壓感式觸摸屏100僅通過對內部膜層結構進行設計就能夠實現壓感觸控功能，無需在觸摸屏的背光模組或中框部分中增加額外的用于感應壓力的機構，也就避免了由此引起的成本高、感應壓力的準確度低的問題，從而降低了壓感式觸摸屏的成本，提高了壓感式觸摸屏的感應壓力的準確度。
[0041]本實施例中的壓感式觸摸屏100，第一襯底基板11上的多個塊狀的壓感電極16優選的可呈矩陣式排布，這樣可使單個壓感電極16的面積不至于過大，減少輸入給壓感電極16的信號的損耗和延遲。
[0042]對多個壓感電極16呈矩陣式排布的結構，半導體電極15和金屬電極13的設置方式可以有多種，下面示例性地給出三種:
[0043]示例(I)如圖2和圖4所示，每一行壓感電極16中，每相鄰兩個壓感電極16均通過一個半導體電極15相連;相對應的，每個半導體電極15均與一個金屬電極13相對設置。
[0044]由于需要向各金屬電極13輸入驅動信號，因此需要設置相應的用于輸入信號的結構。如圖2所示，可將用于連接相鄰兩列壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13(即處于同一列中的各金屬電極13)之間通過金屬線18串接，從而可利用金屬線18統一向處于同一列中的各金屬電極13輸入驅動信號。或者，如圖4所示，可將用于連接同一行壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13 (即處于同一行中的各金屬電極13)之間通過金屬線18串接，從而可利用金屬線18統一向處于同一行中的各金屬電極13輸入驅動信號。
[0045]示例(2)如圖5和圖6所示，每一列壓感電極16中，每相鄰兩個壓感電極16均通過一個半導體電極15相連;相對應的，每個半導體電極15均與一個金屬電極13相對設置。
[0046]由于需要向各金屬電極13輸入驅動信號，因此需要設置相應的用于輸入信號的結構。如圖5所示，可將用于連接相鄰兩行壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13(即處于同一行中的各金屬電極13)之間通過金屬線18串接，從而可利用金屬線18統一向處于同一行中的各金屬電極13輸入驅動信號。或者，如圖6所示，可將用于連接同一列壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13 (即處于同一列中的各金屬電極13)之間通過金屬線18串接，從而可利用金屬線18統一向處于同一列中的各金屬電極13輸入驅動信號。
[0047]示例(3)如圖7和圖8所示，每一行且每一列壓感電極16中，每相鄰兩個壓感電極16均通過一個半導體電極15相連;相對應的，每個半導體電極15均與一個金屬電極13相對設置。
[0048]由于需要向各金屬電極13輸入驅動信號，因此需要設置相應的用于輸入信號的結構。如圖7所示，可將用于連接相鄰兩行壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13(即處于同一行中的金屬電極13)之間通過金屬線18串接，且將用于連接相鄰兩列壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13 (S卩處于同一列中的金屬電極13)之間通過金屬線18串接，從而可利用金屬線18統一向處于同一行中的各金屬電極13輸入驅動信號，并且統一向處于同一列中的各金屬電極13輸入驅動信號。或者，如圖8所示，可將用于連接同一行壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13 (即處于同一行中的金屬電極13)之間通過金屬線18串接，且將用于連接同一列壓感電極16的各半導體電極15所對應的各金屬電極13(即處于同一列中的金屬電極13)之間通過金屬線18串接，從而可利用金屬線
18統一向處于同一行中的各金屬電極13輸入驅動信號，并且統一向處于同一列中的各金屬電極13輸入驅動信號。
