CN209328041U - 指纹识别触控屏、触控显示装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种指纹识别触控屏、触控显示装置和电子设备。触控屏包括感测层、触控层、第一盖板与第二盖板，感测层设置于第一盖板与第二盖板之间，触控层设置于第二盖板远离感测层的一侧，感测层用于实现指纹识别功能，触控层用于实现触控功能，第一盖板与第二盖板起到保护的作用。上述指纹识别触控屏、触控显示装置和电子设备，当用户的手指放置于第一盖板的一侧时，位于第一盖板另一侧的感测层感应手指的凹凸纹路从而实现指纹识别的功能，触控层可以获取手指触摸的位置，该指纹识别触控屏可以同时实现触控和指纹识别的功能，使用便捷。

Description

指纹识别触控屏、触控显示装置和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种指纹识别触控屏、触控显示装置和电子设备。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电子设备的应用越来越广泛。触控屏作为一种新型显示屏，应用到了许多电子设备上，它可以减小按键占用空间，实现输入上的简化。然而，电子设备上通常携带了一些需要保密的信息，如果保护不当，很容易造成信息泄露，给用户带来不便。

传统的带有触控屏的电子设备是通过设置密码锁的形式来实现保密功能的，用户每次使用时，需要在触控屏上输入预先设置的密码来给设备解锁，然后才能正常操作设备。然而，用户在使用时常常会遇到由于忘记密码而不能解锁设备的情况，而且每次解锁都需要输入密码，操作麻烦，传统的触控屏使用不便捷。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的触控屏使用不便捷的问题，提供一种触控屏、触控显示装置和电子设备。

一种指纹识别触控屏，包括：

实现指纹识别的感测层；

实现触控功能的触控层；

实现保护功能的第一盖板与第二盖板；

所述感测层设置于所述第一盖板与所述第二盖板之间，所述触控层设置于所述第二盖板远离所述感测层的一侧。

一种触控显示装置，包括显示面板和上述指纹识别触控屏，所述显示面板连接所述触控屏。

一种电子设备，包括电子设备本体和上述触控显示装置，所述电子设备本体连接所述触控显示装置。

上述指纹识别触控屏、触控显示装置和电子设备，感测层设置于第一盖板与第二盖板之间，可以实现指纹识别的功能，触控层设置于第二盖板远离感测层的一侧，用于实现触控功能，第一盖板与第二盖板起到保护触控屏内部线路的作用。当用户的手指放置于第一盖板的一侧时，位于第一盖板另一侧的感测层感应手指的凹凸纹路从而实现指纹识别的功能，触控层可以获取手指触摸的位置，该多功能触控屏可以同时实现触控和指纹识别的功能，使用便捷。

附图说明

图1为一个实施例中触控屏的结构图；

图2为一个实施例中触控层的结构图；

图3为一个实施例中感测层的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型进行更加全面的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在一个实施例中，请参见图1，提供一种指纹识别触控屏，包括：感测层130、触控层140、第一盖板110与第二盖板120，感测层130设置于第一盖板110与第二盖板120之间，触控层140设置于第二盖板120远离感测层130的一侧，感测层130用于实现指纹识别功能，触控层140用于实现触控功能，第一盖板110与第二盖板120起到保护的作用。感测层130设置于第一盖板110和第二盖板120之间，不需要额外的开孔，实现了高效的空间利用，指纹识别触控屏包括触控层140与感测层130，既能实现触控的功能，还能识别指纹，使用便捷。

