CN106775109B - 触控基板及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控基板及其驱动方法、显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的现有技术中光学式指纹识别器件本身的防伪特性比较低，且全屏指纹扫描不可避免的会对装置的功耗带来较大的问题。本发明的触控基板包括：基底，设置在基底上多条驱动信号线、多条信号读取线；多条驱动信号线和多条信号读取线交叉设置，且在交叉位置所限定的区域设置有指纹感测模块；每个指纹感测模块均包括开关单元和指纹感测器件；其中，每个开关单元连接与其对应的驱动信号线和信号读取线；位于同一行的指纹感测器件的第二电极在触控阶段复用为触控驱动电极；信号读取线在触控阶段复用为触控感应电极。

Description

触控基板及其驱动方法、显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种触控基板及其驱动方法、显示装置。

背景技术

由于人体指纹的唯一性和终生不变特征，使得指纹识别技术成为生物识别中最重要也是最常见的应用之一。现如今，指纹识别已经成为移动显示装置的标准配备，现有移动显示装置上的指纹识别大多采用电容式识别技术，受限于手指谷脊纹路小的原因，电容式指纹识别信号量小，识别距离有限，现有装置的指纹模块大多采用对显示装置模具进行开口或减薄处理，使得现有技术仅能实现单点固定位置的识别，大大限制了人们体验。

因此一系列提升识别距离，实现显示区域中的指纹识别技术逐渐受到人们的重视，目前新型的光学式指纹识别技术已成为人们的重点研究对象，然而光学式指纹识别器件本身的防伪特性比较低，且全屏指纹扫描不可避免的会对装置的功耗带来较大的影响，因此，如何改善这些问题已成为光学式指纹指纹识别器件亟需要解决的问题。

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，提供一种触控基板及其驱动方法、显示装置，用以解决现有技术中光学式指纹识别器件本身的防伪特性比较低，且全屏指纹扫描不可避免的会对装置的功耗带来较大的问题。

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，设置在所述基底上多条驱动信号线、多条信号读取线；多条所述驱动信号线和多条所述信号读取线交叉设置，且在所述交叉位置所限定的区域设置有指纹感测模块；每个所述指纹感测模块均包括开关单元和指纹感测器件；其中，每个所述指纹感测模块中的指纹感测器件的第一电极连接所述开关单元，位于同一行的所述指纹感测器件的第二电极连接同一条公共电极线；每个所述开关单元连接与其对应的所述驱动信号线和所述信号读取线；

位于同一行的所述指纹感测器件的第二电极在触控阶段复用为触控驱动电极；

所述信号读取线在触控阶段复用为触控感应电极。

优选的是，每相邻的多行所述指纹感测器件的第二电极在触控阶段复用为一条触控驱动电极；每相邻的多条所述信号读取线在触控阶段复用为一条触控感应电极。

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与所述信号读取线，第二极连接所述指纹感测器件的第一电极，控制极连接所述驱动信号线。

优选的是，所述指纹感测器件的第二电极通过连接电极与所述公共电极线连接；所述触控基板还包括与所述连接电极同层设置的遮光电极，且所述遮光电极在所述基底上的正投影覆盖所述所开关单元在所述基底上的正投影。

优选的是，所述触控基板还包括信号处理单元；所述信号处理单元与信号读取线连接，用于在指纹识别阶段根据所述信号读取线所输出的感测信号，确定指纹信息；在触控阶段根据所述信号读取线所输出的反馈信号以确定触控点的位置。

优选的是，所述指纹感测器件包括：光敏器件。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种上述触控基板的驱动方法，其包括：

触控阶段：通过公共电极线为与其连接的指纹感测器件的第二电极提供触控扫描信号；并根据信号读取线所接收到的指纹感测器件的第二电极所输出的反馈信号，以确定触控点的位置；

指纹识别阶段：给驱动信号线输入工作电平信号，以使相应的开关单元打开，通过公共电极线为与其连接的指纹感测器件的第二电极提供公共电压信号；并根据读取线读取的与其通过开关单元连接的所述第一电极上的感测信号，以确定指纹信息。

优选的是，在确定触控点的位置之后，所述指纹识别阶段包括：

给触控点所对应的驱动信号线逐行输入工作电平信号，以使相应的开关单元打开，通过公共电极线为与其连接的指纹感测器件的第二电极提供公共电压信号；并根据读取线读取的与其通过开关单元连接的所述第一电极上的感测信号，以确定指纹信息。

