CN109410887B - 一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置,包括:多个像素区域,位于各像素区域行间隙处的多条控制信号线和列间隙处的多条采集信号线;每一像素区域设置有多个子像素、纹路识别控制晶体管和位于各子像素间隙处的纹路识别电极;纹路识别控制晶体管的栅极与控制信号线连接,源极与纹路识别电极连接,漏极与采集信号线连接;控制信号线向纹路识别控制晶体管提供控制信号;采集信号线通过纹路识别控制晶体管向纹路识别电极提供纹路识别信号,并接收纹路识别电极经纹路识别控制晶体管传输的携带纹路信息的信号。通过在显示面板中集成纹路识别控制晶体管、纹路识别电极、采集信号线和控制信号线,实现了纹路识别,提高了屏占比。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置。
背景技术
随着智能手机的普及,大屏占比显示设备越来越受到关注。通过将指纹识别功能内置在显示屏内可以省去手机正面指纹识别模块占用空间,大幅度提升屏占比。
目前绝大多数屏下指纹识别应用都是基于OLED屏来进行设计,这主要是由于OLED屏支持自发光显示,可以通过光学反射来识别指纹纹路(Pattern)。然而,因LCD屏的液晶盒(Cell)内有液晶层,致使光学损失大,很难通过光学感应来获取精确的指纹纹路,相关技术也鲜有报道。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置,用以实现屏下指纹识别,提高屏占比。具体地,该触控显示面板可以为液晶显示面板。
因此,本发明实施例提供的一种触控显示面板,包括:具有呈阵列排布的多个像素区域的阵列基板,位于各所述像素区域行间隙处的多条控制信号线,以及位于各所述像素区域列间隙处且与所述控制信号线相互绝缘的多条采集信号线;其中,
每一所述像素区域设置有多个子像素、纹路识别控制晶体管和位于各所述子像素间隙处的纹路识别电极;所述纹路识别控制晶体管的栅极与所述控制信号线连接,源极与所述纹路识别电极连接,漏极与所述采集信号线连接;
所述控制信号线,用于向所述纹路识别控制晶体管提供控制信号;
所述采集信号线,用于通过所述纹路识别控制晶体管向所述纹路识别电极提供纹路识别信号,并接收所述纹路识别电极经所述纹路识别控制晶体管传输的携带纹路信息的信号。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,所述纹路识别电极包括位于各所述子像素行间隙处的第一子电极,以及位于各所述子像素列间隙处与所述第一子电极电连接的第二子电极;
相邻两个所述像素区域的行间隙处设置有一所述第一子电极,列间隙处设置有一所述第二子电极。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,所述第一子电极的长度小于所述各子像素在行方向上的长度之和;所述第二子电极的长度与所述子像素在列方向上的长度相同。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,还包括:位于各所述像素区域行间隙处的扫描信号线;
所述扫描信号线复用为所述控制信号线。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,还包括:位于各所述子像素列间隙处的数据信号线;
所述数据信号线与所述采集信号线同层设置;且同一所述像素区域内的各所述数据信号线与所述采集信号线位于各所述子像素的不同列间隙处。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,还包括:黑矩阵;
所述黑矩阵在所述阵列基板上的正投影覆盖所述纹路识别电极、所述控制信号线、所述采集信号线和所述纹路识别控制晶体管在所述阵列基板上的正投影。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括上述触控显示面板。
相应地,本发明实施例还提供了一种上述触控显示面板的驱动方法,包括:
对各控制信号线逐行加载控制信号;
通过采集信号线向纹路识别电极加载纹路识别信号;
检测由所述采集信号线获取的所述纹路识别电极的反馈信号,以识别纹路。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,通过采集信号线向纹路识别电极加载纹路识别信号,具体包括:
在对一条所述控制信号线加载控制信号后,通过与该所述控制信号线匹配列的所述采集信号线向所述纹路识别电极加载纹路识别信号。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,所述检测由所述采集信号线获取的所述纹路识别电极的反馈信号,以识别纹路,具体包括:
检测由所述采集信号线获取的所述纹路识别电极的反馈信号,并根据所述反馈信号确定触控位置;
