CN107122080A - 一种触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控显示装置，包括：面板，面板包括阵列基板和彩膜基板，阵列基板和彩膜基板相对设置；盖板位于彩膜基板的远离阵列基板的一侧；位置触控电极位于触控显示装置的显示区内；指纹触控电极位于显示区内，且指纹触控电极位于彩膜基板和盖板之间，指纹触控电极包括呈阵列排布的多个块状第一子电极；电路，包括位于触控显示装置的非显示区内的栅极驱动电路、位于非显示区的信号处理电路、位于显示区的多个第一开关管、连接第一开关管控制端的第一栅极线、连接第一开关管的第一端的第一数据线。该触控显示装置，无需对盖板或者背壳增加开口工艺就能够实现显示装置的指纹识别功能，保证了触控显示装置的整体结构刚性。

Description

一种触控显示装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种触控显示装置。

背景技术

随着电子科学技术的发展，指纹识别被广泛的应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等智能设备的显示屏技术中。指纹是人类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路，也叫掌印，即是表皮上突起的纹线。指纹的形成与遗传基因和个体生长环境有关，同时也与个体健康密切相关，因而指纹虽人人都有，但却各不相同。指纹的重复率极小，约为150亿分之一，故其被称作“人体身份证”。所以指纹作为个体独一无二的特征，将其应用于智能设备中，提高了用户个人信息的安全性。

现有技术中，指纹识别功能常用的指纹检测方式有光学式指纹检测和电容式指纹检测。光学式指纹检测，通过光反射成像来记录和验证指纹，人体手指指腹上凹纹和突纹的折射率不同，光反射量不同，甚至会有全反现象，所以不同位置光量不同，由感光元件等光电转换采集器形成指纹图像后做分析与识别；电容式指纹检测，通过人体指腹和屏幕的接触，识别指纹的纹路来记录和验证指纹。电容式指纹检测，除了可以进行二维的凸纹凹纹检测以外，由于凹纹的深度与形状不同，可造成电容电极检测到的电容变化量不同，而形成第三维信号，即3D指纹信息，从而增加指纹的复杂度，提高指纹系统的安全度。

现有的具有指纹识别功能的显示装置的设计中，均是在屏幕显示区以外设置指纹识别区域，例如，智能手机的指纹识别区域设置在手机正面盖板下方Home键位置或背面后盖板上，在制作工艺中需要对盖板开口或整机机壳开孔，然后嵌入指纹识别模块。但是，对盖板或机壳增加开口工艺后，会降低整机的结构刚性。在制成中增加指纹识别芯片对位组装工艺，增加了制成时间和制成成本，同时灰尘和水渍容易进入安装孔，而影响显示装置的使用性能。

因此，提供一种触控显示装置，实现指纹识别功能的同时保证显示装置的整体结构刚性和使用性能，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种触控显示装置，解决了上述技术问题。

一种触控显示装置，包括：面板，面板包括阵列基板和彩膜基板，阵列基板和彩膜基板相对设置；盖板，盖板位于彩膜基板的远离阵列基板的一侧；位置触控电极，位置触控电极位于触控显示装置的显示区内；指纹触控电极，指纹触控电极位于显示区内，且指纹触控电极位于彩膜基板和盖板之间，指纹触控电极包括呈阵列排布的多个块状第一子电极；电路，电路包括位于触控显示装置的非显示区内的栅极驱动电路、位于非显示区的信号处理电路、位于显示区的多个第一开关管、连接第一开关管控制端的第一栅极线、连接第一开关管的第一端的第一数据线，其中，第一子电极与第一开关管一一对应，且第一子电极与第一开关管的第二端电连接。

进一步的，所述指纹触控电极位于所述彩膜基板上且远离所述阵列基板的一侧。

进一步的，所述指纹触控电极位于所述盖板上且靠近所述彩膜基板的一侧。

进一步的，所述位置触控电极包括呈阵列排布的多个块状第二子电极，所述位置触控电极位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。

进一步的，所述位置触控电极包括感应电极和驱动电极，所述感应电极包括多个条状的第三子电极，所述驱动电极包括多个条状的第四子电极，所述第三子电极与所述第四子电极呈正交排布，所述感应电极与所述驱动电极均位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。

进一步的，所述位置触控电极包括感应电极和驱动电极，所述感应电极包括多个条状的第三子电极，所述驱动电极包括多个条状的第四子电极，所述第三子电极与所述第四子电极呈正交排布，所述感应电极位于所述彩膜基板与所述盖板之间且所述驱动电极位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。