具体地，感测层130由许多像素单元组成，这些像素单元构成的传感器为电容的一个极板，手指为电容的另一个极板。由于手指表皮层的凹凸不平，手指表面不同位置与感测层间的距离不同，由此在手指表皮层与感测平面之间形成大小不等的电容，可以根据获得的电容分布情况，获得反应指纹信息的图像，达到识别指纹的目的。触控层是利用人体的电流感应进行工作的，当用户手指触摸在触控线路层上时，由于人体电场，用户和电容式触控线路层表面形成一个耦合电容，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，这个电流分别从电容式触控线路层的四角上的电极中流出，并且流经电容式触控线路层的这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，通过计算得出触摸点的位置，实现触控的功能。第一盖板110和第一盖板120起到保护内部线路的作用，盖板的材料并不唯一，例如第一盖板110可以为钢化玻璃盖板，钢化玻璃不容易发生弯曲或翘曲，也不容易受热处理或化学处理的影响，可以提高内部线路的稳定性，第二盖板120可以为钢化玻璃盖板、PE(Polyethylene，聚乙烯)盖板或PET(Polyethylene terephthalate，对苯二甲酸类塑料)盖板，这些盖板都具有良好的光学性能，也能起到保护内部线路的作用，可以理解，在其他实施例中，也可以采用光透过率大于98％的其他透明材质。第一盖板110和第二盖板120可以理解为一个盖板整体，第一盖板110和第二盖板120采用透明光学胶无缝隙贴合，形成一块整合盖板，该盖板的厚度可以为0.4-0.8mm，不影响触控屏的正常工作。第一盖板110和第二盖板120的厚度并不唯一，例如第一盖板110的厚度可以为0.2-0.3mm，第二盖板120的厚度可以为0.1-0.3mm。在本实施例中，感测层130设置于第一盖板110和第二盖板120之间，感测层130通过第一盖板110与手指接触，当用户手指触摸在第一盖板110时，由于第一盖板110厚度小，感测层130可以正常获得指纹信息，实现指纹识别的功能。

上述指纹识别触控屏，感测层130设置于第一盖板110与第二盖板120之间，可以实现指纹识别的功能，触控层140设置于第二盖板120远离感测层130的一侧，用于实现触控功能，第一盖板110与第二盖板120起到保护触控屏内部线路的作用。当用户的手指放置于第一盖板110的一侧时，位于第一盖板110另一侧的感测层130感应手指的凹凸纹路从而实现指纹识别的功能，触控层140可以获取手指触摸的位置，该指纹识别触控屏可以同时实现触控和指纹识别的功能，使用便捷。

在一个实施例中，请参见图2，触控层包括驱动线路141和触控接收线路142，驱动线路141与触控接收线路142交叉设置。驱动线路141和触控接收线路142沿不同的方向交叉设置，形成许多网格，信号被顺序地发送到彼此接触的相邻网格，从而可以实现高灵敏度的识别，共同实现触控的功能。

具体地，触控接收线路142可以沿X方向平行设置，驱动线路141可以沿Y方向平行设置，构成垂直分布，触控接收线路142用于感应用户的触控信号，驱动线路141用于接收触控接收线路142发送过来的信号并进行下一步处理，完成识别用户触摸位置的触控功能。可以理解，驱动线路141和触控接收线路142的设置方式并不唯一，驱动线路141和触控接收线路142构成的网格形状可以是规则图形也可以是不规则图形。当驱动线路141和触控接收线路142垂直设置时，构成的网格形状为正方形，驱动线路141和触控接收线路142还可以构成菱形的网格，当网格形状为正方形或菱形等规则图形时，信号的识别精度高。当网格的形状为不具有规则性的图形时，加工难度小，有利于节约生产成本。

在一个实施例中，驱动线路为ITO(Indium Tin Oxides，氧化铟锡)线路、AZO(Aluminum doped Zinc Oxide，铝掺杂的氧化锌)线路或IGZO(Indium Gallium ZincOxide，铟镓锌氧化物)线路，触控接收线路的类型与驱动线路的类型相同。ITO线路、AZO线路或IGZO线路做为驱动线路透光率高，反应灵敏，触控接收线路的类型与驱动线路的类型相同可以减少信号传输时产生的误差，提高识别精度。

具体地，ITO是一种金属氧化物，用作透明导电薄膜，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线，减少对人体的伤害。AZO是指铝掺杂的氧化锌，氧化锌晶体是六方纤锌矿结构的Ⅱ-Ⅳ族宽禁带直接带隙半导体材料，室温下可以观测到纳米结构的微晶薄膜的光泵激光发射，可以避免膜与衬底间原子在高温下产生互扩散，氧化锌掺杂铝元素可以使氧化锌薄膜材料的晶体结构、光电性能和磁学性能得到控制和提高，AZO比可见光光子能力大，在活性氢和氢等离子体中稳定性高，性能优异。IGZO晶体管的禁带宽度大，光照稳定性优异，IGZO薄膜有高迁移率，分辨率高。ITO、AZO或IGZO可以做为驱动线路或触控接收线路的原材料，光学性能优异，反应灵敏，且触控接收线路的类型与驱动线路的类型相同可以减少信号传输时产生的误差，提高可靠性。进一步地，制作驱动线路和触控接收线路的工艺并不唯一，例如可以采用磁控溅射技术制作，磁控溅射技术的原理是电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子或分子沉积在基片上成膜，该方法成膜速率高、膜的粘附性好。可以理解，在其他实施例中，也可以采用黄光工艺或其他工艺制作，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，请参见图3，感测层包括电极板133和感测接收线路132，电极板133连接感测接收线路132，感测接收线路132与驱动线路电连接。电极板133连接感测接收线路132，用于接收指纹信号并将接收到的指纹信号转化为电信号发送给驱动线路，驱动线路与感测接收线路电连接，用于接收感测接收线路发送过来的信号并进行下一步处理，实现识别指纹的功能。

