CN110427121A - 具有指纹识别功能的触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有指纹识别功能的触控显示装置，包括显示面板、设置于触控区域内的触控层、以及设置于触控区域内的指纹识别层，触控层包括多个触控驱动电极和多个触控感应电极，指纹识别层包括多个第一指纹识别电极和多个第二指纹识别电极，第一指纹识别电极和第二指纹识别电极与触控驱动电极没有交叠面，在触控功能开启时，第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极均复用为触控驱动电极。通过将指纹识别电路集成于触控电路中，同时将指纹识别电极作为触控驱动电极的一部分，能够提高显示面板的屏占比，且不会影响指纹识别和触控功能。

Description

具有指纹识别功能的触控显示装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种具有指纹识别功能的触控显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，手机作为重要的沟通工具在日常的生活中必不可少，追求显示区域最大化，以及将指纹识别集成在面板显示区域内成为显示技术的主流发展方向。传统技术中，将指纹识别作为单独的模组放置在非显示区域，例如在正面下边框、侧面或者背面，以上几种方案的指纹识别均作为单独的模组进行装配，这种指纹识别设置需要占用手机模组的一部分空间，影响整面显示占比和整机内部空间。
发明内容
本发明提供一种具有指纹识别功能的触控显示装置，将指纹识别电路集成在触控电路中，以解决现有的显示面板，由于将指纹识别作为单独的模组设置在面板的非显示区域，导致指纹识别模组占据一定的空间，影响显示的屏占比，进而不利于显示面板向高屏占比和全面屏方向发展的问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种具有指纹识别功能的触控显示装置，包括：定义有触控区域的显示面板、设置于所述显示面板上的触控区域内的触控层、以及设置于所述显示面板上的所述触控区域内的指纹识别层；所述触控层包括沿第一方向排列的多个触控驱动电极和沿第二方向排列的多个触控感应电极；所述指纹识别层包括沿所述第一方向排列的多个第一指纹识别电极和沿所述第二方向排列的多个第二指纹识别电极；其中，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极与所述触控驱动电极在所述显示面板的厚度方向上没有交叠面，在触控功能开启时，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极均复用为所述触控驱动电极。
在本发明的一种实施例中，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极与所述触控驱动电极同层设置。
在本发明的一种实施例中，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极与所述触控驱动电极异层设置，且所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极靠近所述显示面板的出光面一侧。
在本发明的一种实施例中，所述触控驱动电极与所述触控感应电极异层设置。
在本发明的一种实施例中，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极同层设置，且所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极相互交叉，且所述第一指纹识别电极在交叉点断开。
在本发明的一种实施例中，所述触控显示装置还包括桥接层，所述桥接层包括阵列分布的多条桥接线，所述桥接线用以连接在所述交叉点断开的所述第一指纹识别电极。
在本发明的一种实施例中，所述触控显示装置，还包括设置于所述显示面板的边框区域内的触控控制电路板和指纹识别控制电路板。
在本发明的一种实施例中，所述触控显示装置还包括多条第一外围引线和多条第二外围引线，所述第一外围引线用以将所述触控驱动电极和所述触控感应电极连接到所述触控控制电路板，所述第二外围引线用以将所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极连接到所述指纹识别控制电路板。
在本发明的一种实施例中，所述触控控制电路板和所述指纹识别控制电路板位于所述显示面板的不同侧的边框区域内。
在本发明的一种实施例中，所述第一指纹识别电极、所述第二指纹识别电极、所述触控驱动电极、以及所述触控感应电极为菱形图案或长条形图案。
本发明的有益效果为：通过将指纹识别电路集成于触控电路中，同时将指纹识别电极作为触控驱动电极的一部分，能够提高显示面板的屏占比，且不会影响指纹识别和触控功能。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的触控显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的触控层的结构示意图；
图3为本发明实施例的指纹识别层的结构示意图；
图4为本发明实施例的指纹识别和触控功能工作时的时序图；
图5为本发明其他实施例的触控显示装置的结构示意图；
图6为本发明其他实施例的指纹识别层的结构示意图；
图7为本发明实施例的第二外围引线的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
本发明针对现有的显示面板，由于将指纹识别作为单独的模组设置在面板的非显示区域，导致指纹识别模组占据一定的空间，影响显示的屏占比，进而不利于显示面板向高屏占比和全面屏方向发展的问题，本实施例能够解决该缺陷。
如图1和图2所示，本实施例提供一种具有指纹识别功能的触控显示装置100，包括显示面板10、设置于所述显示面板10上的触控层30、以及设置于所述显示面板10上的指纹识别层40。