进一步的，所述显示区包括触控操作区和指纹识别区，在垂直所述面板板面的方向上，所述触控操作区与所述指纹识别区不重叠；

所述位置触控电极设置于所述触控操作区，所述指纹触控电极设置于所述指纹识别区；

所述触控显示装置包括用于检测触控操作位置的触控检测阶段和用于识别指纹的指纹检测阶段，所述指纹触控电极在所述触控检测阶段复用为所述位置触控电极。

进一步的，所述指纹触控电极位于所述彩膜基板上且远离所述阵列基板的一侧，所述感应电极位于所述彩膜基板上且远离所述阵列基板的一侧。

进一步的，所述指纹触控电极与所述感应电极同层设置。

进一步的，所述显示区包括以矩阵方式排布的子像素组成的像素阵列、多条沿像素阵列的第一方向延伸的第一暗区和多条沿像素阵列的第二方向延伸的第二暗区，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述第一栅极线设置于所述第一暗区，所述第一数据线设置于所述第二暗区；

所述第一栅极驱动电路设置于沿所述第二方向延伸的非显示区，所述信号处理电路设置于沿所述第一方向延伸的非显示区。

进一步的，所述信号处理电路包括主控集成电路、触控集成电路和第一连接柔性电路和第二连接柔性电路；

所述第一连接柔性电路与所述触控集成电路、所述指纹触控电极和所述位置触控电极分别相连接；

所述第二连接柔性电路与所述触控集成电路和所述主控集成电路分别相连接。

进一步的，所述第一子电极的大小为所述子像素大小的N倍，N为正整数。

进一步的，所述第一子电极为面状电极。

进一步的，所述第一子电极为光电接收管的阴极或阳极。

进一步的，所述触控显示装置还包括光源或光电发射管，所述光源或光电发射管设置于所述阵列基板远离所述彩膜基板一侧。

与现有技术相比，本发明的一种触控显示装置，实现了如下的有益效果：

本发明提供的触控显示装置，设置指纹触控电极位于显示区内，且位于彩膜基板和盖板之间，从而无需对盖板或者背壳增加开口工艺就能够实现显示装置的指纹识别功能，保证了触控显示装置的整体结构刚性。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例提供的触控显示装置的一种实施方式的截面示意图；

图2为本发明实施例提供的触控显示装置的另一种实施方式的截面示意图；

图3为本发明实施例提供的触控显示装置的位置触控电极排布示意图；

图4为本发明实施例提供的触控显示装置的指纹触控电极和TFT的连接电路示意图；

图5为本发明实施例提供的触控显示装置的显示区像素阵列排布示意图；

图6为本发明实施例提供的触控显示装置显示区域指纹触控电极的电路走线正视示意图；

图7为本发明实施例提供的触控显示装置的第一子电极的大小和子像素大小相同时，第一子电极和子像素排布示意图；

图8为本发明实施例提供的触控显示装置的第一子电极的大小为子像素大小2倍时，第一子电极和子像素排布示意图；

图9为本发明实施例提供的触控显示装置的电路示意图；

图10为本发明实施例提供的触控显示装置的又一种实施方式的截面示意图；

图11为本发明实施例提供的触控显示装置的又一种实施方式的截面示意图；

图12为本发明实施例提供的触控显示装置的另一种位置触控电极排布示意图；

图13为本发明实施例提供的触控显示装置的又一种实施方式的截面示意图；

图14为本发明实施例提供的触控显示装置的又一种实施方式的截面示意图；

图15为本发明实施例提供的触控显示装置的又一种实施方式的截面示意图；

图16为本发明实施例提供的触控显示装置的又一种实施方式的面状第一子电极的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例提供一种触控显示装置，包括：面板，面板包括阵列基板和彩膜基板，阵列基板和彩膜基板相对设置；盖板，盖板位于彩膜基板的远离阵列基板的一侧；位置触控电极，位置触控电极位于触控显示装置的显示区内；指纹触控电极，指纹触控电极位于显示区内，且指纹触控电极位于彩膜基板和盖板之间，指纹触控电极包括呈阵列排布的多个块状第一子电极；电路，电路包括位于触控显示装置的非显示区内的栅极驱动电路、位于非显示区的信号处理电路、位于显示区的多个第一开关管、连接第一开关管控制端的第一栅极线、连接开关管的第一端的第一数据线，其中，第一子电极与第一开关管一一对应，且第一子电极与第一开关管的第二端电连接。

本发明提供的触控显示装置，设置指纹触控电极位于显示区内，且位于彩膜基板和盖板之间，从而无需对盖板或者背壳增加开口工艺就能够实现显示装置的指纹识别功能，保证了触控显示装置的整体结构刚性。