根据所述触控位置,确定需再次进行检测的所述采集信号线;
对确定出的所述采集信号线再次加载纹路识别信号;
对确定出的所述采集信号线再次进行检测,并根据检测结果识别纹路。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,所述根据所述触控位置,确定需再次进行检测的所述采集信号线,具体包括:
确定自所述触控位置前M列数的所述采集信号线至所述触控位置后N列数的所述采集信号线需再次进行检测,其中M和N为正整数。
在一种可能的实现方式中,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,在所述对各控制信号线逐行加载控制信号之前,还包括:接收指纹识别请求。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供了一种触控显示面板、其驱动方法及显示装置,该触控显示面板包括:具有呈阵列排布的多个像素区域的阵列基板,位于各像素区域行间隙处的多条控制信号线,以及位于各像素区域列间隙处且与控制信号线相互绝缘的多条采集信号线;其中,每一像素区域设置有多个子像素、纹路识别控制晶体管和位于各子像素间隙处的纹路识别电极;纹路识别控制晶体管的栅极与控制信号线连接,源极与纹路识别电极连接,漏极与采集信号线连接;控制信号线,用于向纹路识别控制晶体管提供控制信号;采集信号线,用于通过纹路识别控制晶体管向纹路识别电极提供纹路识别信号,并接收纹路识别电极经纹路识别控制晶体管传输的携带纹路信息的信号。通过在触控显示面板中集成纹路识别控制晶体管、纹路识别电极、采集信号线和控制信号线,实现了纹路(例如指纹纹路)识别,提高了屏占比。
附图说明
图1为本发明实施例提供的触控显示面板的结构示意图之一;
图2为本发明实施例提供的触控显示面板的结构示意图之二;
图3为图2所示触控显示面板沿AA’的剖面结构示意图;
图4为图2所示触控显示面板沿BB’的剖面结构示意图;
图5为本发明实施例提供的触控显示面板进行纹路识别的原理示意图;
图6为本发明实施例提供的触控显示面板的驱动方法的流程图;
图7为本发明实施例提供的触控显示面板的工作时序图;
图8为本发明实施例提供的触控显示面板在触控定位下的工作状态示意图;
图9为本发明实施例提供的触控显示面板确定触控位置的示意图;
图10为本发明实施例提供的触控显示面板识别纹路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明实施例提供的触控显示面板、其驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细的说明。需要说明的是本说明书所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;并且在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合;此外,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
附图中各膜层的形状和大小不反映其在触控显示面板中的真实比例,目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种触控显示面板,如图1至图4所示,包括:具有呈阵列排布的多个像素区域101的阵列基板,位于各像素区域101行间隙处的多条控制信号线102,以及位于各像素区域101列间隙处且与控制信号线102相互绝缘的多条采集信号线103;其中,
每一像素区域101设置有多个子像素(例如图1中的红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B)、纹路识别控制晶体管104和位于各子像素间隙处的纹路识别电极105;纹路识别控制晶体管104的栅极与控制信号线102连接,源极与纹路识别电极105连接,漏极与采集信号线103连接;具体地,纹路识别控制晶体管104的源极可通过过孔与纹路识别电极105连接;
控制信号线102,用于向纹路识别控制晶体管104提供控制信号;
采集信号线103,用于通过纹路识别控制晶体管104向纹路识别电极105提供纹路识别信号,并接收纹路识别电极105经纹路识别控制晶体管104传输的携带纹路信息的信号。
在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,通过在触控显示面板中集成纹路识别控制晶体管104、纹路识别电极105、采集信号线103和控制信号线102,实现了纹路(例如指纹纹路)识别,提高了屏占比。
需要说明的是,本发明实施例提供的上述触控显示面板中,如图1和图2所示,一般还包括像素晶体管106,为简化制作工艺,降低生产成本,可将纹路识别控制晶体管104中的各个膜层与像素晶体管106中各相同的膜层分别同层设置。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,如图1所示,纹路识别电极105包括位于各子像素行间隙处的第一子电极1051,以及位于各子像素列间隙处与第一子电极电连接的第二子电极1052;
