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CN110543262A - 触控基板及显示装置 - Google Patents

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CN110543262A
CN110543262A CN201910833311.9A CN201910833311A CN110543262A CN 110543262 A CN110543262 A CN 110543262A CN 201910833311 A CN201910833311 A CN 201910833311A CN 110543262 A CN110543262 A CN 110543262A
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张贵玉
罗鸿强
张光均
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Chengdu BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
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BOE Technology Group Co Ltd
Chengdu BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种触控基板及显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的指纹识别模组增加了显示面板的厚度，并且制作工艺复杂的问题。本发明的触控基板包括：基底，位于基底上的多个触控单元；其中，至少部分触控单元中的每个触控单元包括多个指纹识别单元；指纹识别单元包括指纹识别结构；且在触控模式时，每个触控单元中的各个指纹识别结构复用为触控单元中的触控结构。

Description

触控基板及显示装置
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显示装置。
背景技术
随着移动支付的不断普及，支付过程中的安全问题也日益受到商家及用户的重视。在支付过程中往往需要身份识别，传统的输入密码及签字的身份识别方式已经不能满足快捷的移动支付需要。目前较为快捷的身份识别方式主要有指纹识别和面容识别，其中，指纹识别较面容识别不易受到外界环境的干扰，识别效果稳定，优势较为明显。
目前的指纹识别功能依赖特定的模组实现，因此需要在显示面板中预留足够的空间，然而，随着全面屏的不断发展，屏幕上预留给指纹识别模组的空间已经极其有限。同时，目前的指纹识别模组增加了显示面板的厚度，影响显示面板的透光率，降低了显示效果。并且，目前的指纹识别模组制作工艺复杂，不利于保证产品的良率。
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显示装置。
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，位于所述基底上的多个触控单元；其中，
至少部分所述触控单元中的每个所述触控单元包括多个指纹识别单元；
所述指纹识别单元包括指纹识别结构；且在触控模式时，每个触控单元中的各个指纹识别结构复用为所述触控单元中的触控结构。
可选地，所述触控结构包括：一对第一电极和一对第二电极；其中，
所述一对第一电极通过第一桥接部连接；所述一对第二电极通过第一连接部连接；所述第一桥接部和所述第一连接部交叉设置，且二者之间通过层间绝缘层隔开。
可选地，所述指纹识别结构包括：一对第三电极和一对第四电极；其中，
所述一对第三电极通过第二桥接部连接；所述一对第四电极通过第二连接部连接；所述第二桥接部和所述第二连接部交叉设置，且二者之间通过层间绝缘层隔开；
所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极、所述第四电极、所述第一连接部、所述第二连接部同层设置，且材料相同；
所述第一桥接部和所述第二桥接部同层设置，且材料相同。
可选地，各个所述触控结构呈阵列排布；各个所述指纹识别结构呈阵列排布；其中，
位于同一行的触控结构中的第一电极连接同一条第一驱动线；位于同一列的所述触控结构中的第二电极连接同一条感应线；
位于同一行的所述指纹识别结构中的第三电极连接同一条第二驱动线；位于同一列的所述指纹识别结构中的第四电极连接同一条读取线。
可选地，各个所述触控结构呈阵列排布；各个所述指纹识别结构呈阵列排布；其中，
位于同一行的相邻的所述触控结构中、相邻的所述第一电极为一体结构；
位于同一列的相邻的所述触控结构中、相邻的所述第二电极为一体结构；
位于同一行的相邻的所述指纹识别结构中、相邻的所述第三电极为一体结构；