本实施例中的触控功能为on-cell(触控功能集成于显示面板上)结构，因此所述触控层30设置于显示面板10上，在其他实施例中，触控功能可集成于显示面板10内部，如in–cell结构，所述显示面板10可为液晶显示面板，也可为OLED显示面板，这里不做限制。
所述显示面板10上定义有触控区域，所述触控层30设置于所述触控区域内，所述触控区域也对应于所述显示面板10的显示区域。
所述触控层包括多个触控驱动电极32和多个触控感应电极31，所述触控驱动电极32与所述触控感应电极异层设置，所述多个触控驱动电极32沿第一方向排列，所述多个触控感应电极31沿第二方向排列。
所述第一方向和所述第二方向相互垂直，所述第一方向为纵向，所述第二方向为横向，在其他实施例中，所述第一方向可为横向，所述第二方向可为纵向。
所述触控驱动电极32和所述触控感应电极31均为长条形图案。
在其他实施例中，如图6所示，沿所述第一方向(纵向)排列的所述触控驱动电极32为多个相互连接的菱形图案，沿所述第二方向(横向)排列的所述触控感应电极31为相互连接的菱形图案。
如图3所示，所述指纹识别层40包括多个第一指纹识别电极41和多个第二指纹识别电极42，多个所述第一指纹识别电极41沿所述第一方向(纵向)排列，多个所述第二指纹识别电极42沿所述第二方向(横向)排列。
由于现有技术中的指纹识别功能作为单独的模组放置在显示面板的非显示区域，例如显示面板的下边框、侧边或背面，影响屏占比和整机内部空间，因此本实施例对指纹识别层40做出改进，将所述指纹识别层40集成在所述触控层30中，将所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42设置在所述触控显示区域内。
所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42与所述触控驱动电极32在所述显示面板10的厚度方向上没有交叠面，即所述第一指纹识别电极41和多个所述第二指纹识别电极42与所述触控驱动电极32所在的触控区域不设置所述触控驱动电极32，这样做的好处在于，在触控功能开启时，指纹识别层40所在区域的所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42复用为触控驱动电极，即指纹识别电路可充当指纹识别区域内的触控电路中的触控驱动电极给触控感应电极进行充电，以实现整个触控区域的触控操作功能。
所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42同层设置，所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42相互交叉，且所述第一指纹识别电极41在交叉点断开。
所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42为菱形图案，具体地，纵向排列的所述第一指纹识别电极41为多个相互连接的菱形电极图案，横向排列的所述第二指纹识别电极42为多个相互连接的菱形电极图案，在两种指纹识别电极交叉处，所述第一指纹识别电极41所在的菱形电极图案断开，所述第一指纹识别电极41与所述第二指纹识别电极42构成互容电容结构，单个所述菱形电极触控图案的边长为40～80微米。
在其他实施例中，所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42可为方形或长条形图案。
所述触控显示装置还包括桥接层50，所述桥接层50包括阵列分布的多条桥接线，所述桥接线与所述第一指纹识别电极41的断开处对应设置，所述桥接线用以连接在所述交叉点断开的所述第一指纹识别电极41。
可以理解的是，其他实施例中，在所述交叉点断开的可以为所述第二指纹识别电极42，相应地，所述桥接线用以连接在所述交叉点断开的所述第二指纹识别电极42。
所述第一指纹识别电极41为指纹识别驱动电极，所述第二指纹识别电极42为指纹识别感应电极，在其他实施例中，所述第一指纹识别电极41为指纹识别感应电极，所述第二指纹识别电极42为指纹识别驱动电极。
所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42与所述触控驱动电极32同层设置，在制备的时候三种电极可经过同一道工艺制备，利用光罩制程形成图案化的电极图案，从而简化制程。
如图5所示，所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极42与所述触控驱动电极32异层设置，所述第一指纹识别电极41和所述第二指纹识别电极设置于靠近所述显示面板的出光面一侧，以减少所述指纹识别层40与手指之间的距离，从而增大感应变量。
所述触控显示装置还包括多层绝缘层，用以隔绝不同层的金属层，使得相邻层的电极相互绝缘。
具体地，如图1所示，所述多层绝缘层为第一绝缘层21、第二绝缘层22、第三绝缘层23、以及第四绝缘层24。
所述第一绝缘层21设置于所述显示面板10上，多个所述触控感应电极31设置于所述第一绝缘层21上，所述第一绝缘层21用以绝缘所述触控感应电极31与所述显示面板10上的电路，避免信号干扰。
所述第二绝缘层22设置于所述触控驱动电极32上并覆盖所述触控驱动电极32，多个所述触控驱动电极32、多个所述第一指纹识别电极41、以及多个所述第二指纹识别电极42设置于所述第二绝缘层22上。
所述第三绝缘层23设置于所述触控驱动电极32上，所述第三绝缘层23的与所述交叉点对应的部分设置有过孔，以露出在所述交叉点断开的所述第一指纹识别电极41的背离所述显示面板10一侧的部分表面。
所述桥接层50设置于所述第三绝缘层上，并通过所述第三绝缘层23上的过孔，将所述交叉点两侧断开的所述第一指纹识别电极41连接起来，即所述桥接层50上的每一桥接线连接沿所述第一方向(纵向)排列的断开处的所述第一指纹识别电极41。
所述第四绝缘层24设置于所述桥接层50上并覆盖所述桥接层50，用以将所述触控层30与所述指纹识别层40与外界绝缘。
在其他实施例中，所述触控感应电极31可设置于所述触控驱动电极32的上方。
如图5所示，在其他实施例中，所述桥接层50与所述触控驱动电极32同层设置，且与所述触控驱动电极32没有交叠面，所述指纹识别层40设置于所述桥接层50的上方。