进一步的，在一些可选的实施方式中，本发明实施例提供的触控显示装置，位置触控电极包括呈阵列排布的多个块状第二子电极，位置触控电极位于阵列基板与彩膜基板之间。

首先，如图1和图2所示，触控显示装置包括面板，面板包括阵列基板101和彩膜基板102，阵列基板101和彩膜基板102相对设置；盖板103位于彩膜基板102远离阵列基板101的一侧；在盖板103和彩膜基板102之间设置有OCA(Optically Clear Adhesive,光学胶)104，或者在一些实施例中也可不设置OCA；在阵列基板下设置有背光模组105；位置触控电极106包括呈阵列排布的多个块状第二子电极，位于触控显示装置的显示区内，且位于阵列基板101与彩膜基板102之间。

具体地，请参考图3，阵列基板101上的位置触控电极106包括多个块状公共电极，即块状第二子电极，呈矩阵排列，其中，矩阵的行和列均为大于等于2的自然数，该矩阵的行方向为第一方向(图示水平方向)，该矩阵的列方向为第二方向(图示垂直方向)。每个公共电极对应连接至少一条触控电极走线，每个公共电极通过触控电极走线与触控驱动电路连接。本实施例中，公共电极设置于阵列基板101的面向彩膜基板的一侧表面上。公共电极为矩形公共电极，任意两个公共电极之间绝缘设置，公共电极位于第一电极层，该第一电极层可以是透明导电层。相邻的块状公共电极之间，通过狭缝绝缘。该狭缝位于相邻的两个子像素之间，其宽度可以略大于数据线的宽度，或者略小于数据线的宽度，或者和数据线的宽度相等。在显示阶段，向各个公共电极施加公共电压，公共电极和设置于子像素内的像素电极之间形成驱动液晶层中的液晶分子旋转的电场。在触控阶段，向各个公共电极分别施加触控信号，通过检测传输到触控驱动电路中的各个公共电极上的自电容变化，以检测触摸的位置。

在一种情况中，指纹触控电极位于彩膜基板上且远离阵列基板的一侧，如图1所示，指纹触控电极107位于显示区内，且指纹触控电极107位于彩膜基板102上且远离阵列基板101的一侧，指纹触控电极107包括呈阵列排布的多个块状第一子电极。

在另一种情况中，指纹触控电极位于盖板上且靠近彩膜基板的一侧，如图2所示，指纹触控电极107位于显示区内，且指纹触控电极107位于盖板103上且靠近彩膜基板102的一侧，指纹触控电极107包括呈阵列排布的多个块状第一子电极。

需要说明的是，现有技术制作的盖板厚度一般为0.4mm-0.5mm,也有技术能在满足结构及其他特性条件下将厚度做到0.3mm，而OCA厚度约为0.1mm，所以指纹感应待检测距离约为0.4mm-0.6mm，可实现指纹检测。将指纹触控电极设置于盖板上且靠近彩膜基板的一侧，则指纹感应时没有OCA的间隔，减小了指纹检测距离，降低了指纹触控集成电路中指纹检测距离的要求。

其次，触控显示装置还包括电路，该电路包括位于非显示区内的栅极驱动电路、位于非显示区的信号处理电路、在显示区设置的指纹触控电极的控制电路，其中，指纹触控电极的控制电路包括多个第一开关管、连接第一开关管控制端的第一栅极线、连接第一开关管的第一端的第一数据线，其中，第一子电极与第一开关管一一对应，且第一子电极与第一开关管的第二端电连接。第一开关管可采用薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)实现，或者也可采用其他类型的开关管实现。

当第一开关管采用TFT时，指纹触控电极通过TFT选通，指纹触控电极和TFT的连接电路示意图，如图4所示，第一开关管108的栅极1081(也即控制端)经由第一栅极线连接栅极驱动电路，第一开关管108的第一端1082经由第一数据线连接信号处理电路，指纹触控电极的第一子电极1071与第一开关管108的第二端1083电连接。当栅极驱动电路驱动第一开关管108导通时，第一开关管108的第一端1082与第二端1083导通，指纹触控电极感应到的指纹感应信号经第二端1083、第一端1082传递到信号处理电路。

进一步的，在该发明实施例提供的触控显装置的一些可选实施方式中，显示区包括以矩阵方式排布的子像素组成的像素阵列、多条沿像素阵列的第一方向延伸的第一暗区和多条沿像素阵列的第二方向延伸的第二暗区，第一方向与第二方向垂直；第一栅极线设置于第一暗区，第一数据线设置于第二暗区；第一栅极驱动电路设置于沿第二方向延伸的非显示区，信号处理电路设置于沿第一方向延伸的非显示区。

像素阵列中像素以矩阵方式排布，每个像素又均由红(R)绿(G)蓝(B)三种颜色的子像素构成，三种颜色的子像素能够实现不同的混色效果，通过TFT控制每个子像素点亮与否，组成各种图案，实现显示面板的显色效果。需要说明的是，该处的控制子像素点亮的TFT与上文中提到的与指纹触控电极相连接的TFT的功能完全不同，二者的设置位置也不同，其中，控制子像素点亮的TFT形成于阵列基板内，与指纹触控电极相连接的TFT形成于设置指纹触控电极的板面上(包括盖板或者CF基板)。