[0049]需要說明的是，在上述三個示例中，用于串接金屬電極13的金屬線18的線寬可以與金屬電極13的寬度(以金屬電極13的沿垂直于金屬線18延伸方向上的尺寸為金屬電極13的寬度，其中該金屬線18為串接該金屬電極13的金屬線)相等，并且金屬電極13與金屬線18可以同步形成，因此可以對應每行和/或每列半導體電極15均制備一條連續的金屬線，在每條連續的金屬線中，與半導體電極15相對的部分作為金屬電極13，其余部分作為用于串接金屬電極13的金屬線。
[0050]為了減少相鄰公共電極22之間的串擾，本實施例中優選的可將壓感電極16與公共電極22--對應，并且相對應的壓感電極16與公共電極22相對設置，這樣每個壓感電極16
僅與一個公共電極22相對，并不會與其它公共電極22相對，避免了在顯示和觸控階段，由于壓感電極16同時與不同的公共電極22感應，所造成的不同公共電極22之間相互串擾的問題。基于這一方案，更為優選的是，可以使相對應的壓感電極16與公共電極22在第一襯底基板11上的垂直投影重合，這樣相對應的壓感電極16與公共電極22的面積相等，既能夠減少相鄰公共電極22之間的串擾，又保證了全部壓感電極16在第一襯底基板11上具有較大的覆蓋面積。
[0051]在本實施例所提供的壓感式觸摸屏100進行壓感觸控時，第一襯底基板11上的各壓感電極16之間需要通過半導體電極15電連接，為了減小半導體電極15與壓感電極16之間的接觸電阻，進而減少功率的不必要損耗，可以將半導體電極15中與壓感電極16相接觸的部位設置為重摻雜區，以減小半導體電極15與壓感電極16之間的接觸電阻，并將半導體電極15中不與壓感電極16相接觸的部位設置為輕摻雜區，以保證在不需要將各壓感電極16進行電連接時各壓感電極16之間能夠很好地相互隔絕。例如:半導體電極15中，與壓感電極16相接觸的部位為N型重摻雜區，其余部位為N型輕摻雜區。
[0052]本實施例所述的壓感式觸摸屏100中，半導體電極15的形成材料優選為非晶硅或多晶娃;壓感電極16的形成材料優選為透明導電氧化物，例如:ITO (Indium Tin Oxide，氧化銦錫)。
[0053]本實施例所述的壓感式觸摸屏100中，金屬電極13所在膜層(以下稱金屬電極層)、絕緣層14和半導體電極層可均位于壓感電極層與第一襯底基板11之間，在第一襯底基板11上制備膜層時，各膜層制備的順序為:金屬電極層—絕緣層14—半導體電極層—壓感電極層。金屬電極層、絕緣層14和半導體電極層可均位于壓感電極層遠離第一襯底基板11的一側，在第一襯底基板11上制備膜層時，各膜層制備的順序為:壓感電極層—半導體電極層—絕緣層14—金屬電極層。
[0054]由于半導體電極15和金屬電極13具有不透光的特性，因此為了避免半導體電極15和金屬電極13不透光對顯示圖像品質產生不良影響，需要制備遮光元件對半導體電極15和金屬電極13進行遮擋。
[0055]所述遮光元件可直接利用壓感式觸摸屏100中的黑矩陣替代，以避免額外制備遮光元件所引起的工藝步驟增加、膜層結構復雜的問題。具體的，請再次參見圖1，在第一襯底基板11上設置黑矩陣12，并且使半導體電極15和金屬電極13在第一襯底基板11上的垂直投影均處于黑矩陣12在第一襯底基板11上的垂直投影的范圍之內，從而實現了利用黑矩陣將12遮擋半導體電極15和金屬電極13的效果。
[0056]黑矩陣12在第一襯底基板11上各膜層中的設置位置可為:若半導體電極層、絕緣層14和金屬電極層均位于壓感電極層與第一襯底基板11之間，則黑矩陣位于金屬電極層與第一襯底基板11之間；若半導體電極層、絕緣層14和金屬電極層均位于壓感電極層遠離第一襯底基板11的一側，則黑矩陣位于壓感電極層與第一襯底基板11之間。
[0057]再次參見圖1，本實施例所提供的壓感式觸摸屏100還可包括:設置于第一襯底基板11遠離第二襯底基板21—側的第一偏光片40;設置于第一偏光片40遠離第一襯底基板11一側的蓋板60;設置于第二襯底基板21遠離第一襯底基板11 一側的第二偏光片50。
[0058]實施例二
[0059]本實施例提供了一種壓感式觸摸屏的驅動方法，該驅動方法用于驅動實施例一所述的壓感式觸摸屏100。參見圖9，圖9中T-force對應的曲線表示金屬電極13上的電壓信號隨時間的變化情況，TX對應的曲線表示公共電極22上的電壓信號隨時間的變化情況，Data對應的曲線表示壓感式觸摸屏100中用于驅動像素電極的驅動開關管的輸入端的電壓信號隨時間的變化情況，Gate對應的曲線表示壓感式觸摸屏100中用于驅動像素電極的驅動開關管的控制端的電壓信號隨時間的變化情況，結合圖1，本實施例所提供的驅動方法包括(一幀的時間包括顯示時段tl、觸控時段t2和壓感觸控時段t3):