具体地，电极板的类型并不唯一，在一个实施例中，电极板133可以为电容式指纹传感器。电容式指纹传感器的原理是由大量像素单元构成电容的一个极板，手指贴合在感测层上，构成电容的一个极板。由于手指表皮层的凹凸不平，手指表面不同位置与感测平面间的距离不同。由此在手指表皮层与感测平面之间形成大小不等的电容，根据获得的电容分布情况，获得反应指纹信息的图像。电极板的数量也不唯一，在一个实施例中，可以将电极板均匀设置在整个感测层上，手机电机屏幕的任意位置时都可以被识别，以实现全屏识别指纹的功能，可以理解，在其他实施例中，也可以将电极板设置在部分区域，以实现特定区域指纹识别的目的。此外，电极板的大小不同，识别指纹的精度也不一样，一般来说，电极板的体积越小，能识别的指纹体积越小，在感测层上设置电极板时，应该减小电极板之间的间隙，以实现更高分辨率的指纹识别。感测层加上与感测接收线路相连的驱动线路一同实现指纹识别的功能，且感测层只包括电极板和感测接收线路，将驱动线路设置于触控层上，实现感测层的驱动线路与触控层的驱动线路共享，这种结构可以减少一道触控屏的制作工序，提高加工良率，有助于减轻加工复杂性。可以理解，在其他实施例中，感测层还可以包括电极板、感测接收线路和驱动线路，电极板连接感测接收线路，用于接收指纹信号并将接收到的指纹信号转化为电信号发送给驱动线路，驱动线路用于接收感测接收线路发送过来的信号并进行下一步处理，实现识别指纹的功能。当感测层包括电极板、感测接收线路和驱动线路时，可以准确识别指纹，且工作稳定。

在一个实施例中，指纹识别触控屏还包括FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)和指纹控制芯片，感测接收线路与驱动线路通过FPC连接，FPC连接指纹控制芯片。感测接收线路和电极板接收指纹信号并将接收到的指纹信号转化为电信号后，感测接收线路通过FPC将信号发送给驱动线路，驱动线路接收感测接收线路发送过来的信号并通过FPC将信号发送给指纹控制芯片，实现识别指纹的功能。

具体地，FPC是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，在本实施例中，FPC与感测接收线路和驱动线路均连接，起到接收信号和功能传导的作用。为了提高空间利用率，FPC一般设置在触控屏的四周，在不影响自身功能的前提下，设置在触控屏的四周不会影响触控屏的正常使用，提高了指纹识别触控屏的工作性能。FPC还与指纹芯片连接，用于将接收到的信号发送给指纹识别芯片进行下一步处理，指纹识别芯片可以根据FPC传送过来的信号分析指纹特征，生成指纹图像，计算指纹匹配度等，在完成指纹识别的功能后，指纹识别芯片进入不工作的状态，指纹识别芯片将此状态信息通过FPC反馈给驱动线路，指纹识别触控屏完成其他功能。完成指纹识别功能后指纹控制芯片关闭，指纹识别触控屏接着完成其他工作，这样可以节约使用成本，还能提高系统的运行效率。指纹识别芯片的设置并不唯一，例如可以设置在触控层远离第二盖板的一侧，提高空间利用率，指纹识别芯片也可以设置在其他位置，只要本领域技术人员认为不会影响指纹识别触控屏的功能即可。