位于同一列的相邻的所述指纹识别结构中、相邻的所述第四电极为一体结构。
可选地，所述触控结构包括：触控电极；所述指纹识别结构包括：指纹识别电极；其中，所述触控电极和指纹识别电极同层设置，且材料相同。
可选地，各个所述触控电极呈阵列排布；各个所述指纹识别电极呈阵列排布；
位于同一行的所述触控电极连接同一条第一驱动线；位于同一列的所述触控电极连接同一条感应线；
位于同一行所述指纹识别电极连接同一条第二驱动线；位于同一列的所述指纹识别电极连接同一条读取线。
可选地，该触控基板还包括芯片单元，所述芯片单元中集成有指纹信息处理模块和触控信息处理模块；其中，
所述指纹信息处理模块与所述指纹识别单元连接；
所述触控信息处理模块与所述触控单元连接。
可选地，所述基底包括柔性基底。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，包括上述提供的触控基板。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种触控基板的结构示意图；
图2a为本发明实施例提供的一种互容式触控基板结构示意图；
图2b为本发明实施例提供的一种指纹识别结构的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种自容式触控基板结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种触控基板的实现原理示意图。
其中附图标记为：101-基底、102-触控单元、103-指纹识别单元、1031-指纹识别结构、1021-触控结构、1022-第一电极、1023-第二电极、1024-第一桥接部、1025-第一连接部、1026-层间绝缘层、1032-第三电极、1033-第四电极、1034-第二桥接部、1035-第二连接部、1020-触控电极、1030-指纹识别电极、201-第一驱动线、202-感应线、301-第二驱动线、及302-读取线。
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。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种触控基板的结构示意图，如图1所示，该触控基板包括：基底101，位于基底101上的多个触控单元102；其中，至少部分触控单元102中的每个触控单元102包括多个指纹识别单元103；指纹识别单元103包括指纹识别结构1031；且在触控模式时，每个触控单元102中的各个指纹识别结构1031复用为触控单元102中的触控结构1021。
本发明实施例提供的触控基板，通过将至少部分触控单元102中的每个触控单元102所在区域设置一定数量的指纹识别单元103，每个指纹识别单元103中包括指纹识别结构1031。在指纹识别模式时，触控单元102中的每一指纹识别结构1031可以输入一指纹识别驱动信号，并读取每一指纹识别结构1031中的电荷变化量，即指纹识别结构1031的电容变化量，根据各个指纹识别结构1031的电容变化量，通过预设算法形成当前指纹图像，再将当前指纹图像与数据库中的预设指纹图像进行比对，实现指纹识别功能。在触控模式时，触控单元102中的各个指纹识别结构1031输入同一触控驱动信号，此时，触控单元102中的各个指纹识别结构1031相当于一触控结构1021，读取出触控单元102中各个指纹识别结构1031中的电荷变化量，即指纹识别结构1031的电容变化量，根据各个指纹识别结构1031的电容变化量，可以确定出触控发生的位置，实现触控功能。因此，本发明实施例提供的触控基板中的一定数量的指纹识结构1031可以复用为触控结构1021，实现触控功能与指纹识别功能的集成。同时，由于指纹识别结构1031在指纹识别模式时，对指纹识别的要求精度较高，指纹识别结构1031尽可能的小。因此可以按照指纹识别的精度对触控单元102中的触控结构1021进行分割，得到一定数量的指纹识别结构1031，这样可以降低制作工艺难度，提高产品良率。而且，可以根据显示面板的产品设计要求，将指纹识别单元103设置在任意相应的触控单元102中，指纹识别单元103不必局限于显示面板的底部，增加了产品设计的可行性。
本发明实施例提供的触控基板可以为互容式触控基板，也可以为自容式触控基板，下面将结合附图，对本发明实施例提供的触控基板进行进一步详细说明。
第一种触控基板具体可以为互容式触控基板，如图2a所示，触控基板的每个触控单元102中的触控结构1021包括：一对第一电极1022和一对第二电极1023；其中，一对第一电极1022通过第一桥接部1024连接；一对第二电极1023通过第一连接部1025连接；第一桥接部1024和第一连接部1025交叉设置，且二者之间通过层间绝缘层1026隔开。