[0060]在顯示時段tl，將壓感式觸摸屏100的金屬電極13接地或者使金屬電極13處于浮空狀態，以使各壓感電極16保持斷開;并且向壓感式觸摸屏100的公共電極22輸入進行顯示所需要的公共電壓信號，向壓感式觸摸屏100的像素電極(圖中未示出)輸入進行顯示所需要的數據電壓信號，使壓感式觸摸屏100的液晶30在公共電壓信號和數據電壓信號的共同作用下產生偏轉，實現圖像的顯示。由上述顯示時段tl的驅動過程可以看出，該時段需要各壓感電極16保持斷開，并且需要將公共電極22用作進行正常顯示所需要的公共電極。在顯示時段tl將金屬電極13接地，可及時將壓感式觸摸屏100內產生的靜電導出，消除靜電對壓感式觸摸屏100的不良影響;使金屬電極13處于浮空狀態，則可以避免金屬電極13與壓感式觸摸屏100內的其它帶電元件產生寄生電容，對圖像的顯示造成影響。
[0061]在觸控時段t2，使金屬電極13處于浮空狀態，以保證各壓感電極16保持斷開，并且保證金屬電極13不會對觸控造成干擾;并且向公共電極22輸入觸控信號，通過公共電極22采集觸摸感測信號，該觸摸感測信號能夠表征屏幕上各位置點的電容，因此發生變化的觸摸感測信號所對應的位置點即為觸摸位置點，從而實現觸控功能。由上述觸控時段t2的驅動過程可以看出，該時段需要各壓感電極16保持斷開，并且金屬電極13要處于浮空狀態，不能接地，否則會對觸控造成干擾，此外需要將公共電極22用作進行正常觸控所需要的觸控電極。
[0062]在壓感觸控時段t3，向金屬電極13輸入驅動信號，使金屬電極13所對應的半導體電極15呈現導體特性，以將半導體電極15所連接的兩個壓感電極16電連接，從而第一襯底基板11上的各壓感電極16相互電連接成為一整片的電極;將電連接的各壓感電極16用作進行壓感觸控所需要的電容的第一極板，并且將公共電極22用作進行壓感觸控所需要的電容的第二極板，向第一基板輸入第一壓感觸控信號，并且向公共電極22輸入第二壓感觸控信號，從而第一極板與第二極板之間形成電容;通過各塊狀的公共電極22采集壓力感測信號，該壓力感測信號能夠表征各塊狀的公共電極22與相互電連接的壓感電極16之間的電容，在按壓屏幕時，兩極板之間的距離變小，從而二者所形成的電容變大，因此根據所采集到的壓力感測信號的變化量可計算得到按壓的壓力值，并且變大的觸摸感測信號所對應的位置點即為按壓位置點，從而實現壓感觸控功能。由上述壓感觸控時段t3的驅動過程可以看出，該時段需要將各壓感電極16相互電連接形成一整片的電極，以屏蔽掉手指與屏幕所形成的電容，并且需要將公共電極22用作進行壓感觸控所需要的電容。
[0063]采用本實施例所提供的驅動方法，能夠使實施例一所提供的壓感式觸摸屏100實現顯示、觸控和壓感觸控三種功能，其中實現壓感觸控功能基于壓感式觸摸屏100內部的膜層結構，無需在觸摸屏的背光模組或中框部分中增加額外的用于感應壓力的機構，也就避免了由此引起的成本高、感應壓力的準確度低的問題，從而降低了成本，提高了感應壓力的準確度。
[0064]需要說明的是，壓感式觸摸屏100中通常設有用于驅動像素電極的驅動開關管，在顯示時段tl，還需要向驅動開關管的控制端輸入柵極信號，以將驅動開關管打開，進而將像素電極打開，并向驅動開關管的輸入端輸入數據信號，以通過驅動開關管的輸出端將數據信號施加在像素電極上。基于此，再次參見圖9，為了避免在觸控時段t2和壓感觸控時段t3內，用于輸入柵極信號的柵極線、用于輸入數據信號的數據線、驅動開關管及像素電極干擾公共電極22，優選的可在觸控時段t2，使柵極信號和數據信號隨輸入給公共電極22的觸控信號同步變化，并且在壓感觸控時段t3，使柵極信號和數據信號隨輸入給公共電極22的第二壓感觸控信號同步變化，從而柵極線、數據線、驅動開關管及像素電極與公共電極22之間不會產生寄生電容，有效地避免了柵極線、數據線、驅動開關管及像素電極對公共電極22上電壓信號的干擾。
[0065]實施例三
