CN107908034A - 一种阵列基板、触控显示面板和触控显示面板驱动方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种阵列基板、触控显示面板和触控显示面板驱动方法，所述阵列基板，在衬底的显示区预设区域内包括多个指纹检测区，衬底上还包括多条指纹扫描线，指纹检测区内的指纹感测单元通过第一开关管与指纹扫描线相连，每条指纹扫描线与每条扫描线均通过选通单元连接至栅极扫描电路，使得指纹检测区在第一时间段用于显示，在第二时间段用于指纹检测。也即，本发明中新增指纹扫描线，并通过选通单元与栅极扫描电路，使得指纹检测区的指纹感测单元的控制能够复用栅极扫描电路，从而避免新增指纹控制电路，使得阵列基板的电路简化，进而无需占用非显示区域的面积。

Description

一种阵列基板、触控显示面板和触控显示面板驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板、触控显示面板和触控显示面板驱动方法。

背景技术

随着多媒体技术的发展，智能手机、平板电脑等便携式电子装置已经成为了人们生活中必备的工具，其中经常储存有使用者的重要个人信息。因此，这类产品在使用中有必要设置一定的身份认证和权限管理措施，对其中储存的信息加以保护，以防止使用者的个人信息被不慎泄露或盗取。

在现有的身份认证方法中，指纹识别(Fingerprint Identification)是一种较为先进，且得到广泛应用的方法。由于每个人的指纹都是独一无二的，因此指纹识别认证方法的安全性很高，并且使用起来也很方便。

目前，大多具有指纹识别功能的电子设备，通常在电子设备的正面盖板的非显示区或背面盖板上增加设置指纹识别传感器，同时，在驱动电路部分增加指纹识别控制电路，控制所述指纹识别传感器工作，实现指纹识别功能。但这造成电子设备的电路复杂化，且非显示区域的占用面积增加。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种阵列基板、触控显示面板和触控显示面板驱动方法，以解决现有技术中指纹识别需要增加指纹识别控制电路，造成电子设备的电路复杂化，且非显示区域占用面积增加的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种阵列基板，包括：

衬底，所述衬底包括显示区；

位于所述衬底上的多条扫描线和多条数据线，多条所述扫描线和多条所述数据线交叉且绝缘设置限定出多个呈矩阵排列的子像素；

位于所述衬底上呈阵列布置的多个触控电极，所述触控电极包括位于所述显示区内预设区域的多个第一电极和位于所述显示区内其余区域的多个第二电极，每个所述第一电极和每个所述第二电极的面积相同；

位于所述衬底上的多条指纹扫描线，所述指纹扫描线与所述扫描线平行设置，多条所述指纹扫描线和多条所述数据线交叉且绝缘设置限定出所述预设区域的所述子像素；

所述预设区域分为多个指纹检测区；

与所述指纹检测区一一对应设置的第一开关管，每个所述第一开关管的第一端与一个指纹感测单元相连；所述第一开关管的第二端与一条提供指纹检测信号的数据线连接，所述第一开关管的控制端与一条所述指纹扫描线相连，控制所述第一开关管的第一端和第二端是否导通；

栅极扫描电路；

其中，每条所述指纹扫描线与每条所述扫描线均通过选通单元连接至所述栅极扫描电路，使得所述指纹检测区在第一时间段用于显示，在第二时间段用于指纹检测。本发明还提供一种触控显示面板，包括：相对设置的阵列基板以及彩膜基板；

设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的显示介质；

其中，所述阵列基板为上面任意一项所述的阵列基板。

本发明还提供一种触控显示面板的驱动方法，用于驱动上面所述的触控显示面板，所述触控显示装置包括：交叉且绝缘设置限定出多个呈矩阵排列的子像素的多条扫描线和多条数据线；

位于所述触控显示装置的显示区内预设区域的多个第一电极和位于所述显示区内其余区域的多个第二电极，每个所述第一电极和每个所述第二电极的面积相同；

多条指纹扫描线，多条所述指纹扫描线和多条所述数据线交叉且绝缘设置限定出所述预设区域的所述子像素；

所述驱动方法包括：

在所述第一时间段，向各行所述扫描线提供显示信号；

在所述第二时间段，向各行所述指纹扫描线提供指纹检测信号。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的阵列基板，在衬底的显示区预设区域内包括多个指纹检测区，所述衬底上还包括多条指纹扫描线，所述指纹检测区内的指纹感测单元通过第一开关管与指纹扫描线相连，每条指纹扫描线与每条扫描线均通过选通单元连接至栅极扫描电路，使得所述指纹检测区在第一时间段用于显示，在第二时间段用于指纹检测。也即，本发明中新增指纹扫描线，并通过选通单元与栅极扫描电路，使得指纹检测区的指纹感测单元的控制能够复用栅极扫描电路，从而避免新增指纹控制电路，使得阵列基板的电路简化，进而无需占用非显示区域的面积。