需要说明的是，在该触控结构1021中的一对第一电极1022、一对第二电极1023，以及第一连接部1025同层设置，第一桥接部1024和第一连接部1025通过层间绝缘层1026绝缘设置，可以通过检测第一电极1022和第二电极1023相对的侧边之间的边缘场电容量变化，可以实现触控结构1021的触控功能；而且在本实施例中第一电极1022和第二电极1023同层设置，因此可以降低触控基板的厚度。当然，第一电极1022和第二电极1023也可以不设置在同一层，例如将第二电极1023和第一桥接部1024设置在同一层也是可以的。
由于图2a中指纹识别结构1031相较与触控结构1021过小，在图2a中不能详细指示每一结构的含义，因此，对图2a中的一指纹识别结构1031进行了单独展示。如图2b所示，触控基板中的每个指纹识别单元103中的指纹识别结构1031包括：一对第三电极1032和一对第四电极1033；其中，一对第三电极1032通过第二桥接部1034连接；一对第四电极1033通过第二连接部1035连接；第二桥接部1034和第二连接部1035交叉设置，且二者之间通过层间绝缘层1026隔开；第一电极1022、第二电极1023、第三电极1032、第四电极1033、第一连接部1025、第二连接部1035同层设置，且材料相同；第一桥接部1024和第二桥接部1034同层设置，且材料相同。
需要说明的是，在该指纹识别结构1031中的一对第三电极1032和一对第四电极1033，以及第二连接部1035同层设置，第二桥接部1034和第二连接部1035通过层间绝缘层1026绝缘设置，在第三电极1032和第四电极1033之间可以形成边缘场电容。在指纹识别模式时，触控单元102中的每一第三电极1032可以输入一指纹识别驱动信号，可以根据第三电极1032和第四电极1033之间的边缘场电容变化量，通过预设算法形成当前指纹图像，再将当前指纹图像与数据库中的预设指纹识别图像进行比对，实现指纹识别功能。在触控模式时，触控单元103中的各个第三电极1032输入同一触控驱动信号，此时触控单元102中的各个第三电极1032和第四电极1033相当于一触控结构1021，根据第三电极1032和第四电极1033之间的边缘场电容变化量，可以确定出触控发生的位置，实现触控功能。同时，第一电极1022、第二电极1023、第三电极1032、第四电极1033、第一连接部1025、第二连接部1035同层设置，且材料相同，因此可以在制备过程中可以采用一次工艺制备，而且可以降低显示面板的厚度。
如图2a所示，各个触控结构1021呈阵列排布；各个指纹识别结构1031呈阵列排布；其中，位于同一行的触控结构1021中的第一电极1022连接同一条第一驱动线201；位于同一列的触控结构1021中的第二电极1023连接同一条感应线202；位于同一行的指纹识别结构1031中的第三电极1032连接同一条第二驱动线301；位于同一列的指纹识别结构1031中的第四电极1033连接同一条读取线302。
需要说明的是，同一行的第一电极1022可以与同一条第一驱动线201连接，同一列的第二电极1023可以与同一条感应线202连接，同一行的第三电极1032可以与同一第二驱动线301连接，同一列的第四电极1033可以与同一读取线302连接，并连接至具有相应功能的驱动芯片，在本发明实施例中触控驱动芯片和指纹识别驱动芯片可以集成于同一芯片单元中，根据应用场景的不同，芯片单元可以输出不同的驱动信号，以实现触控与指纹识别功能。在指纹识别模式时，通过与同一行的第三电极1032连接一条第二驱动线301输入一指纹识别驱动信号，并通过与第四电极1033连接的一条读取线302读取第三电极1032和第四电极1033之间的边缘场的电容变化量，根据第三电极1032和第四电极1033之间的边缘场的电容变化量，通过预设算法形成当前指纹图像，在将当前指纹图像与数据库中的预设指纹图像进行比对，实现指纹识别功能。在触控模式时，通过与多行的第三电极1032连接的多条第二驱动线301输入同一触控驱动信号，由于各行的第二驱动线301输入的触控驱动信号相同，此时触控单元102中的多个指纹识别结构1031相当于一触控结构1021，通过与多列第四电极1033连接的多条读取线302检测第三电极1032和第四电极1033之间的边缘场电容变化量，根据第三电极1032和第四电极1033之间的边缘场电容变化量可以确定出触控发生的位置，实现触控功能。同时，各个触控结构1021呈阵列分布，各个指纹识别结构1031也呈阵列排布，可以降低触控基板的布线难度。
如图2a所示，各个触控结构1021呈阵列排布；各个指纹识别结构1031呈阵列排布；其中，位于同一行的相邻的触控结构1021中、相邻的第一电极1022为一体结构；位于同一列的相邻的触控结构102中、相邻的第二电极1023为一体结构；位于同一行的相邻的指纹识别结构1031中、相邻的第三电极1032为一体结构；位于同一列的相邻的指纹识别结构1031中、相邻的第四电极1033为一体结构。