[0066]請參見圖1?圖2、圖4?圖8，本實施例提供了一種彩膜基板，該彩膜基板包括第一襯底基板U，及設置于第一襯底基板11上的彩膜層(圖中未示出)、黑矩陣12、多個塊狀的壓感電極16、至少一個半導體電極15、絕緣層14和至少一個金屬電極13。其中，半導體電極15設置于壓感電極層的一側，且半導體電極15連接于相鄰兩個壓感電極16之間；絕緣層14設置于半導體電極層遠離壓感電極層的一側;金屬電極13設置于絕緣層14遠離壓感電極層的一側，金屬電極13與半導體電極15 對應，且相對應的金屬電極13與半導體電極15相對設置。
[0067]本實施例所提供的彩膜基板中，通過設置壓感電極16、半導體電極15、絕緣層14和金屬電極13形成了類似開關管的結構，能夠實現各壓感電極16在需要時電連接或斷開的效果。根據實施例一和實施例二，將本實施例所提供的彩膜基板與設置有多個塊狀的公共電極的陣列基板配合能夠形成具有顯示、觸控和壓感觸控三種功能的壓感式觸摸屏，無需在觸摸屏的背光模組或中框部分中增加額外的用于感應壓力的機構，從而降低了壓感式觸摸屏的成本，提高了感應壓力的準確度。
[0068]參見圖2、圖4?圖8，本實施例所提供的彩膜基板中，優選的可以將多個塊狀的壓感電極16呈矩陣式排布，并且使每一行和/或每一列壓感電極16中，每相鄰兩個壓感電極16均通過一個半導體電極15相連，這樣可減少輸入給壓感電極16的信號的損耗和延遲。
[0069]以上所述僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種壓感式觸摸屏，包括相對設置的第一襯底基板和第二襯底基板，其特征在于，所述壓感式觸摸屏還包括: 設置于所述第一襯底基板上的多個塊狀的壓感電極、至少一個半導體電極、絕緣層和至少一個金屬電極;其中，所述半導體電極設置于所述壓感電極所在膜層的一側，且所述半導體電極連接于相鄰兩個所述壓感電極之間;所述絕緣層設置于所述半導體電極所在膜層遠離所述壓感電極所在膜層的一側;所述金屬電極設置于所述絕緣層遠離所述壓感電極所在膜層的一側，所述金屬電極與所述半導體電極 對應，且相對應的金屬電極與半導體電極相對設置； 設置于所述第二襯底基板上的多個塊狀的公共電極。2.根據權利要求1所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述多個塊狀的壓感電極呈矩陣式排布，每一行所述壓感電極中，每相鄰兩個所述壓感電極均通過一個所述半導體電極相連。3.根據權利要求2所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，用于連接同一行所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接;或者 用于連接相鄰兩列所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接。4.根據權利要求1所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述多個塊狀的壓感電極呈矩陣式排布，每一列所述壓感電極中，每相鄰兩個所述壓感電極均通過一個所述半導體電極相連。5.根據權利要求4所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，用于連接同一列所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接;或者， 用于連接相鄰兩行所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接。6.根據權利要求1所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述多個塊狀的壓感電極呈矩陣式排布，每一行且每一列所述壓感電極中，每相鄰兩個所述壓感電極均通過一個所述半導體電極相連。7.根據權利要求6所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，用于連接同一行所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接，且用于連接同一列所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接;或者， 用于連接相鄰兩行所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接，且用于連接相鄰兩列所述壓感電極的各半導體電極所對應的各金屬電極之間通過金屬線串接。