本发明还提供一种包括上述阵列基板的触控显示面板和触控显示面板的驱动方式，能够实现指纹检测的同时，不增加控制电路的复杂性，减少了非显示区域的占用面积。

附图说明

为了更清楚地说明本发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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种阵列基板结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种阵列基板上触控电极分布示意图；

图3为本发明实施例提供的选通单元结构示意图；

图4为本发明实施例提供的选通单元工作时序图；

图5为本发明实施例提供的基于图1所示阵列基板的驱动时序图；

图6为本发明实施例提供的另一种阵列基板结构示意图；

图7为本发明实施例提供的基于图6所示阵列基板的驱动时序图；

图8为本发明实施例提供的又一种阵列基板结构示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种阵列基板结构示意图；

图10为本发明实施例提供的基于图9所示阵列基板的驱动时序图；

图11为本发明实施例提供的又一种阵列基板结构示意图；

图12为本发明实施例提供的基于图11所示阵列基板的驱动时序图；

图13为本发明实施例提供的一种阵列基板实例示意图；

图14为本发明实施例提供的另一种阵列基板实例示意图；

图15为本发明实施例提供的又一种阵列基板结构示意图；

图16为本发明实施例提供的另一种阵列基板触控电极示意图；

图17为本发明实施例提供的一种阵列基板剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1和图2，本发明提供一种阵列基板100，包括：衬底，衬底包括显示区；位于衬底上的多条扫描线LCD_Gate和多条数据线Data，多条扫描线LCD_Gate和多条数据线Data交叉且绝缘设置限定出多个呈矩阵排列的子像素。位于衬底上呈阵列布置的多个触控电极，触控电极包括位于显示区内预设区域10的多个第一电极11和位于显示区内其余区域的多个第二电极12，每个第一电极11和每个第二电极12的面积相同。

本实施例中阵列基板100上还包括位于衬底上的多条指纹扫描线，如图1中的FPR_Gate所示，指纹扫描线FPR_Gate与扫描线LCD_Gate平行设置，多条指纹扫描线FPR_Gate和多条数据线Data交叉且绝缘设置限定出预设区域10的子像素。如图1所示，子像素包括子像素开关管，子像素开关管的漏极连接像素电极，所述像素电极与阵列基板的公共电极，形成存储电容，需要说明的是，本实施例中图1中所示的RGB并不是像素电极，仅表示其所在子像素的颜色。

预设区域10分为多个指纹检测区；与指纹检测区一一对应设置的第一开关管T1，每个第一开关管T1的第一端与一个指纹感测单元相连；第一开关管T1的第二端与一条提供指纹检测信号的数据线Fx连接，第一开关管T1的控制端与一条指纹扫描线FPR_Gate相连，控制第一开关管T1的第一端和第二端是否导通。

为方便说明，以下本发明所有实施例中，预设区域为第i行到第j行子像素。

阵列基板100还包括：栅极扫描电路13；其中，每条指纹扫描线FPR_Gate与每条扫描线LCD_Gate均通过选通单元141连接至栅极扫描电路13，使得指纹检测区在第一时间段用于显示，在第二时间段用于指纹检测。指纹检测区外的子像素仅连接至扫描线LCD_Gate，并通过扫描线LCD_Gate选通单元142直接连接至栅极扫描电路13。栅极扫描电路13通过选通单元141选择性使指纹检测区的指纹感测单元在第一时间段控制对应的子像素显示画面，在第二时间段用于指纹检测；通过选通单元142控制第二电极在第一时间段显示，在第二时间段用于触控。

本实施例中不限定选通单元141的具体结构，只要能够实现栅极扫描电路13分时控制扫描线LCD_Gate和指纹扫描线FPR_Gate即可。可选地，本实施例中选通单元141，包括：两组开关管组，每组开关管组均包括一个P型开关管和一个N型开关管；P型开关管的第一端和N型开关管的第一端相连，并连接至指纹扫描线FPR_Gate或扫描线LCD_Gate；P型开关管的第二端连接低电平电源；N型开关管的第二端连接栅极扫描电路13；P型开关管的控制端和N型开关管的控制端相连，用于控制P型开关管的第一端和第二端是否导通，以及控制N型开关管的第一端和第二端是否导通。