在一个实施例中，感测接收线路为ITO线路、AZO线路或IGZO线路。ITO线路、AZO线路或IGZO线路做为感测接收线路透光率高，反应灵敏。

具体地，ITO用作透明导电薄膜，具有很好的导电性和透明性。AZO是指铝掺杂的氧化锌，氧化锌掺杂铝元素可以使氧化锌薄膜材料的晶体结构、光电性能和磁学性能得到控制和提高，AZO比可见光光子能力大，在活性氢和氢等离子体中稳定性高，性能优异。IGZO晶体管的禁带宽度大，光照稳定性优异，IGZO薄膜有高迁移率，分辨率高。ITO、AZO或IGZO可以做为感测接收线路的原材料，光学性能优异，反应灵敏，可靠性高。可以理解，在其他实施例中，感测接收线路还可以是其他类型，例如IZO(Indium Zinc Oxide，铟锌氧化物)线路等，IZO薄膜具有高迁移率，电阻率可控，可以用于制备高性能的氧化物薄膜晶体管。

在一个实施例中，感测层包括电极板、驱动线路和感测接收线路，感测接收线路与驱动线路交叉设置，电极板与感测接收线路连接。电极板连接感测接收线路，用于接收指纹信号并将接收到的指纹信号转化为电信号发送给驱动线路，驱动线路用于接收感测接收线路发送过来的信号并进行下一步处理，实现识别指纹的功能。驱动线路和感测接收线路交叉设置，形成许多网格，信号被顺序地发送到彼此接触的相邻网格，从而可以实现高灵敏度的识别，共同实现指纹识别的功能。

具体地，感测接收线路可以沿X方向平行设置，驱动线路可以沿Y方向平行设置，构成垂直分布，感测接收线路用于感应用户的指纹信息，驱动线路用于接收感测线路发送过来的信号并进行下一步处理，完成识别用户指纹的功能。可以理解，驱动线路和感测接收线路的设置方式并不唯一，驱动线路和感测接收线路构成的网格形状可以是规则图形也可以是不规则图形。当驱动线路和感测接收线路垂直设置时，构成的网格形状为正方形或长方形，驱动线路和感测接收线路还可以构成菱形的网格，当网格形状为正方形或菱形等规则图形时，信号的识别精度高。当网格的形状为不具有规则性的图形时，加工难度小，有利于节约生产成本。电极板的类型、数量及设置位置已经有详细说明，在此不再赘述。

在一个实施例中，指纹识别触控屏还包括FPC和指纹控制芯片，触控层包括触控接收线路，触控接收线路通过FPC连接驱动线路，FPC连接指纹控制芯片。触控接收线路感应到用户的触摸操作后，将用户触摸的位置信息通过FPC发送给驱动线路，由触控接收线路和驱动线路一起完成识别用户触摸位置的触控功能。FPC连接指纹控制芯片，用于传导指纹控制芯片发出的控制信号，传导信号稳定可靠。具体地，FPC是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，在本实施例中，FPC与触控接收线路和驱动线路均连接，起到接收信号和功能传导的作用。为了提高空间利用率，FPC一般设置在触控屏的四周，在不影响自身功能的前提下，设置在触控屏的四周不会影响触控屏的显示视野，提高了触控屏的工作性能。FPC还与指纹芯片连接，用于传导指纹控制芯片发出的控制信号，使触控屏完成其他操作。触控层加上与触控接收线路相连的驱动线路一同实现触控的功能，且触控层只包括电极板和触控接收线路，将驱动线路设置于感测层上，实现触控层的驱动线路与感测层的驱动线路共享，这种结构可以减少一道触控屏的制作工序，提高加工良率，有助于减轻加工复杂性。可以理解，在其他实施例中，触控层还可以包括驱动线路和触控接收线路，驱动线路和触控接收线路沿不同的方向交叉设置，形成许多网格，信号被顺序地发送到彼此接触的相邻网格，从而可以实现高灵敏度的识别，共同实现触控的功能。触控层既包括驱动线路又包括触控接收线路时信号传输准确，稳定性高。

在一个实施例中，提供一种触控显示装置，包括显示面板和上述的指纹识别触控屏，显示面板连接指纹识别触控屏。触控显示装置包含指纹识别触控屏和显示面板，既可以实现显示的功能，又能在显示的同时完成指纹识别和触控的操作，使用便捷。