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。

优选的是，所述显示装置还包括与所述触控基板相对设置的有机电致发光背板。

进一步优选的是，所述指纹感测模块设置在所述基底靠近所述有机电致发光背板的一侧，并与所述有机电致发光背板的非显示区对应设置。

本发明具有如下有益效果：

在本发明的触控基板中，位于同一行的指纹感测器件的第二电极在触控阶段复用为触控驱动电极；信号读取线在触控阶段复用为触控感应电极。也就是说，在触控阶段，给位于同一行第二电极所连接的公共电极线输入触控扫描信号，信号读取线将接收到与其对应的第二电极输出的反馈信号，此时可以根据反馈信号的信息确定触控点的位置。由此可以看出，本发明的触控基板既可以对触控点进行确认，还可以对指纹信息可以确认，特别是在对触控点信息确定之后在进行指纹识别，可以有效减小全屏指纹扫描对显示装置功耗的影响，同时通过电容式触控定位(第二电极与信号读取线之间形成互电容)，可以有效的提高光学指纹识别器件的防伪性。

附图说明

图1为本发明的实施例1的触控基板中一个指纹感测模块的示意图；

图2为本发明的实施例1的触控基板的电路示意图；

图3为本发明的实施例2的触控基板的驱动方法的时序图；

图4为本发明的实施例3的显示装置的示意图。

其中附图标记为：1、开关单元；2、指纹感测器件；21、第一电极；22、第二电极；31、连接电极；32、遮光电极；4、有机电致发光背板；41、有机电致发光器件；42、挡墙5、封装层；Rx、触控感应电极；Tx、触控驱动电极；PIN、光敏材料；GATE、驱动信号线；Read Line、读取信号线；VD、公共电极线。

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。

实施例1：

结合图1和2所示，本实施例提供一种触控基板，其包括：基底，设置在基底上多条驱动信号线GATE、多条信号读取线Read Line；多条驱动信号线GATE和多条信号读取线ReadLine交叉设置，且在交叉位置所限定的区域设置有指纹感测模块；每个指纹感测模块均包括开关单元1和指纹感测器件2；其中，每个指纹感测模块中的指纹感测器件2的第一电极21连接开关单元1，位于同一行的指纹感测器件2的第二电极22连接同一条公共电极线VD；每个开关单元1连接与其对应的驱动信号线GATE和信号读取线Read Line；位于同一行的指纹感测器件2的第二电极22在触控阶段复用为触控驱动电极Tx；信号读取线Read Line在触控阶段复用为触控感应电极Rx。

具体的，在本实施例的触控基板中，位于同一行的指纹感测器件2的第二电极22在触控阶段复用为触控驱动电极Tx；信号读取线Read Line在触控阶段复用为触控感应电极Rx。也就是说，在触控阶段，给位于同一行第二电极22所连接的公共电极线VD输入触控扫描信号，信号读取线Read Line将接收到与其对应的第二电极22输出的反馈信号，此时可以根据反馈信号的信息确定触控点的位置。而同时，由于本实施例中的触控基板具有指纹识别器件，也即具有指纹识别功能，当确定触控点的位置之后，则可以仅对触控点所在区域所对应的行的驱动信号线GATE输入工作电平信号以使开关单元1打开，同时给公共电极线VD输入公共电极电压，也即第二电极22上的电压为公共电极电压，此时第一电极21接收指纹的谷和脊反射回来的光差，并通过信号读取线Read Line对指纹信息进行识别。

由此可以看出，本实施例的触控基板既可以对触控点进行确认，还可以对指纹信息可以确认，特别是在对触控点信息确定之后在进行指纹识别，可以有效减小全屏指纹扫描对显示装置功耗的影响，同时通过电容式触控定位(第二电极22与信号读取线Read Line之间形成互电容)，可以有效的提高光学指纹识别器件的防伪性。

作为本实施例的一种优选实现方式，如图2所示，触控基板中的多条所述驱动信号线GATE和多条所述信号读取线Read Line交叉设置，且在交叉位置处设置有指纹感测模块，也即多个指纹感测模块成阵列排布。此时位于同一行开关单元1连接同一条驱动信号线GATE，位于同一列的开关单元1连接同一条信号读取线Read Line，位于同一行的指纹识别器件的第二极连接同一条公共电极线VD。由于每个指纹识别感测模块的尺寸较小，因此将每相邻的多行指纹感测器件2的第二电极22(图2中所示的每三行第二电极22)在触控阶段复用为一条触控驱动电极Tx；每相邻的多条信号读取线Read Line(图2中所示的为每三行信号读取线Read Line)在触控阶段复用为一条触控感应电极Rx。也即，在触控阶段对每相邻的多行公共电极线VD同时输入触控扫描信号，并通过每多行信号读取线Read Line所接收的第二电极22所输出的反馈信号，作为一个触控点位置信息。该种方式大大提高了触控检测的灵敏度。