需要说明的是，本实施例中所述P型开关管的第二端连接低电平，所述N型开关管的第二端连接栅极扫描电路13，从而能够分别为扫描线LCD_Gate或指纹扫描线FPR_Gate提供低电平和高电平，所述高电平来源于栅极扫描电路13，用于子像素显示或指纹感测单元进行指纹识别；所述低电平来源于图3中所示的低电平电源VGL，用于为扫描线LCD_Gate或指纹扫描线FPR_Gate提供低电平，拉低扫描线LCD_Gate或指纹扫描线FPR_Gate上的电压进行复位，以便后续高电平的再次写入。采用开关管组的方式，能够瞬时给扫描线LCD_Gate或指纹扫描线FPR_Gate提供高电平或低电平，以便于子像素的显示和指纹检测的切换。

另外，需要说明的是，本实施例中不限定扫描线LCD_Gate或指纹扫描线FPR_Gate的开启顺序，两者开启顺序可以交换，从而可以实现阵列基板的正扫和反扫两种扫描方式。

本实施例中不限定开关管的具体类型，只要能够实现开关的作用即可，可选的，所述开关管为MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物-半导体场效晶体管)，如图3所示，本实施例中每个选通单元141由一个PMOS晶体管(栅极带圆圈)和一个NMOS晶体管(栅极不带圆圈)组成。

如图4所示，为栅极驱动电路时钟信号输出方式，其中，CKV1和CKV2是栅极扫描电路(VSR电路)13原有时钟信号，使得VSR电路的输出信号Gout逐级向下传递。每个选通单元141中的两个MOS管的栅极都接到扫描时钟信号线CKGL或指纹扫描时钟信号线CKGF上，当扫描时钟信号线CKGL上的时钟信号为高电平信号时，控制开关管组内的NMOS管导通，从而为扫描线LCD_Gate加电压，进行扫描，当扫描时钟信号线CKGL上的时钟信号为低电平信号时，控制开关管组内的PMOS管导通，将扫描线LCD_Gate上的电压拉低，进行复位；当指纹扫描时钟信号线CKGF上的时钟信号为高电平信号时，控制开关管组内的NMOS管导通，从而为指纹扫描线FPR_Gate加电压，进行指纹检测和触控，当指纹扫描时钟信号线CKGF上的时钟信号为低电平信号时，控制开关管组内的PMOS管导通，将指纹扫描线FPR_Gate上的电压拉低，进行复位，从而实现阵列基板的显示、指纹识别、触控等功能。

本实施例中不限定指纹检测区的大小，需要说明的是，每个指纹检测区的面积越小，指纹识别精度越高，而且发明人经过检测得到，若指纹检测区的面积与指纹的波纹相比大很多，则无法实现指纹检测。

但同时考虑到目前指纹检测制作工艺，本发明的一个实施例中，可选地，所述指纹检测区的面积与每个子像素的面积相同，也即，每个所述指纹检测区对应一个子像素。具体请参见图1所示，阵列基板还包括多条指纹数据线Fx；多条指纹数据线Fx与数据线Data平行设置；且多条指纹数据线Fx与指纹扫描线FPR_Gate交叉且绝缘设置，限定出位于第一电极11在衬底上的投影内的子像素；指纹数据线Fx通过第一开关管T1的第二端向指纹感测单元提供指纹信号。

需要说明的是，本实施例中每个子像素的数据线通过多路分配器(demux)连接至一个信号源，从而能够节省数据驱动电路占用的空间。如图1中所示，第一信号源Source1通过demux连接至三个数据线信号输入端，第二信号源Source2也通过demux连接至三个指纹数据线的信号输入端；通过对各条时钟控制信号线(CKHR、CKHG、CKHB、CKHF)加载时钟脉冲信号，使得对应数据线或指纹数据线连通，从而给数据线提供数据信号，进行子像素的显示或指纹感测单元的指纹检测。

本发明实施例中，所述指纹检测区中的子像素中的开关管通过扫描线和数据线提供信号，控制子像素的显示。第一开关管通过指纹扫描线和指纹数据线提供信号，进行指纹检测，其中，扫描线与指纹扫描线上的信号通过选通单元141分时被选通，使得第一时间段指纹感测单元对应的子像素用于显示，第二时间段该部分指纹感测单元用于指纹检测。