在形成像素阵列时，为了防止漏光，在RGB三种颜色的子像素交界处一般都要设置黑色矩阵(Black Matrix，BM)，包围子像素的BM即为所述显示区的暗区。

具体的，显示区像素阵列排布示意图如图5所示，以矩阵方式排布的子像素sp组成像素阵列，包围每个子像素的暗区包括多条沿像素阵列的第一方向延伸的第一暗区BM1和多条沿像素阵列的第二方向延伸的第二暗区BM2，第一方向与第二方向垂直。

图6本发明实施例提供的触控显示装置显示区域指纹触控电极的电路走线正视示意图。在该实施例提供的触控显示装置中，指纹触控电极包括呈阵列排布的多个块状第一子电极1071，第一栅极线1081’设置于沿像素阵列的第一方向延伸的第一暗区，第一数据线1082’置于沿像素阵列的第二方向延伸的第二暗区；第一栅极驱动电路设置于沿第二方向延伸的非显示区(未示出)，信号处理电路设置于沿第一方向延伸的非显示区(未示出)，其中第一暗区和第二暗区的位置参考图5。

指纹触控电极通过TFT选通，并且指纹触控电极的第一栅极线和第一数据线均设置在为了防止像素阵列漏光制作的BM区的正上方走线，实现了触控显示装置的指纹识别功能，同时在触控显示装置的显示区域内没有对像素阵列造成影响，从而不影响显示装置的显示效果。

进一步的，在一些可选的实施方式中，第一子电极的大小可以覆盖N个子像素，N为正整数。第一子电极的大小可以和子像素大小相同如图7所示，在显示区域AA内第一子电极1071正好覆盖住位于阵列基板中对应位置的子像素sp。第一子电极的大小为子像素大小的2倍，如图8所示。

指纹触控电极的第一栅极线和第一数据线都设置在像素阵列形成暗区的正上方，在显示区内没有可见问题，第一子电极的大小可以覆盖N个子像素，该N值可根据显示区像素密度(Dots Per Inch，dpi)要求设置，以使指纹触控电极长宽接近50μm*50μm为宜。

具体的，以5.46英寸的FHD(Full High Definition，全高清)显示屏为例，第一子电极大小与子像素大小相同。一般指纹感应电极第一子电极的间距A和B如图6所示，A的范围为20～100μm，B的范围为40～100μm，指纹触控电极阵列的长度L的范围为3～10mm，以A大小为30μm，B大小均为90μm，7.2*1.5mm的指纹触控区域为例，指纹触控阵列中第一子电极为

80×50个，总共4000个，需要80个焊接板和第一数据线的引线和50个第一栅极驱动电路的引线，每个第一子电极用一个TFT控制关断，只需要130根引线。而每一个指纹触控电极都分别连一根引线，引到指纹触控电路的设计中，则需要4000根引线，在指纹集成电路中也需要对应的4000个连接通道，所以使用本申请中提供的指纹触控电极通过TFT选通的实施方式，大幅度减少了引线数量和集成电路中连接的通道数量。同时在此例中，可计算出感应密度为310dpi，能够满足电容式指纹凹凸纹的物理特性及现有的集成电路的要求。

进一步的，在一些可选的实施方式中，本发明实施例提供的触控显装置，信号处理电路包括主控集成电路、触控集成电路和第一连接柔性电路和第二连接柔性电路；第一连接柔性电路与触控集成电路、指纹触控电极和位置触控电极分别相连接；第二连接柔性电路与触控集成电路和主控集成电路分别相连接。

具体的，该实施例提供的触控显示装置的电路示意图，如图9所示，指纹触控电极107位于显示区AA内，在非显示区，焊线区H位于彩膜基板或者盖板上，在焊线区，第一连接柔性电路109与触控集成电路110、指纹触控电极107和位置触控电极(图中未示出)分别相连接，第二连接柔性电路111与触控集成电路110和主控集成电路112分别相连接。

指纹触控集成电路和位置触控集成电路可以集成为触控集成电路，也可以分别集成为分立的集成元件。指纹触控电极的位置不限于图9中所示的位置，可根据设计要求设置于触控显示装置显示区任意位置，当指纹触控电极在显示区设置于靠近主控集成电路的位置时，指纹触控电极的电路引线更短，指纹触控信号传输时间更短，指纹识别功能响应更快。