其中，本实施例中的指纹感测模块中的开关单元1为开关晶体管，开关晶体管的第一极连接与所述信号读取线Read Line，第二极连接所述指纹感测器件2的第一电极21，控制极连接所述驱动信号线GATE。

具体的，假若开关晶体管为N型薄膜晶体管，在指纹识别阶段，给驱动信号线GATE所输入的工作电平为高电平时，开关晶体管打开，此时通过信号读取线Read Line读取第一电极21上所接收的谷和脊反射回来的光差，以确定指纹信息。当然，开关晶体管也可以是P型薄膜晶体管，此时控制开关晶体管工作的工作电平为低电平信号。

优选的，对于每一个指纹感测模块均可以包括一个开关晶体管和一个指纹识别器件，该指纹识别器件可以为光敏器件，光敏器件则包括第一电极21，第二电极22，以及设置在第一电极21和第二电极22之间的光敏材料PIN。其中，该开关晶体管的第一极连接信号读取线Read Line，第二极连接光敏器件的第一电极21，控制极连接驱动信号线GATE，光敏器件的第二电极22连接公共电极线VD。

进一步，公共电极线VD优选与开关晶体管的栅极同层设置，也即二者采用一次构图工艺制备，此时，每个指纹感测模块中的指纹传感器2的第二电极22是通过连接电极31与公共电极线VD连接。同时，触控基板上还包括用于防止开关单元1所在位置处漏光的遮光电极32，也即与开关晶体管对应的位置设置有遮光电极32。优选的，遮光电极32与连接电极31同层设置，也即可以在制备指纹感测器件2的第二电极22与公共电极线VD连接的连接电极31时，同时在与开关单元1对应的位置形成遮光电极32，且该遮光电极32在基底上的正投影覆盖开关单元1在所述基底上的正投影，从而可以有效的防止开关单元1所在位置漏光。

在此需要说明的是，本实施例中所指的“同层”并非宏观上设置于同一层，而是指通过同一次构图工艺所形成的结构。

本实施例中的触控基板还包括信号处理单元；该信号处理单元与信号读取线ReadLine连接用于在指纹识别阶段根据所述信号读取线Read Line所输出的感测信号，确定指纹信息；在触控阶段根据所述信号读取线Read Line所输出的反馈信号以确定触控点的位置。

实施例2：

本实施例提供一种触控基板的驱动方法，该触控基板可以为实施例1中的任意一种触控基板。该驱动方法包括触控阶段和指纹扫描阶段。

其中，触控阶段：通过公共电极线VD为与其连接的指纹感测器件2的第二电极22提供触控扫描信号；并根据信号读取线Read Line所接收到的指纹感测器件2的第二电极22所输出的反馈信号，以确定触控点的位置。

指纹识别阶段：给驱动信号线GATE输入工作电平信号，以使相应的开关单元1打开，通过公共电极线VD为与其连接的指纹感测器件2的第二电极22提供公共电压信号；并根据读取线读取的与其通过开关单元1连接的所述第一电极21上的感测信号，以确定指纹信息。

由此可以看出的是，采用上述驱动方法，本实施例中的触控基板，既可以实现触控检测也可以实现指纹识别。

以下，结合图2和3所示，本实施例提供一种优选的触控基板的驱动方法，即采用分时驱动的设计，先进行触控感测定位，再开启指纹识别扫描，其中，以开关单元1采用N型薄膜晶体管，指纹识别器件采用光敏器件，每相邻的三行光敏器件的第二电极22作为一条触控驱动电极Tx，每相邻的三列/条信号读取线Read Line作为一条触控感应电极Rx为例。该驱动方法具体包括如下步骤：

首先，开启扫描使能信号TE，在触控扫描使能信号Touch到达时，驱动信号线GATE始终保持低电平VGL，使得开关晶体管处于关闭状态，此时按之前划分好的触控驱动电极Tx，逐次给每三行第二电极22所连接的公共电极线VD输入触控扫描信号，同时划分好的触控感应电极Rx接收触控驱动电极Tx所输出的反馈信号，以此实现触控感测位置的判断。当确认触控感测位置之后，也即确定手指触控区域Touch Detection，此时指纹扫描使能信号Fingerprint开启，给与手指触控区域对应的驱动信号线GATE逐行输入高电平VGH，给相应的公共电极线VD全部输入一直流电平，即公共电压信号VCOM，以确保光敏器件工作在反偏状态，之后通过与第一电极21通过开关晶体管连接的信号读取线Read Line进行指纹信号的感测，实现指纹信息的识别，也即指纹触控区域Fingerprint Detection。