具体地，显示面板的类型并不唯一，例如可以是OLED(Organic Light-EmittingDiode,有机发光二极管)显示面板或TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystaldisplay，薄膜晶体管液晶显示器)显示面板。OLED的基本结构是由一薄而透明的ITO与电力正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层、发光层与电子传输层。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝三基色，构成基本色彩,OLED可以自己发光，因此可视度和亮度高，且具有构造简单、成本低等优点。TFT-LCD技术是微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的一种技术。人们利用在硅上进行微电子精细加工的技术，移植到在大面积玻璃上进行TFT阵列的加工，再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板，利用已成熟的LCD技术，形成一个液晶盒相结合，再经过后工序如偏光片贴覆等过程，最后形成液晶显示器,TFT-LCD反应速度，同时也可以精确控制显示灰度,应用广泛。

上述触控显示装置，感测层设置于第一盖板与第二盖板之间，可以实现指纹识别的功能，触控层设置于第二盖板远离感测层的一侧，用于实现触控功能，第一盖板与第二盖板起到保护触控屏内部线路的作用。当用户的手指放置于第一盖板的一侧时，位于第一盖板另一侧的感测层感应手指的凹凸纹路从而实现指纹识别的功能，触控层可以获取手指触摸的位置，该指纹识别触控屏可以同时实现触控和指纹识别的功能，使用便捷。

在一个实施例中，提供一种电子设备，该电子设备包括电子设备本体和上述触控显示装置，电子设备本体连接触控显示装置。电子设备包括触控显示装置可以同时实现触控功能和指纹识别功能，使用便捷。具体地，电子设备的类型并不唯一，例如可以是个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑或便携式可穿戴设备等，以智能手机为例，智能手机包括手机本体和触控显示装置，除了可以实现手机本体本身具有的功能如通讯功能外，还可以通过触控显示装置实现指纹识别功能与触控功能，使用便捷。

上述电子设备，感测层设置于第一盖板与第二盖板之间，可以实现指纹识别的功能，触控层设置于第二盖板远离感测层的一侧，用于实现触控功能，第一盖板与第二盖板起到保护触控屏内部线路的作用。当用户的手指放置于第一盖板的一侧时，位于第一盖板另一侧的感测层感应手指的凹凸纹路从而实现指纹识别的功能，触控层可以获取手指触摸的位置，该指纹识别触控屏可以同时实现触控和指纹识别的功能，使用便捷。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种指纹识别触控屏，其特征在于，包括：

实现指纹识别的感测层；

实现触控功能的触控层；

实现保护功能的第一盖板与第二盖板；

所述感测层设置于所述第一盖板与所述第二盖板之间，所述触控层设置于所述第二盖板远离所述感测层的一侧。

2.根据权利要求1所述的指纹识别触控屏，其特征在于，所述触控层包括驱动线路和触控接收线路，所述驱动线路与所述触控接收线路交叉设置。

3.根据权利要求2所述的指纹识别触控屏，其特征在于，所述驱动线路为ITO线路、AZO线路或IGZO线路，所述触控接收线路的类型与所述驱动线路的类型相同。

4.根据权利要求2所述的指纹识别触控屏，其特征在于，所述感测层包括电极板和感测接收线路，所述电极板连接所述感测接收线路，所述感测接收线路与所述驱动线路电连接。

5.根据权利要求4所述的指纹识别触控屏，其特征在于，还包括FPC和指纹控制芯片，所述感测接收线路与所述驱动线路通过所述FPC连接，所述FPC连接所述指纹控制芯片。

6.根据权利要求4所述的指纹识别触控屏，其特征在于，所述感测接收线路为ITO线路、AZO线路或IGZO线路。

7.根据权利要求1所述的指纹识别触控屏，其特征在于，所述感测层包括电极板、驱动线路和感测接收线路，所述感测接收线路与所述驱动线路相互垂直，形成交叉分布，所述电极板与所述感测接收线路连接。

8.根据权利要求7所述的指纹识别触控屏，其特征在于，还包括FPC和指纹控制芯片，所述触控层包括触控接收线路，所述触控接收线路通过所述FPC连接所述驱动线路，所述FPC连接所述指纹控制芯片。

9.一种触控显示装置，其特征在于，包括显示面板和如权利要求1-8任意一项所述的指纹识别触控屏，所述显示面板连接所述指纹识别触控屏。

10.一种电子设备，其特征在于，包括电子设备本体和如权利要求9所述的触控显示装置，所述电子设备本体连接所述触控显示装置。