具体地，请参见图5所示，为本发明实施例提供的驱动方法时序控制示意图；需要说明的是，本发明实施例提供的驱动方法基于图1所示的阵列基板，所述阵列基板上包括多个呈阵列排布的子像素，所述阵列基板包括：沿数据线延伸方向(也即图1中的竖直方向)依次排布的多个子像素行，每个子像素行均包括依次重复排布的第一子像素、第二子像素和第三子像素，本发明中不限定所述第一子像素、第二子像素和第三子像素的具体颜色，本实施例中以第一子像素为红色子像素、第二子像素为绿色子像素、第三子像素为蓝色子像素为例进行说明。也即如图1所示，每行均包括红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B；相邻两行的相同颜色的子像素位置对应。

本发明实施例中阵列基板上的子像素的排布方式还可以是其他方式，本实施例中对此不做限定，只要驱动方法与子像素的排布对应设置即可。

基于上述阵列基板上的像素排布，本发明实施例提供的驱动方法，包括：

在指纹检测区域外，通过选通单元142(请参见图1)为扫描线Gate n上施加正常的扫描信号，在第n行扫描线上施加扫描信号后，通过依次为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B所连接的数据线提供数据信号，也即给时钟控制信号线CKHR、CKHG、CKHB依次加载时钟脉冲信号，当其为高电平时，使得对应的多个子像素进行显示。

在指纹检测区内，通过选通单元141(请参见图1)分别为指纹扫描线FPR_Gate和扫描线LCD_Gate分时提供扫描信号，需要说明的是，本实施例中通过选通单元将之前的扫描时间分开为显示扫描和指纹识别时间，如图5中所示，指纹检测区外的扫描线Gate n上的扫描时间为T，同时，指纹扫描线FPR_Gate和扫描线LCD_Gate分时提供高电平的时间总和为T，本实施例中将原来的扫描时间划分为第一时间段和第二时间段，其中第一时间段用于子像素的显示，第二时间段用于指纹识别。

具体地，如图5中所示，在第一时间段，为扫描线LCD_Gate i、LCD_Gate(i+1)……LCD_Gate j线上加扫描信号，同时依次为时钟控制信号线CKHR、CKHG、CKHB上加载时钟脉冲信号，连通对应数据线，为各子像素的开关管所连接的数据线Data提供数据信号，使得各个颜色子像素用于显示，本实施例中所述第一时间即为LCD_Gate i、LCD_Gate(i+1)、LCD_Gate j上为高电平的时间。在第二时间段，为指纹扫描线FPR_Gate i、FPR_Gate(i+1)……FPR_Gate j线上加扫描信号，同时对时钟控制信号线CKHF加载时钟脉冲信号，为指纹数据线Fx上提供指纹检测信号，使得第一开关管T1打开，从而实现指纹检测。

本发明实施例中，每个指纹检测区对应一个子像素，通过在预设区域内增加设置指纹扫描线和指纹数据线，指纹扫描线和指纹数据线交叉绝缘设置限定一个子像素，并通过选通单元分时为指纹扫描线和扫描线提供信号，使得指纹检测区在第一时间段用于显示，在第二时间段用于指纹检测。

本实施例中栅极扫描电路中仅增加了一组开关管，并通过改变驱动方法，就能够实现显示区域的指纹检测，并未新增对应的指纹检测电路，从而相对于现有技术中的指纹检测电路更加简化。

需要说明的是，在上述发明构思基础上，为了避免增加指纹数据线的使用，可选的，本发明实施例还提供另一种驱动方法，使得将子像素的数据线复用作指纹数据线，仅通过增加指纹扫描线和选通单元，即可实现指纹检测，从而进一步简化控制电路，避免非显示区域的占用。

具体如图6所示，与上一实施例相同的，阵列基板上每个指纹检测区对应一个子像素，与上一实施例不同的是，本实施例中每个第一开关管T1的源极连接对应的子像素的数据线Data上，通过时序控制，使得所述数据线Data分时用作数据线和指纹数据线。

对应的驱动方法，如图7所示，所述驱动方法，包括：

在指纹检测区域外，通过选通单元142(请参见图1)为扫描线Gate n上施加正常的扫描信号，在第n行扫描线上施加扫描信号后，通过依次为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B所连接的数据线提供数据信号，也即给时钟控制信号线CKHR、CKHG、CKHB依次加载时钟脉冲信号，当其为高电平时，使得对应的多个子像素进行显示。