指纹触控电极电路和位置触控电极电路产生的触控感应数据信号通过第一连接柔性电路引出，并且用独立于主控集成电路的触控集成电路来接收触控感应数据信号，触控集成电路通过第二连接柔性电路将触控感应信号传输到主控集成电路。这样的设置有效的减少了位置触控模块和指纹触控模块连接到主控集成电路的接口数量，简化了工艺制程。

进一步的，在一些可选的实施方式中，本发明实施例提供的触控显示装置，位置触控电极包括感应电极和驱动电极，感应电极包括多个条状的第三子电极，驱动电极包括多个条状的第四子电极，第三子电极与第四子电极呈正交排布，感应电极与驱动电极均位于阵列基板与彩膜基板之间。

首先，如图10和图11所示，触控显示装置包括面板，面板包括阵列基板301和彩膜基板302，阵列基板301和彩膜基板302相对设置；盖板303位于彩膜基板302的远离阵列基板301的一侧；在盖板303和彩膜基板302之间设置有OCA304，或者在一些实施例中也可不设置OCA；在阵列基板下设置有背光模组305；位置触控电极位于触控显示装置的显示区内，包括感应电极3061和驱动电极3062，感应电极3061包括多个条状的第三子电极，驱动电极3062包括多个条状的第四子电极，第三子电极与第四子电极呈正交排布，感应电极3061与驱动电极3062均位于阵列基板301与彩膜基板302之间。并且感应电极3061和驱动电极3062之间绝缘设置。

上述实施例提供的位置触控电极排布示意图如图12所示，采用该种位置触控电极的触控显示装置，在感应电极和触控电极交叉的地方形成电容，当手指按压触控显示装置时，触控位置处感应电极和触控电极之间的电容量发生变化，在触控检测阶段检测出电容量的变化，计算出触控点的位置。

在一种情况中，指纹触控电极位于彩膜基板上且远离阵列基板的一侧，如图10所示，指纹触控电极307位于显示区内，且指纹触控电极307位于彩膜基板302上且远离阵列基板301的一侧，指纹触控电极包括呈阵列排布的多个块状第一子电极。

在另一种情况中，指纹触控电极位于盖板上且靠近彩膜基板的一侧，如图11所示，指纹触控电极307位于显示区，且指纹触控电极307位于盖板303上且靠近彩膜基板302的一侧，指纹触控电极107包括呈阵列排布的多个块状第一子电极。将指纹触控电极设置于盖板上且靠近彩膜基板的一侧，则指纹感应时没有OCA的间隔，减小了指纹检测距离，降低了指纹触控集成电路中指纹检测距离的要求。

其次，该实施例提供的触控显示装置还包括电路，该电路包括位于非显示区内的栅极驱动电路、位于非显示区的信号处理电路、在显示区设置有指纹触控电极的控制电路，包括，多个第一开关管、连接第一开关管控制端的第一栅极线、连接开关管的第一端的第一数据线，其中，第一子电极与第一开关管一一对应，且第一子电极与第一开关管的第二端电连接。第一开关管可采用TFT实现，或者也可采用其他类型的开关管实现。当第一开关管采用TFT时，指纹触控电极通过TFT选通，指纹触控电极和TFT的连接电路示意图参考图4。

再次，在该实施例中显示区指纹触控电极的电路走线设置参考图6。该实施例第一子电极的大小可以覆盖N个子像素大小，N为正整数中，第一子电极大小设置示意图参考图7和图8。

指纹触控电极通过TFT选通，并且指纹触控电极的第一栅极线和第一数据线均设置在为了防止像素阵列漏光制作的BM区的正上方走线，实现了触控显示装置的指纹识别功能，同时在触控显示装置的显示区域内没有对像素阵列造成影响，从而不影响显示装置的显示效果。同时，第一子电极的大小可以覆盖N个子像素，该N值可根据显示区dpi要求设置。

另外，该实施例提供的触控显示装置的电路示意图参考图9。指纹触控集成电路和位置触控集成电路可以集成为触控集成电路，也可以分别集成为分立的集成元件。指纹触控电极的位置不限于图9中所示的位置，可根据设计要求设置于触控显示装置显示区任意位置，当指纹触控电极在显示区设置于靠近主控集成电路的位置时，指纹触控电极的电路引线更短，指纹触控信号传输时间更短，指纹识别功能响应更快。

指纹触控电极电路和位置触控电极电路产生的触控感应数据信号通过第一连接柔性电路引出，并且用独立于主控集成电路的触控集成电路来接收触控感应数据信号，触控集成电路通过第二连接柔性电路将触控感应信号传输到主控集成电路。这样的设置有效的减少了位置触控模块和指纹触控模块连接到主控集成电路的接口数量，简化了工艺制程。