8.根據權利要求1所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述壓感電極與所述公共電極一一對應，且相對應壓感電極與公共電極相對設置。9.根據權利要求8所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，相對應的壓感電極與公共電極在所述第一襯底基板上的垂直投影重合。10.根據權利要求1所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述半導體電極中，與所述壓感電極相接觸的部位為重摻雜區，其余部位為輕摻雜區。11.根據權利要求1所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述半導體電極的形成材料為非晶硅或多晶硅。12.根據權利要求1所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述壓感電極的形成材料為透明導電氧化物。13.根據權利要求1?12任一項所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述壓感式觸摸屏還包括設置于所述第一襯底基板上的黑矩陣，所述半導體電極和所述金屬電極在所述第一襯底基板上的垂直投影均處于所述黑矩陣在所述第一襯底基板上的垂直投影的范圍之內。14.根據權利要求13所述的壓感式觸摸屏，其特征在于，所述半導體電極所在膜層、所述絕緣層和所述金屬電極所在膜層均位于所述第一襯底基板與所述壓感電極所在膜層之間，且所述黑矩陣位于所述第一襯底基板與所述金屬電極所在膜層之間。15.—種壓感式觸摸屏的驅動方法，其特征在于，所述驅動方法用于驅動權利要求1?14任一項所述的壓感式觸摸屏，所述驅動方法包括:一幀的時間包括顯示時段、觸控時段和壓感觸控時段， 在所述顯示時段，將所述壓感式觸摸屏的金屬電極接地或者使所述金屬電極處于浮空狀態，并且向所述壓感式觸摸屏的公共電極輸入公共電壓信號； 在所述觸控時段，使所述金屬電極處于浮空狀態，并且向所述公共電極輸入觸控信號，通過所述公共電極采集觸摸感測信號； 在所述壓感觸控時段，向所述金屬電極輸入驅動信號，使所述金屬電極所對應的半導體電極呈現導體特性，向所述壓感電極輸入第一壓感觸控信號，并且向所述公共電極輸入第二壓感觸控信號，通過所述公共電極采集壓力感測信號。16.根據權利要求15所述的壓感式觸摸屏的驅動方法，其特征在于，所述驅動方法還包括: 在所述顯示時段，向所述壓感式觸摸屏中用于驅動像素電極的驅動開關管輸入柵極信號和數據信號； 在所述觸控時段，使所述柵極信號和所述數據信號隨輸入給所述公共電極的觸控信號同步變化； 在所述壓感觸控時段，使所述柵極信號和所述數據信號隨輸入給所述公共電極的第二壓感觸控信號同步變化。17.—種彩膜基板，包括第一襯底基板，及設置于所述第一襯底基板上的彩膜層和黑矩陣，其特征在于，所述彩膜基板還包括設置于所述第一襯底基板上的多個塊狀的壓感電極、至少一個半導體電極、絕緣層和至少一個金屬電極;其中， 所述半導體電極設置于所述壓感電極所在膜層的一側，且所述半導體電極連接于相鄰兩個所述壓感電極之間； 所述絕緣層設置于所述半導體電極所在膜層遠離所述壓感電極所在膜層的一側； 所述金屬電極設置于所述絕緣層遠離所述壓感電極所在膜層的一側，所述金屬電極與所述半導體電極 對應，且相對應的金屬電極與半導體電極相對設置。18.根據權利要求17所述的彩膜基板，其特征在于，所述多個塊狀的壓感電極呈矩陣式排布，每一行和/或每一列所述壓感電極中，每相鄰兩個所述壓感電極均通過一個所述半導體電極相連。
【文檔編號】G06F3/041GK105843451SQ201610266860
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】劉英明, 董學, 王海生, 陳小川, 丁小梁, 趙衛杰, 楊盛際, 鄧立廣, 朱麾忠
【申請人】京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司