在指纹检测区内，通过选通单元141(请参见图1)分别为指纹扫描线FPR_Gate和扫描线LCD_Gate分时提供扫描信号，需要说明的是，本实施例中同样的，通过选通单元将之前的扫描时间分开为显示扫描和指纹识别时间，如图7中所示，指纹检测区外的扫描线Gate n上的扫描时间为T，同时，指纹扫描线FPR_Gate和扫描线LCD_Gate分时提供高电平的时间总和为T，本实施例中将原来的扫描时间划分为第一时间段和第二时间段，其中第一时间段用于子像素的显示，第二时间段用于指纹识别。

具体地，如图7中所示，在第一时间段，为扫描线LCD_Gate i、LCD_Gate(i+1)……LCD_Gate j线上加扫描信号，同时依次为时钟控制信号线CKHR、CKHG、CKHB上加载时钟脉冲信号，连通对应数据线，为各子像素的开关管所连接的数据线Data提供数据信号，使得各个颜色子像素用于显示，本实施例中所述第一时间即为LCD_Gate i、LCD_Gate(i+1)……LCD_Gate j上为高电平的时间。

由于本实施例中将数据线复用作指纹数据线，因此，在第二时间段，为指纹扫描线FPR_Gate i、FPR_Gate(i+1)……FPR_Gate j线上加扫描信号，同时依次为时钟控制信号线CKHR、CKHG、CKHB上加载时钟脉冲信号，连通对应数据线，本实施例中数据线Data也即指纹数据线Fx，为指纹数据线Fx上提供指纹检测信号，使得第一开关管T1打开，从而实现指纹检测。

本发明的再一实施例中，所述指纹检测区还可以对应两个子像素，此时，将部分数据线复用作指纹数据线，同样可以实现本发明中所述的将预设区域在第一时间段用于显示，第二时间段用于指纹检测。

请参见图8，阵列基板上每个指纹检测区26的面积与两个子像素的面积相同，也即，每个指纹检测区26对应同一行中两个相邻的子像素，分别为第一子像素261和第二子像素262，指纹扫描线FPR_Gate与第二子像素262列对应的数据线Data交叉且绝缘设置，限定出多个指纹检测区26。

本实施例中，基于现有的子像素排布方式，仅通过增加第一开关管和指纹扫描线，无需增加设置指纹数据线，使第一开关管的第二端连接第一子像素261所在列的数据线，第一子像素261所在列的数据线通过第一开关管T2的第二端向指纹感测单元提供指纹信号，也即本实施例中第一子像素261所在列的数据线Data即为指纹数据线Fx。通过分时复用第一子像素261所在列的数据线，实现指纹检测。

需要说明的是，本实施例中不限定所述第一子像素和所述第二子像素的具体颜色，可选的，子像素的排布方式与上一实施例的排布方式相同，可参见图1所示子像素排布方式。针对不同的子像素排布方式可以提供不同的驱动方法配合控制，实现本发明的目的。

如图8所示的阵列基板，由于每行中，第一开关管T2复用的都是第一子像素261所在列的数据线，而第一子像素261在每个指纹检测区的颜色不同，在某一列为红色子像素R、在后一列变成蓝色子像素B，再后一列为绿色子像素G，因此，本发明实施例提供的驱动方法中，进行指纹检测时，需要为对应的数据线(也即指纹数据线Fx)提供指纹数据信号，需要依次为时钟控制信号线CKHR、CKHG、CKHB上加载时钟脉冲信号，连通对应数据线，基于此，本实施例中提供的驱动方法与上一实施例中的驱动方法相同，因此，可以参见图7所示，本实施例中对此不做详细赘述。

需要说明的是，本实施例中还可以将第一开关管T2的源极连接至第二子像素262所在列的数据线上，其对应的驱动方法与连接到第一子像素261所在列的数据线上的原理相似，本实施例中对此不做详细赘述。

本发明的再一实施例中提供一种阵列基板，请参见图9所示，阵列基板上每个指纹检测区38的面积与三个子像素的面积相同，也即，每个指纹检测区38对应同一行中三个相邻的子像素，分别为第三子像素381、第四子像素382和第五子像素383；指纹扫描线FPR_Gate与第五子像素383列对应的数据线交叉且绝缘设置，限定出多个指纹检测区38。

需要说明的是，与上面每个指纹检测区对应一个子像素，以及对应两个子像素时，复用数据线相同的，本实施例中第一开关管T3的第二端可以连接至第三子像素381、第四子像素382和第五子像素383任意一个所在列的数据线上，如图9所示，第四子像素382所在列的数据线通过第一开关管T3的第二端向指纹感测单元提供指纹信号，本实施例中，第四子像素382所在列的数据线Data即为指纹数据线Fx。通过分时复用第四子像素382所在列的数据线，实现指纹检测。