进一步的，在一些可选的实施方式中，本发明实施例提供的触控显示装置，位置触控电极包括感应电极和驱动电极，感应电极包括多个条状的第三子电极，驱动电极包括多个条状的第四子电极，第三子电极与第四子电极呈正交排布，感应电极位于彩膜基板与盖板之间且驱动电极位于阵列基板与彩膜基板之间。

首先，如图13和图14所示，触控显示面板包括面板，面板包括阵列基板501和彩膜基板502，阵列基板501和彩膜基板502相对设置；盖板503位于彩膜基板502的远离阵列基板501的一侧；在盖板503和彩膜基板502之间设置有OCA504，或者在一些实施例中也可不设置OCA504；在阵列基板下设置有背光模组505；位置触控电极位于触控显示装置的显示区内，包括感应电极5061和驱动电极5062，感应电极5061包括多个条状的第三子电极，驱动电极5062包括多个条状的第四子电极，第三子电极与第四子电极呈正交排布，感应电极5061位于彩膜基板502与盖板503之间且驱动电极5062位于阵列基板501与彩膜基板502之间。

在一种情况中，指纹触控电极位于彩膜基板上且远离阵列基板的一侧，如图13所示，指纹触控电极507位于显示区内，且指纹触控电极507位于彩膜基板502上且远离阵列基板501的一侧，指纹触控电极507包括呈阵列排布的多个块状第一子电极。

在另一种情况中，指纹触控电极位于盖板上且靠近彩膜基板的一侧，如图14所示，指纹触控电极507位于显示区，且指纹触控电极507位于盖板503上且靠近彩膜基板502的一侧。将指纹触控电极设置于盖板上且靠近彩膜基板的一侧，则指纹感应时没有OCA的间隔，减小了指纹检测距离，降低了指纹触控集成电路中指纹检测距离的要求。

其次，该实施例提供的触控显示装置还包括电路，该电路包括位于非显示区内的栅极驱动电路、位于非显示区的信号处理电路、在显示区设置有指纹触控电极的控制电路，包括，多个第一开关管、连接第一开关管控制端的第一栅极线、连接开关管的第一端的第一数据线，其中，第一子电极与第一开关管一一对应，且第一子电极与第一开关管的第二端电连接。第一开关管可采用TFT实现，或者也可采用其他类型的开关管实现。当第一开关管采用TFT时，指纹触控电极通过TFT选通，指纹触控电极和TFT的连接电路示意图参考图4。

再次，在该实施例中显示区指纹触控电极的电路走线参考图6。该实施例第一子电极的大小为像素大小的N倍，N为正整数，第一子电极大小示意图参考图7和图8。

指纹触控电极通过TFT选通，并且指纹触控电极的第一栅极线和第一数据线均设置在为了防止像素阵列漏光制作的BM区的正上方走线，实现了触控显示装置的指纹识别功能，同时在触控显示装置的显示区域内没有对像素阵列造成影响，从而不影响显示装置的显示效果。在该实施例中，第一子电极的大小可以覆盖N个子像素，该N值可根据显示区dpi要求设置。

另外，该实施例提供的触控显示装置的电路示意图参考图9。指纹触控集成电路和位置触控集成电路可以集成为触控集成电路，也可以分别集成为分立的集成元件。指纹触控电极的位置不限于图9中所示的位置，可根据设计要求设置于触控显示装置显示区任意位置，当指纹触控电极在显示区设置于靠近主控集成电路的位置时，指纹触控电极的电路引线更短，指纹触控信号传输时间更短，指纹识别功能响应更快。

指纹触控电极电路和位置触控电极电路产生的触控感应数据信号通过第一连接柔性电路引出，并且用独立于主控集成电路的触控集成电路来接收触控感应数据信号，触控集成电路通过第二连接柔性电路将触控感应信号传输到主控集成电路。这样的设置有效的减少了位置触控模块和指纹触控模块连接到主控集成电路的接口数量，简化了工艺制程。

进一步的，在一些可选的实施方式中，本发明实施例提供的触控显示装置，显示区包括触控操作区和指纹识别区，在垂直面板板面的方向上，触控操作区与指纹识别区不重叠；位置触控电极设置于触控操作区，指纹触控电极设置于指纹识别区；触控显示装置包括用于检测触控操作位置的触控检测阶段和用于识别指纹的指纹检测阶段，指纹触控电极在触控检测阶段复用为位置触控电极。

指纹触控电极在触控检测阶段复用为位置触控电极，避免在触控显示装置显示区出现位置触控盲区，保证了触控显示装置的良好用户体验。

进一步的，在一些可选的实施方式中，本发明实施例提供的触控显示装置，指纹触控电极位于彩膜基板上且远离阵列基板的一侧，感应电极位于彩膜基板上且远离阵列基板的一侧，指纹触控电极与感应电极同层设置，且触控操作区与指纹识别区不重叠。