需要说明的是，相邻的触控结构1021的第一电极1022可以为一体结构，相邻的触控结构1021的第二电极1023可以为一体结构，制作过程中将一行的第一电极1021可以通过一次构图工艺一次性成型，同样的，一列的第二电极1022也可以通过构图工艺一次性成型，降低工艺难度。相邻的指纹识别结构1031的第三电极1032可以为一体结构，相邻的指纹识别结构1031的第四电极可为一体结构，同样可以在制作过程中将一行的第三电极1032和一列的第四电极1033一次性成型，降低工艺难度。
第二种触控基板具体可以为自容式触控基板，如图3所示，触控基板中每个触控单元102中的触控结构1021包括：触控电极1020；指纹识别结构1031包括：指纹识别电极1030；其中，触控电极1020和指纹识别电极1030同层设置，且材料相同。
需要说明的是，本发明实施例提供的触控基板中的触控结构1021可以通过自容式电容的结构实现，触控结构1021中的触控电极1020可以与指纹识别结构1031中的指纹识别电极1030同层设置，且材料相同，可以降低触控基板的厚度。在指纹识别模式时，每一指纹识别电极1030可以输入一指纹识别驱动信号，并检测每一指纹识别电极1030与手指指纹的谷和脊之间的电容变化量，根据每一指纹识别电极1030与手指指纹的谷和脊之间的电容变化量，通过预设算法形成当前指纹图像，在将当前指纹图像与数据库中的预设指纹图像进行比对，实现指纹识别功能。在触控模式时，触控单元102中的各个指纹识别电极1030出入同一触控驱动信号，此时触控单元102中的各个指纹识别电极1030相当于一触控电极1020，读取触控单元102中各个指纹识别电极1030与手指之间的电容变化量，根据各个指纹识别电极1030与手指之间的电容变化量，可以确定出触控发生的位置，实现触控功能。
如图3所示，各个触控电极1020呈阵列排布；各个指纹识别电极1030呈阵列排布；位于同一行的触控电极1020连接同一条第一驱动线201；位于同一列的触控电极1020连接同一条感应线202；位于同一行指纹识别电极1030连接同一条第二驱动线301；位于同一列的指纹识别电极1030连接同一条读取线302。
需要说明的是，在指纹识别模式时，通过与同一行指纹识别电极1030连接的一条第二驱动线301输入一指纹识别驱动信号，并通过与指纹识别电极1030连接的读取线302读取出指纹识别电极1030与手指指纹的谷和脊之间的电容变化量，根据指纹识别电极1030与手指指纹的谷和脊之间的电容变化量，通过预设算法形成当前指纹图像，在将当前指纹图像与数据库中的预设指纹图像进行比对，实现指纹识别功能。在触控模式时，通过与多行指纹识别电极1030连接的多条第二驱动线301输入同一触控驱动信号，由于各行的第二驱动线301输入的触控驱动信号相同，此时触控单元102中的多个指纹识别电极1030相当于一触控电极1020，通过与多列指纹识别电极1030连接的多条读取线检测指纹识别电极1030与手指之间的电容变化量，根据指纹识别电极1030与手指之间的电容变化量，可以确定出触控发生的位置，实现触控功能。同时，各个触控电极1020呈阵列排布，各个指纹识别电极1030呈阵列排布，可以降低触控基板的布线难度。
可以理解的是，本发明实施例提供的触控基板中的触控结构1021和指纹识别结构1031可以通过互容式电容结构实现，也可以通过自容式电容结构实现，可以提高产品设计的灵活性，可以根据实际需要选择触控结构1021和指纹识别结构1031的电容结构。
可选地，该触控基板还包括芯片单元，芯片单元中集成有指纹信息处理模块和触控信息处理模块；其中，指纹信息处理模块与指纹识别单元103连接；触控信息处理模块与触控单元102连接。
需要说明的是，该触控基板中的芯片单元集成有指纹信息处理模块和触控信息处理模块，可以实现指纹识别功能和触控功能的控制，降低芯片单元的制作成本。
可选地，该触控基板的基底101包括柔性基底。
需要说明的是，该基底101可以为柔性基底，利于触控基板的的折叠与变形，以及可以应用于柔性显示面板，柔性基底的材料可以为聚酰亚胺(PI)或其他的柔性材料。当然，该基底101也可以为非柔性基底，可以根据需要选择基底101的材质。
可选地，本发明实施例提供的触控基板的制作方法可以通过如下步骤实现：
在触控基板的结构设计初期，预先确定出触控单元的区域和指纹识别单元的区域。通过构图工艺，在基底上的相应区域制作第一桥接部和第二桥接部。然后，通过涂布或沉积方式形成一层由透明的有机材料或无机材料构成的层间绝缘层。再通过构图工艺制作第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，形成触控单元和指纹识别单元，同时形成与各个电极连接的走线。最后，通过绑定工艺，将触控单元和指纹识别单元利用各自连接的走线分别与芯片单元中的触控信息处理模块和指纹识别信息处理模块连接，形成具有触控功能和指纹识别功能的触控基板。