由于本实施例中，所有第一开关管T3的第二端均连接第四子像素382所在列的数据线上，且第四子像素382在每个指纹检测区中的颜色相同，因此，对应图9所示阵列基板，本实施例中提供的驱动方法，如图10所示，包括：

在指纹检测区外的驱动方法与上面实施例中的驱动方法相同，本实施例中对此不做赘述。

在指纹检测区内，在第一时间段，为扫描线LCD_Gate i、LCD_Gate(i+1)、LCD_Gatej线上加扫描信号，同时依次为时钟控制信号线CKHR、CKHG、CKHB上加载时钟脉冲信号，连通对应数据线，为各子像素的开关管所连接的数据线Data提供数据信号，使得各个颜色子像素用于显示，本实施例中所述第一时间即为LCD_Gate i、LCD_Gate(i+1)、LCD_Gate j上为高电平的时间。

在第二时间段，为指纹扫描线FPR_Gate i、FPR_Gate(i+1)……FPR_Gate j线上加扫描信号，同时对时钟控制信号线CKHG加载时钟脉冲信号，为第四子像素382所在列的数据线线，也即指纹数据线Fx上提供指纹检测信号，使得第一开关管T3打开，从而实现指纹检测。

需要说明的是，本发明实施例中还可以将第一开关管T3的源极连接至第三子像素381所在列的数据线上或者第五子像素383所在列的数据线上，其对应的驱动方法与连接到第四子像素382所在列的数据线上原理相似，本实施例中对此不做详细赘述。

另外，本发明实施例还可以通过重新布局子像素的开关管的连接方式，使得相邻两个子像素共用一条数据线，从而节省出一条数据线，用作指纹数据线，能够实现分时显示和指纹检测。

请参见图11所示，子像素的布局方式与图9所示的子像素排布方式相同，不同的是第五子像素383中开关管的连接方式不同，具体地，预设区域包括阵列基板上的第i行到第j行子像素，其中，i小于j，且i、j均为正整数；在每个指纹检测区38内，第i行中的第三子像素381开关管的控制端和第四子像素382开关管的控制端连接第i行扫描线；第i行中的第五子像素383开关管的控制端连接第i+1行指纹扫描线；第三子像素381开关管的第一端连接第三子像素381所在列的数据线；第四子像素382开关管的第一端与第五子像素383开关管的第一端均连接至第四子像素382所在列的数据线；第i行第一开关管T3的控制端连接第i行指纹扫描线；第五子像素383所在列的数据线通过第一开关管T3的第二端向指纹感测单元提供指纹信号。

需要说明的是，本实施例中不限定所述第三子像素、第四子像素和所述第五子像素的具体颜色，可选的，子像素的排布方式与上面实施例的排布方式相同，可参见图1所示子像素排布方式。

对应地，本发明实施例提供的驱动方法，如图12所示，本实施例中将第四子像素382和第五子像素383的开关管的源极均连接至第四子像素382所在列的数据线上，使得第四子像素382所在列的数据线分时控制第四子像素382和第五子像素383的显示。将第五子像素所在列的数据线用作指纹数据线Fx，因此，本实施例中，在指纹检测区内，只有当指纹数据线Fx上有数据信号提供时，也即为时钟控制信号线CKH1提供时钟脉冲信号时，才进行指纹识别，为其他数据线Data1和数据线Data2上提供数据信号时，均为显示信号。所述显示面板的驱动方法包括：

在指纹检测区域外，通过选通单元142(请参见图1)为扫描线Gate k上施加正常的扫描信号，在第n行扫描线上施加扫描信号后，通过依次为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B所连接的数据线提供数据信号，也即给时钟控制信号线CKH2、CKH3、CKH1依次加载时钟脉冲信号，当其为高电平时，使得对应的多个子像素进行显示。

在指纹检测区内，通过选通单元141(请参见图1)分别为指纹扫描线FPR_Gate和扫描线LCD_Gate分时提供扫描信号，具体地，如图12中所示，在第一时间段，为扫描线LCD_Gate i、LCD_Gate i+1……LCD_Gate j线上加扫描信号，同时为对应的数据线连接的时钟控制信号线CKH1、CKH2和CKH3上加载时钟脉冲信号，使得对应的子像素点亮，用于显示。