具体的，本实施例提供的触控显示装置截面示意图如图15所示，触控显示装置显示区包括触控操作区TA和指纹识别区FA，同时触控显示装置包括面板，面板包括阵列基板701和彩膜基板702，阵列基板701和彩膜基板702相对设置；盖板703位于彩膜基板702的远离阵列基板701的一侧；在盖板703和彩膜基板702之间设置有OCA704，或者在一些实施例中也可不设置OCA704；在阵列基板下设置有背光模组705；位置触控电极位于触控显示装置的显示区内，包括感应电极7061和驱动电极7062，感应电极7061包括多个条状的第三子电极，驱动电极7062包括多个条状的第四子电极，第三子电极与第四子电极呈正交排布，感应电极7061位于彩膜基板702上且远离阵列基板的一侧，驱动电极7062位于阵列基板701与彩膜基板702之间；指纹触控电极707位于显示区内，且指纹触控电极707位于彩膜基板702上且远离阵列基板701的一侧，指纹触控电极707包括呈阵列排布的多个块状第一子电极。其中，指纹触控电极707与感应电极7061同层设置，且触控操作区TA与指纹识别区FA不重叠。

其次，该实施例提供的触控显示装置还包括电路，该电路包括位于非显示区内的栅极驱动电路、位于非显示区的信号处理电路、在显示区设置有指纹触控电极的控制电路，包括，多个第一开关管、连接第一开关管控制端的第一栅极线、连接开关管的第一端的第一数据线，其中，第一子电极与第一开关管一一对应，且第一子电极与第一开关管的第二端电连接。第一开关管可采用TFT实现，或者也可采用其他类型的开关管实现。当第一开关管采用TFT时，指纹触控电极通过TFT选通，指纹触控电极和TFT的连接电路示意图参考图4。

再次，在该实施例中显示区指纹触控电极的电路走线参考图6。该实施例第一子电极的大小可以覆盖N个子像素，N为正整数，第一子电极大小示意图参考图7和图8。

指纹触控电极通过TFT选通，并且指纹触控电极的第一栅极线和第一数据线均设置在为了防止像素阵列漏光制作的BM区的正上方走线，实现了触控显示装置的指纹识别功能，同时在触控显示装置的显示区域内没有对像素阵列造成影响，从而不影响显示装置的显示效果。该实施例中，第一子电极的大小可以覆盖N个子像素，该N值可根据显示区dpi要求设置。

另外，该实施例提供的触控显示装置的电路示意图参考图9。指纹触控集成电路和位置触控集成电路可以集成为触控集成电路，也可以分别集成为分立的集成元件。指纹触控电极的位置不限于图9中所示的位置可根据设计要求设置于触控显示装置显示区任意位置，当指纹触控电极在显示区设置于靠近主控集成电路的位置时，指纹触控电极的电路引线更短，指纹触控信号传输时间更短，指纹识别功能响应更快。

指纹触控电极电路和位置触控电极电路产生的触控感应数据信号通过第一连接柔性电路引出，并且用独立于主控集成电路的触控集成电路来接收触控感应数据信号，触控集成电路通过第二连接柔性电路将触控感应信号传输到主控集成电路。这样的设置有效的减少了位置触控模块和指纹触控模块连接到主控集成电路的接口数量，简化了工艺制程。

进一步的，在一些可选的实施方式中，本发明实施例提供的触控显示装置中，第一子电极为面状电极，并且第一子电极为光电接收管的阴极或阳极，触控显示装置还包括光源或光电发射管，光源或光电发射管设置于阵列基板远离彩膜基板一侧。

具体的，本发明实施例提供的面状第一子电极的示意图，如图16所示，面板内排布的光接收二极管阵列可以设置于彩膜基板上且远离阵列基板的一侧或者设置于盖板上且靠近彩膜基板的一侧。触控显示装置的光源或光电发射管可以为红外或者紫外光发光二极管。当手指凹纹和凸纹接近指纹触控电极时，引起光反射不一致，光接收二极管可接收光，并转换成电信号，而被集成电路检测到，从而实现显示装置的指纹识别功能。

通过上述实施例可知，本发明的触控显示装置，达到了如下的有益效果：

(1)本发明提供的触控显示装置，设置指纹触控电极位于显示区内，且位于彩膜基板和盖板之间，从而无需对盖板或者背壳增加开口工艺就能够实现显示装置的指纹识别功能，保证了触控显示装置的整体结构刚性。