相邻两个像素区域101的行间隙处设置有一第一子电极1051,列间隙处设置有一第二子电极1052。
也就是说,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,如图1所示,纹路识别电极105表现为类似“山”字的形状,且相邻像素区域101包含的纹路识别电极105相互独立。
在具体实施时,为保证纹路识别精度,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,如图1所示,每一像素区域101内的第一子电极1051的长度小于各子像素在行方向上的长度之和;第二子电极1052的长度与子像素在列方向上的长度相同,约30μm~150μm。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,如图1所示,一般还包括:位于各像素区域101行间隙处的扫描信号线Gate(1)、Gate(2)、……、Gate(1920);且为简化制作工艺,扫描信号线Gate(1)、Gate(2)、……、Gate(1920)可复用为控制信号线102。从而,可将现有技术中的栅极驱动电路对扫描信号线提供的扫描信号复用为控制信号。
当然,在具体实施时,也可以分别制作扫描信号线与控制信号线102,在此不做限定。且在分别制作扫描信号线与控制信号线102的情况下,可采用一次构图工艺同时形成扫描信号线与控制信号线102,即设置扫描信号线与控制信号线102位于同一层。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,如图1所示,一般还包括:位于各子像素列间隙处的数据信号线107;具体地,数据信号线107可包括与红色子像素R电连接的第一数据信号线DR,与绿色子像素G电连接的第二数据信号线DG,以及与蓝色子像素B电连接的第三数据信号线DB;
为简化制作工艺,且保证轻薄化设计,可将数据信号线107与采集信号线103同层设置;且为避免数据信号线107、采集信号线103上的信号相互干扰,可将同一像素区域101内的各数据信号线107(例如图1所示的第一数据信号线DR、第二数据信号线DG和第三数据信号线DB)与采集信号线103设置于各子像素的不同列间隙处。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述触控显示面板中,如图3和图4所示,一般还包括:黑矩阵108;
黑矩阵108在阵列基板上的正投影覆盖纹路识别电极105、控制信号线102、采集信号线103和纹路识别控制晶体管104在阵列基板上的正投影,如此,可使得纹路识别电极105、控制信号线102、采集信号线103和纹路识别控制晶体管104不影响正常显示。
在一些实施例中,如图2和图3所示,本发明实施例提供的上述触控显示面板还可以包括像素电极(图中未示出)、公共电极109、上基板110、下基板111、栅绝缘层112、用于隔离采集信号线103与纹路识别电极105的第一绝缘层113,以及用于隔离纹路是被电极105与公共电极109的第二绝缘层114。
可以理解的是,在采用本发明实施例提供的上述触控显示面板进行指纹识别时,如图5所示,由于每个纹路识别电极105与公共电极109等其他信号的电容Ccn相同,手指触摸触控显示面板,手指指纹不同区域与纹路识别电极105的距离存在差异,致使对应的电容Cfn的电容值也会存在差异,从而电容Cfn的电容值的差异即反映了每个纹路识别电极105所在像素区域101内指纹的形状,当整个手指区域扫描完成后,即可得到完整的指纹纹路。在具体应用时,电容Cfn的电容值可以通过对纹路识别电极105充放电产生的电压差来确定。
相应地,本发明实施例还提供了一种上述触控显示面板的驱动方法,如图6所示,包括以下步骤:
S601、对各控制信号线逐行加载控制信号;
S602、通过采集信号线向纹路识别电极加载纹路识别信号;
S603、检测由采集信号线获取的纹路识别电极的反馈信号,以识别纹路。
具体地,图7表述了完整指纹纹路的扫描过程和触控显示面板的显示过程。图中示例为2个时钟信号(CLK)情况,其他模型(例如4CLK、6CLK或8CLK)与此类似。当触控显示面板中第n行扫描信号线(即控制信号线102)开启时,该行纹路识别控制晶体管104和像素晶体管106全部开启。数据信号Data通过数据信号线107传输至子像素,实现正常显示功能。采集信号线103为该行所有纹路识别电极105进行充电和放电(对应图7中的Tx信号),检测芯片IC通过采集信号线103完成本行电容Cfn的电容值的读取。在纹路识别控制晶体管104开启的时间段内,采集信号线103必须对纹路识别电极105完成至少一次充放电过程(图7所示为一次充放电)。在扫描信号线(即控制信号线102)逐行扫描的同时,IC对电容Cfn的电容值进行逐行读取,全部扫描信号线(即控制信号线102)扫描完成后即得到完整的指纹纹路。