在本实施例中采用指纹感测模块中的第二电极22与触控驱动电极Tx复用，信号读取线Read Line与触控感应电极Rx复用的方式，通过分时驱动，先利用电容式识别判断手指触控区域，再采用光学检测实现指纹扫描，以此即提升了指纹识别的感测距离，也可有效减小全屏指纹扫描对显示装置功耗的影响，同时通过电容式触控定位，可有效提高光学指纹感测器件2的防伪性。

实施例3：

结合图4所示，本实施例提供一种显示装置，其包括实施例1中的触控基板。

其中，该显示装置优选为有机电致发光显示装置，其包括与触控基板相对设置的有机电致发光背板4。其中，有机电致发光背板4通常包括基底以及设在基底上的有机电致发光器件41，任意两相邻的发光单元之间通过挡墙42隔开，在有机电致发光42周边区域设置封装层5，对有机电致发光器件进行密封，以防止外界空气、水分等污染有机电致发光器件42。

其中，触控基板上的指纹感测模块设置在所述触控基板靠近所述有机电致发光背板4的一侧，并与所述有机电致发光背板4的非显示区对应设置(挡墙42所在位置)。也就是说，将指纹感测模块制作于封装玻璃内侧，并按照一定的尺寸设置到显示像素的非显示区，确保光学指纹感测模块不会影响到显示，同时也能接收到指纹谷脊反射回来的光差。当然，光学指纹感测模块也可以制作在保护盖板的上(触控基板的出光面侧)，或其他封装膜材上。

其中，本实施例中的显示装置可以为电子纸、手机、液晶面板、有机电致发光显示面板、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 (10)

1.一种触控基板，其特征在于，包括：基底，设置在所述基底上多条驱动信号线、多条信号读取线；多条所述驱动信号线和多条所述信号读取线交叉设置，且在所述交叉位置所限定的区域设置有指纹感测模块；每个所述指纹感测模块均包括开关单元和指纹感测器件；其中，每个所述指纹感测模块中的指纹感测器件的第一电极连接所述开关单元，位于同一行的所述指纹感测器件的第二电极连接同一条公共电极线；每个所述开关单元连接与其对应的所述驱动信号线和所述信号读取线；

位于同一行的所述指纹感测器件的第二电极在触控阶段复用为触控驱动电极；

所述信号读取线在触控阶段复用为触控感应电极。

2.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，每相邻的多行所述指纹感测器件的第二电极在触控阶段复用为一条触控驱动电极；每相邻的多条所述信号读取线在触控阶段复用为一条触控感应电极。

3.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信号读取线，第二极连接所述指纹感测器件的第一电极，控制极连接所述驱动信号线。

4.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述指纹感测器件的第二电极通过连接电极与所述公共电极线连接；所述触控基板还包括与所述连接电极同层设置的遮光电极，且所述遮光电极在所述基底上的正投影覆盖所述开关单元在所述基底上的正投影。

5.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，还包括信号处理单元；所述信号处理单元与信号读取线连接，用于在指纹识别阶段根据所述信号读取线所输出的感测信号，确定指纹信息；在触控阶段根据所述信号读取线所输出的反馈信号以确定触控点的位置。

6.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述指纹感测器件包括：光敏器件。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的触控基板的驱动方法，其特征在于，包括：

触控阶段：通过公共电极线为与其连接的指纹感测器件的第二电极提供触控扫描信号；并根据信号读取线所接收到的指纹感测器件的第二电极所输出的反馈信号，以确定触控点的位置；

指纹识别阶段：给驱动信号线输入工作电平信号，以使相应的开关单元打开，通过公共电极线为与其连接的指纹感测器件的第二电极提供公共电压信号；并根据信号读取线读取的与其通过开关单元连接的所述第一电极上的感测信号，以确定指纹信息。

8.根据权利要求7所述的触控基板的驱动方法，其特征在于，在确定触控点的位置之后，所述指纹识别阶段包括：

给触控点所对应的驱动信号线逐行输入工作电平信号，以使相应的开关单元打开，通过公共电极线为与其连接的指纹感测器件的第二电极提供公共电压信号；并根据信号读取线读取的与其通过开关单元连接的所述第一电极上的感测信号，以确定指纹信息。

9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的触控基板。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，还包括与所述触控基板相对设置的有机电致发光背板，所述指纹感测模块设置在所述触控基板靠近所述有机电致发光背板的一侧，并与所述有机电致发光背板的非显示区对应设置。