具体地，请同时参见图11和图12，当扫描线LCD_Gate i上有扫描信号时，也即高电平时，依次为时钟控制信号线CKH2和CKH3加载时钟脉冲信号，连通CKH2控制的数据线Data1和CKH3控制的数据线Data2，分别将第i行中的红色子像素R和绿色子像素G点亮用于显示。下面扫描线LCD_Gate(i+1)至扫描线LCD_Gate j的扫描方法同理，本实施例中不进行详细说明。

由于第i行的第五子像素383的开关管的栅极连接至FPR_Gate(m+1)行上，因此，第i行的第五子像素383点亮时，是给指纹扫描线FPR_Gate(i+1)提供扫描信号的，再为时钟控制信号线CKH3加载时钟脉冲信号，连通CKH3控制的数据线Data2，从而为第五子像素383充电，用于显示。

由于第一开关管T3均连接至指纹数据线Fx上，因此，在第二时间段，给指纹扫描线FPR_Gate i、FPR_Gate(i+1)……FPR_Gate j提供扫描信号时，为时钟控制信号线CKH1加载时钟脉冲信号，连通CKH1控制的指纹数据线Fx，给指纹数据线Fx提供数据信号，即可进行指纹识别。

本实施例中显示面板中用于显示的第一时间段为图12中的子像素(R、B、G)的充电时间，用于指纹识别的第二时间段为图12中的指纹感测单元F的充电时间。

本实施例中通过重新布局子像素的控制电路连接方式，使得能够空余出一条数据线，用作指纹识别数据线，从而能够进一步简化显示面板的控制电路。

需要说明的是，以上所有实施例中不限定预设区域的形状，可以是规则的矩形区域，也可以是不规则的形状，具体根据实际指纹检测区的需求而设置。如图13所示，为实现在输入密码的同时，能够进行指纹检测，从而实现双重认证，可选的，将显示装置200的显示区内用于输入数字密码的区域设置为预设区域210，即预设区域210包括0～9数字覆盖的指纹检测区，其余区域为第二电极覆盖的非指纹识别区域220。另外，如图14所示，若显示装置的显示区的密码输入为手势密码，则仅需要9个位置，通过手指滑动画出路径，用于解锁，本发明中还可以将显示装置300的9个圆圈位置设置为预设区域310，剩余区域为第二电极覆盖的非指纹检测区域。对应的，指纹检测区在第一时间段用于显示，在第二时间段用于指纹检测。

以上所有实施例中，同样不限定指纹检测的方式，根据指纹采集、输入方式的不同，目前广泛应用并被熟知的指纹识别技术有：光学识别和电容式识别等。

光学识别是在阵列基板上用多晶硅制成P-I-N结作为光感传感器，当有光照射时，P-I-N结之间会有漏流产生。手指凹纹和凸纹的折射率不同，光反射量不同，甚至会有全反现象。不同位置光量不同，产生的漏流大小也不同。故可以通过电流的差异来检测指纹特性。可选的，本发明中所述指纹感测单元为光学指纹检测单元，如图15所示，所述指纹感测单元包括光敏二极管D1、存储电容Cst；光敏二极管D1的正极与存储电容Cst的第一电极电连接，负极与存储电容Cst的第二电极以及第一开关的一极电连接；光敏二极管D1包括位于正极和负极之间的PIN结；指纹感测单元在衬底上的投影与指纹检测区重叠。

本发明实施例中不限定光敏二极管的正极与负极的位置，光敏二极管的正极与负极均可以与阵列基板上的子像素的开关管的源漏极同层设置，也可以不同层设置。只要光敏二极管的正极的大小与指纹检测区的大小相同，能够实现指纹识别即可。

另外，本发明其他实施例中，还可以将第一电极分割成为多个第一子电极，光敏二极管的正极复用所述第一子电极，光敏二极管的负极与阵列基板上的开关管的源漏极同层设置，从而简化阵列基板的布局。

需要说明的是，当光敏二极管复用第一子电极时，显示区用于显示时，第一子电极与第二电极均用于显示，本发明实施例中，第一电极和第二电极在所述第一时间段内还可以复用作公共电极，从而实现显示。指纹识别时，第一子电极用作指纹感测单元中光敏二极管的正极，在触控时，多个第一子电极为一个整体的作用以及第二电极的作用，与现有的阵列基板上的触控电极的作用相同。