然而,考虑到上述指纹识别过程中的功耗损失和IC的对应能力(当前IC可能很难同时接收和读取大于1000列采集信号线103反馈的电容值数据),在具体实施时,为保证IC的应对能力,且减少IC功耗,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,步骤S602通过采集信号线向纹路识别电极加载纹路识别信号,具体可以包括:
在对一条控制信号线加载控制信号后,通过与该控制信号线匹配列的采集信号线向纹路识别电极加载纹路识别信号;即在每条控制信号线加载控制信号后,仅部分采集信号线处于工作状态,与控制信号线配合实现纹路识别功能,从而可节省IC通道(chanel)数,同时节省IC功耗,提高效率。
在具体实施时,为保证IC的应对能力,且减少IC功耗,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,步骤S603检测由采集信号线获取的纹路识别电极的反馈信号,以识别纹路,具体可以包括:
检测由采集信号线获取的纹路识别电极的反馈信号,并根据反馈信号确定触控位置;
根据触控位置,确定需再次进行检测的采集信号线;
对确定出的采集信号线再次加载纹路识别信号;
对确定出的采集信号线再次进行检测,并根据检测结果识别纹路;
也就是通过对触控位置进行定位后,再针对该触控位置所在区域加载纹路识别信号,实现指纹纹路识别,从而使得在实现纹路识别的过程中,仅部分采集信号线处于工作状态,节省了IC chanel数,同时节省了IC功耗,提高了效率。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,为获得完整的指纹纹路信息,步骤根据触控位置,确定需再次进行检测的采集信号线,具体可以包括:
确定自触控位置前M列数的采集信号线至触控位置后N列数的采集信号线需再次进行检测,其中M和N为正整数。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述驱动方法中,在执行步骤S601对各控制信号线逐行加载控制信号之前,还可以执行以下步骤:接收指纹识别请求,即在接收到指纹识别请求这一触发指令后,再进行指纹纹路的识别。
为更好地理解本发明提供的指纹识别功能,以下以分辨率为1080*1920的触控显示面板为例进行详细说明。
在系统发送指纹识别请求后,首先进行触控位置的定位。此过程只是保证触控显示面板的基本触控功能,不需进行指纹识别。图1为上述指纹识别结构按1080*1920分辨率阵列排布的基本示意图,其中包含1080根为采集信号线103,3240根数据信号线107和1920根扫描信号线(即控制信号线102)。在该阶段扫描信号线(即控制信号线102)和数据信号线107正常工作,但采集信号线103并非全部处于工作状态,而是以一定周期开启的,如图8所示。例如,第1行扫描信号线(即控制信号线102)开启时,只有第1、11、21、31…等列对应的采集信号线103处于工作状态,其他列的采集信号线103不工作;第2行扫描信号线(即控制信号线102)开启时,则只有第2、12、22、32…等列对应的采集信号线103工作状态,其他列的采集信号线103不工作;……;第10、11行扫描信号线(即控制信号线102)开启时,只有第10、20、30…等列的采集信号线103处于工作状态,其他列的采集信号线103不工作;第12行与第9行一样,对应第9、19、29…等Tx列的采集信号线103处于工作状态,其他列的采集信号线103不工作;以此类推,以20行为一个循环。这样可以节省IC Chanel数,同时节省IC功耗,提高效率。
通过上述定位过程,找到当前手指触控位置P(如图9所示)后,接着进行指纹纹路识别过程。该过程中,触控位置P所在区域前M列(例如10列)至后N列(例如10列)截止对应的采集信号线103保持工作状态,确保检测到完整的指纹纹路信息。在完成一帧扫描后,即可获得待识别的指纹纹路F,如图10所示。由于该过程也只有部分采集信号线103处于工作状态,因此也可以达到节省IC Chanel数,降低IC功耗的目的。