所述触控显示装置100还包括设置于所述显示面板的边框区域的触控控制电路板60和指纹识别控制电路板70、多条第一外围引线80、以及多条第二外围引线90，所述第一外围引线用以将沿纵向排列的所述触控驱动电极32和沿横向排列的所述触控感应电极31连接到所述触控控制电路板60上，所述第二外围引线90用以将沿纵向排列的所述第一指纹识别电极41和沿横向排列的所述第二指纹识别电极42连接到所述指纹识别控制电路板70上。
为了避免金属线密集，可将所述触控控制电路板60和所述指纹识别控制电路板70设置在所述显示面板10的不同侧的边框区域内，例如，所述触控控制电路板60设置于所述显示面板10的上边框内，所述指纹识别控制电路板70设置于所述显示面板10的下边框区域内。
所述第一外围引线80和所述第二外围引线90为透明导电材料或金属材料。
如图7所示，由于所述指纹识别层40设置于所述触控区域内，而所述触控区域对应于所述显示面板10的显示区域，若所述第二外围引线90采用金属材料时，所述第二外围引线90经过所述显示区域时会遮挡光线，因此在设置所述第二外围引线90时，避让所述显示面板10上的发光区域，将所述第二外围引线90设置于所述显示面板10上的R、G、B像素中任意两者之间的非发光区域，从而避免所述第二外围引线90遮挡光线。
如图4所示，在t1阶段，指纹识别功能启动，给予所述第一指纹识别电极41(指纹识别驱动电极)一个脉冲电压，此时所述第二指纹识别电极42(指纹识别感应电极)与所述第一指纹识别电极41形成的电容被充电。在t1阶段，所述触控驱动电极32与所述触控感应电极31处于接地状态，不会影响到指纹识别电路正常工作。
进入t2阶段后，指纹识别功能停用，触控功能开启，此时给予所述第一指纹识别电极41、所述第二指纹识别电极42、以及所述触控驱动电极32相同的驱动电压，指纹识别电路充当指纹识别所在区域内触控电路中的触控驱动电极，给所述触控感应电极31进行充电，使得指纹识别电路所在的区域内也可以进行正常触控操作。
本实施例中，在t2阶段，所述第一指纹识别电极41与所述第二指纹识别电极42采用的驱动电压与所述触控驱动电极32的电压相同；其他实施例中，在t2阶段，所述第一指纹识别电极41与所述第二指纹识别电极42的采用脉冲方波周期及幅度可以与所述触控驱动电极32的脉冲方波不一致，在此不做限定。
上述绝缘层材料为有机绝缘材料或者无机绝缘材料，上述电极材料和桥接材料可采用金、银、铜、锂、钠、钾、镁、铝、锌及其任意组合，也可采用导电金属材料，例如氧化铟锡、掺铝氧化锌、掺锑氧化锡及其任意组合。
有益效果：通过将指纹识别电路集成于触控电路中，同时将指纹识别电极作为触控驱动电极的一部分，能够提高显示面板的屏占比，且不会影响指纹识别和触控功能。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种具有指纹识别功能的触控显示装置，其特征在于，包括：
显示面板，其上定义有触控区域；
触控层，设置于所述显示面板上的所述触控区域内，所述触控层包括沿第一方向排列的多个触控驱动电极和沿第二方向排列的多个触控感应电极；以及
指纹识别层，设置于所述显示面板上的所述触控区域内，所述指纹识别层包括沿所述第一方向排列的多个第一指纹识别电极和沿所述第二方向排列的多个第二指纹识别电极；其中，
所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极与所述触控驱动电极在所述显示面板的厚度方向上没有交叠面，在触控功能开启时，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极均复用为所述触控驱动电极。
2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极与所述触控驱动电极同层设置。
3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极与所述触控驱动电极异层设置，且所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极靠近所述显示面板的出光面一侧。
4.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控驱动电极与所述触控感应电极异层设置。
5.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极同层设置，且所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极相互交叉，且所述第一指纹识别电极在交叉点断开。
6.根据权利要求5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桥接层，所述桥接层包括阵列分布的多条桥接线，所述桥接线用以连接在所述交叉点断开的所述第一指纹识别电极。
7.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置，还包括设置于所述显示面板的边框区域内的触控控制电路板和指纹识别控制电路板。
8.根据权利要求7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多条第一外围引线和多条第二外围引线，所述第一外围引线用以将所述触控驱动电极和所述触控感应电极连接到所述触控控制电路板上，所述第二外围引线用以将所述第一指纹识别电极和所述第二指纹识别电极连接到所述指纹识别控制电路板上。
9.根据权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控控制电路板和所述指纹识别控制电路板位于所述显示面板的不同侧的边框区域内。
10.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述第一指纹识别电极、所述第二指纹识别电极、所述触控驱动电极、以及所述触控感应电极为菱形图案或长条形图案。
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