图4为本发明实施例提供的一种触控基板的实现原理示意图，如图4所示，首先判断触摸发生在触控单元的区域还是指纹识别的区域。如果触摸发生在指纹触控识别单元的区域，该区域内不具有指纹识别的功能，因此芯片单元中的触控信息处理模块可以直接向对应的触控单元输出触控驱动信号，通过感应线读取触控单元内电容量的变化，可以确定出触控发生的位置，从而实现触控功能。如果触摸发生在指纹识别单元的区域，该区域内不仅具有指纹识别功能，还具有触控识别功能，因此芯片单元需根据应用场景判断出该触摸的类型。如果芯片单元判断出该应用场景为指纹识别场景，则芯片单元中的指纹识别信息处理模块可以根据向对应的指纹识别单元输出指纹识别驱动信号，通过读取线读取指纹识别单元与手指指纹的谷和脊之间的电容变化量，通过预设算法形成当前指纹图像，在将当前指纹图像与数据库中的预设指纹图像进行比对，从而实现指纹识别功能。如果芯片单元判处出该应用场景为触控识别场景，则芯片单元中的触控信息处理模块向对应的指纹识别单元输出触控驱动信号，通过感应线读取触控单元内电容量的变化，可以确定出触控发生的位置，从而实现触控功能。
实施例二
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括如上述实施例提供的触控基板，该显示装置可以为电子纸、智能手机、平板电脑等设备，其实现原理与上述实施例提供的触控基板的实现原理类似，在此不再赘述。
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，位于所述基底上的多个触控单元；其中，
至少部分所述触控单元中的每个所述触控单元包括多个指纹识别单元；
所述指纹识别单元包括指纹识别结构；且在触控模式时，每个触控单元中的各个指纹识别结构复用为所述触控单元中的触控结构。
2.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述触控结构包括：一对第一电极和一对第二电极；其中，
所述一对第一电极通过第一桥接部连接；所述一对第二电极通过第一连接部连接；所述第一桥接部和所述第一连接部交叉设置，且二者之间通过层间绝缘层隔开。
3.根据权利要求2所述的触控基板，其特征在于，所述指纹识别结构包括：一对第三电极和一对第四电极；其中，
所述一对第三电极通过第二桥接部连接；所述一对第四电极通过第二连接部连接；所述第二桥接部和所述第二连接部交叉设置，且二者之间通过层间绝缘层隔开；
所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极、所述第四电极、所述第一连接部、所述第二连接部同层设置，且材料相同；
所述第一桥接部和所述第二桥接部同层设置，且材料相同。
4.根据权利要求3所述的触控基板，其特征在于，各个所述触控结构呈阵列排布；各个所述指纹识别结构呈阵列排布；其中，
位于同一行的触控结构中的第一电极连接同一条第一驱动线；位于同一列的所述触控结构中的第二电极连接同一条感应线；
位于同一行的所述指纹识别结构中的第三电极连接同一条第二驱动线；位于同一列的所述指纹识别结构中的第四电极连接同一条读取线。
5.根据权利要求3所述的触控基板，其特征在于，各个所述触控结构呈阵列排布；各个所述指纹识别结构呈阵列排布；其中，
位于同一行的相邻的所述触控结构中、相邻的所述第一电极为一体结构；
位于同一列的相邻的所述触控结构中、相邻的所述第二电极为一体结构；
位于同一行的相邻的所述指纹识别结构中、相邻的所述第三电极为一体结构；
位于同一列的相邻的所述指纹识别结构中、相邻的所述第四电极为一体结构。
6.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述触控结构包括：触控电极；所述指纹识别结构包括：指纹识别电极；其中，所述触控电极和指纹识别电极同层设置，且材料相同。
7.根据权利要求6所述的触控基板，其特征在于，各个所述触控电极呈阵列排布；各个所述指纹识别电极呈阵列排布；
位于同一行的所述触控电极连接同一条第一驱动线；位于同一列的所述触控电极连接同一条感应线；
位于同一行所述指纹识别电极连接同一条第二驱动线；位于同一列的所述指纹识别电极连接同一条读取线。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的触控基板，其特征在于，还包括芯片单元，所述芯片单元中集成有指纹信息处理模块和触控信息处理模块；其中，
所述指纹信息处理模块与所述指纹识别单元连接；
所述触控信息处理模块与所述触控单元连接。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的触控基板，其特征在于，所述基底包括柔性基底。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的触控基板。
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