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控显示面板,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、数码相机、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理、自助存/取款机等任何具有显示功能的产品或部件。对于显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的,在此不做赘述,也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述触控显示面板的实施例,重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述触控显示面板、其驱动方法及显示装置中,该触控显示面板包括:具有呈阵列排布的多个像素区域的阵列基板,位于各像素区域行间隙处的多条控制信号线,以及位于各像素区域列间隙处且与控制信号线相互绝缘的多条采集信号线;其中,每一像素区域设置有多个子像素、纹路识别控制晶体管和位于各子像素间隙处的纹路识别电极;纹路识别控制晶体管的栅极与控制信号线连接,源极与纹路识别电极连接,漏极与采集信号线连接;控制信号线,用于向纹路识别控制晶体管提供控制信号;采集信号线,用于通过纹路识别控制晶体管向纹路识别电极提供纹路识别信号,并接收纹路识别电极经纹路识别控制晶体管传输的携带纹路信息的信号。通过在触控显示面板中集成纹路识别控制晶体管、纹路识别电极、采集信号线和控制信号线,实现了纹路(例如指纹纹路)识别,提高了屏占比。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
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。
Claims (11)
1.一种触控显示面板,其特征在于,包括:具有呈阵列排布的多个像素区域的阵列基板,位于各所述像素区域行间隙处的多条控制信号线,以及位于各所述像素区域列间隙处且与所述控制信号线相互绝缘的多条采集信号线;其中,
每一所述像素区域设置有多个子像素、纹路识别控制晶体管和位于各所述子像素间隙处的纹路识别电极;所述纹路识别控制晶体管的栅极与所述控制信号线连接,源极与所述纹路识别电极连接,漏极与所述采集信号线连接;
所述控制信号线,用于向所述纹路识别控制晶体管提供控制信号;
所述采集信号线,用于通过所述纹路识别控制晶体管向所述纹路识别电极提供纹路识别信号,并接收所述纹路识别电极经所述纹路识别控制晶体管传输的携带纹路信息的信号;
所述纹路识别电极包括位于各所述子像素行间隙处的第一子电极,以及位于各所述子像素列间隙处与所述第一子电极电连接的第二子电极;
相邻两个所述像素区域的行间隙处设置有一所述第一子电极,列间隙处设置有一所述第二子电极;
所述纹路识别电极表现为类似“山”字的形状,且相邻所述像素区域包含的所述纹路识别电极相互独立。
2.如权利要求1所述的触控显示面板,其特征在于,所述第一子电极的长度小于所述各子像素在行方向上的长度之和;所述第二子电极的长度与所述子像素在列方向上的长度相同。
3.如权利要求1所述的触控显示面板,其特征在于,还包括:位于各所述像素区域行间隙处的扫描信号线;
所述扫描信号线复用为所述控制信号线。
4.如权利要求1所述的触控显示面板,其特征在于,还包括:位于各所述子像素列间隙处的数据信号线;
所述数据信号线与所述采集信号线同层设置;且同一所述像素区域内的各所述数据信号线与所述采集信号线位于各所述子像素的不同列间隙处。
5.如权利要求1-4任一项所述的触控显示面板,其特征在于,还包括:黑矩阵;
所述黑矩阵在所述阵列基板上的正投影覆盖所述纹路识别电极、所述控制信号线、所述采集信号线和所述纹路识别控制晶体管在所述阵列基板上的正投影。
6.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-5任一项所述的触控显示面板。
7.一种如权利要求1-5任一项所述的触控显示面板的驱动方法,其特征在于,包括:
对各控制信号线逐行加载控制信号;
通过采集信号线向纹路识别电极加载纹路识别信号;
检测由所述采集信号线获取的所述纹路识别电极的反馈信号,以识别纹路。
8.如权利要求7所述的驱动方法,其特征在于,通过采集信号线向纹路识别电极加载纹路识别信号,具体包括:
在对一条所述控制信号线加载控制信号后,通过与该所述控制信号线匹配列的所述采集信号线向所述纹路识别电极加载纹路识别信号。
9.如权利要求7所述的驱动方法,其特征在于,所述检测由所述采集信号线获取的所述纹路识别电极的反馈信号,以识别纹路,具体包括:
检测由所述采集信号线获取的所述纹路识别电极的反馈信号,并根据所述反馈信号确定触控位置;
根据所述触控位置,确定需再次进行检测的所述采集信号线;
对确定出的所述采集信号线再次加载纹路识别信号;
对确定出的所述采集信号线再次进行检测,并根据检测结果识别纹路。
10.如权利要求9所述的驱动方法,其特征在于,所述根据所述触控位置,确定需再次进行检测的所述采集信号线,具体包括:
确定自所述触控位置前M列数的所述采集信号线至所述触控位置后N列数的所述采集信号线需再次进行检测,其中M和N为正整数。
11.如权利要求7-10任一项所述的驱动方法,其特征在于,在所述对各控制信号线逐行加载控制信号之前,还包括:接收指纹识别请求。
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