(2)将指纹触控电极设置于盖板上且靠近彩膜基板的一侧，则指纹感应时没有OCA的间隔，减小了指纹检测距离，降低了指纹触控集成电路中指纹检测距离的要求。

(3)指纹触控电极通过TFT选通，并且指纹触控电极的第一栅极线和第一数据线均设置在为了防止像素阵列漏光制作的BM区的正上方走

线，实现了触控显示装置的指纹识别功能，同时在触控显示装置的显示区域内没有对像素阵列造成影响，从而不影响显示装置的显示效果。

(4)指纹触控电极的位置可根据设计要求设置于触控显示装置显示区任意位置，当指纹触控电极在显示区设置于靠近主控集成电路的位置时，指纹触控电极的电路引线更短，指纹触控信号传输时间更短，指纹识别功能响应更快。

(5)指纹触控电极电路和位置触控电极电路产生的触控感应数据信号通过第一连接柔性电路引出，并且用独立于主控集成电路的触控集成电路来接收触控感应数据信号，触控集成电路通过第二连接柔性电路将触控感应信号传输到主控集成电路。这样的设置有效的减少了位置触控模块和指纹触控模块连接到主控集成电路的接口数量，简化了工艺制程。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括：

面板，所述面板包括阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板和所述彩膜基板相对设置，

盖板，所述盖板位于所述彩膜基板的远离所述阵列基板的一侧；

位置触控电极，所述位置触控电极位于触控显示装置的显示区内；

指纹触控电极，所述指纹触控电极位于所述显示区内，且所述指纹触控电极位于所述彩膜基板和所述盖板之间，所述指纹触控电极包括呈阵列排布的多个块状第一子电极；

电路，所述电路包括位于所述触控显示装置的非显示区内的栅极驱动电路、位于所述非显示区的信号处理电路、位于所述显示区的多个第一开关管、连接所述第一开关管控制端的第一栅极线、连接所述第一开关管的第一端的第一数据线，其中，所述第一子电极与所述第一开关管一一对应，且所述第一子电极与所述第一开关管的第二端电连接。

2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，

所述指纹触控电极位于所述彩膜基板上且远离所述阵列基板的一侧。

3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，

所述指纹触控电极位于所述盖板上且靠近所述彩膜基板的一侧。

4.根据权利要求2或3所述的触控显示装置，其特征在于，

所述位置触控电极包括呈阵列排布的多个块状第二子电极，所述位置触控电极位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。

5.根据权利要求2或3所述的触控显示装置，其特征在于，

所述位置触控电极包括感应电极和驱动电极，所述感应电极包括多个条状的第三子电极，所述驱动电极包括多个条状的第四子电极，所述第三子电极与所述第四子电极呈正交排布，所述感应电极与所述驱动电极均位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。

6.根据权利要求2或3所述的触控显示装置，其特征在于，

所述位置触控电极包括感应电极和驱动电极，所述感应电极包括多个条状的第三子电极，所述驱动电极包括多个条状的第四子电极，所述第三子电极与所述第四子电极呈正交排布，所述感应电极位于所述彩膜基板与所述盖板之间且所述驱动电极位于所述阵列基板与所述彩膜基板之间。

7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，

所述显示区包括触控操作区和指纹识别区，在垂直所述面板板面的方向上，所述触控操作区与所述指纹识别区不重叠；

所述位置触控电极设置于所述触控操作区，所述指纹触控电极设置于所述指纹识别区；

所述触控显示装置包括用于检测触控操作位置的触控检测阶段和用于识别指纹的指纹检测阶段，所述指纹触控电极在所述触控检测阶段复用为所述位置触控电极。

8.根据权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，

所述指纹触控电极位于所述彩膜基板上且远离所述阵列基板的一侧，所述感应电极位于所述彩膜基板上且远离所述阵列基板的一侧。

9.根据权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，

所述指纹触控电极与所述感应电极同层设置。

10.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，

所述显示区包括以矩阵方式排布的子像素组成的像素阵列、多条沿像素阵列的第一方向延伸的第一暗区和多条沿像素阵列的第二方向延伸的第二暗区，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述第一栅极线设置于所述第一暗区，所述第一数据线设置于所述第二暗区；

所述第一栅极驱动电路设置于沿所述第二方向延伸的非显示区，所述信号处理电路设置于沿所述第一方向延伸的非显示区。

11.根据权利要求10所述的触控显示装置，其特征在于，

所述信号处理电路包括主控集成电路、触控集成电路和第一连接柔性电路和第二连接柔性电路；

所述第一连接柔性电路与所述触控集成电路、所述指纹触控电极和所述位置触控电极分别相连接；

所述第二连接柔性电路与所述触控集成电路和所述主控集成电路分别相连接。

12.根据权利要求10所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一子电极的大小为所述子像素大小的N倍，N为正整数。

13.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一子电极为面状电极。

14.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，

所述第一子电极为光电接收管的阴极或阳极。

15.根据权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，

所述触控显示装置还包括光源或光电发射管，所述光源或光电发射管设置于所述阵列基板远离所述彩膜基板一侧。