需要说明的是，光学识别由于光不能穿透皮肤表层(死性皮肤层)，所以只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮层。在这种情况下，手指表面的干净程度，直接影响到识别的效果。如果用户手指上粘了较多的灰尘，可能就会出现识别出错的情况。

而电容式识别是采用电容传感器感知手指表面的微小电导率变化。手指皮肤的最外层是不导电的，而指纹里面的皮下层是导电的。当手指按在传感器上时，传感器会测量出指纹引起的极小的电导率变化信号，然后用这些测得的信号形成指纹的图像，电容式识别大大提高了指纹识别的安全性。

为进一步提高安全性，本发明所有实施例中的指纹感测单元为自容式指纹检测单元。本发明实施例中，可选的，如图16所示，第一电极包括多个第一子电极111；指纹感测单元即为第一子电极111，第一子电极111在衬底上的投影与指纹检测区重叠。在本实施例中，将预设区域的第一电极分割为多个第一子电极111，作为指纹感测单元使用。

为方便说明，本发明实施例以数字输入密码处为指纹感测区为例进行说明，将现有架构中密码输入区的第一电极分割成为若干块，用于自容式的指纹识别。

例如，现有架构中第一电极的个数为18*30＝540，以5.46英寸的全高清屏幕为例，每个第一电极的大小约为3.8mm*4.0mm。每个第一电极对应的面积包含60*64＝3840个子像素。

假设每个手指指纹识别区所需要的大小为10mm*10mm左右，每个第一电极的大小约为3.8mm*4.0mm，则需要将近9个第一电极作为一个手指指纹识别区。而0～9为十个数字区域，则需要将现有架构中的9*10＝90个第一电极进行分割为多个第一子电极，从而用于自容式指纹识别。

本示例中不限定第一子电极的大小，上面实施例中已经说明，所述指纹感测单元可以对应1、2或3个子像素。因此，本示例中所述第一子电极的大小可以与显示屏的显示区的一个子像素的大小一致，也可以覆盖两个子像素或者3个子像素。为了使得所述指纹识别精度较高，本示例中，所述一个第一子电极的大小与一个所述子像素的大小一致，这样能够满足电容式指纹凹凸纹的物理特性以及不增加现有IC的要求。

需要说明的是，自容式指纹检测中，由于将第一电极分割为多个子电极用于指纹检测，但同时多个第一子电极还用于触控，具体的，在指纹感测过程中，收集多个第一子电极上的指纹信号，将多个第一子电极上的指纹信号通过指纹数据线传输至显示面板的处理芯片IC中，进行计算可以获知第一电极的触控信号，从而实现触控功能。

同样地，在显示面板的显示时间内，也即第一时间段内，第一子电极和第二电极还能够复用作公共电极，用于子像素的显示。

请参见图17所示，为本发明实施例提供的阵列基板剖面示意图；其中，阵列基板包括控制指纹感测单元进行指纹识别的第一开关管，所述第一开关管包括：源极T11、漏极T12和栅极T13，还有用于控制子像素显示的子像素开关管，所述子像素开关管包括：源极Tp1、漏极Tp2和栅极Tp3；以及第一子电极111、与第一子电极111形成存储电容Cstl的电极层ITO1；其中，第一开关管的源极T11与指纹数据线(图中未示出)相连，漏极T12与被分割的第一子电极111相连，栅极T13连接指纹扫描线(图中未示出)，用于在第二时间段内控制第一子电极进行指纹检测；子像素开关管的源极Tp1与数据线相连，漏极Tp2同样与第一子电极111相连，用于在第一时间段内控制子像素进行显示。

本发明另一实施例在上述阵列基板基础上，还提供一种触控显示面板，包括相对设置的阵列基板以及彩膜基板；设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的显示介质，本实施例中所述阵列基板为上面实施例中所述的阵列基板。

需要说明的是，本实施例中不限定所述显示介质的材质，可选的，所述显示介质为液晶。

另外，本发明实施例还提供一种触控显示面板的驱动方法，用于驱动上面所述的触控显示面板，所述触控显示装置包括：交叉且绝缘设置限定出多个呈矩阵排列的子像素的多条扫描线和多条数据线；位于所述触控显示装置的显示区内预设区域的多个第一电极和位于所述显示区内其余区域的多个第二电极，每个所述第一电极和每个所述第二电极的面积相同；多条指纹扫描线，多条所述指纹扫描线和多条所述数据线交叉且绝缘设置限定出所述预设区域的所述子像素；

所述驱动方法包括：在所述第一时间段，向各行所述扫描线提供显示信号；在所述第二时间段，向各行所述指纹扫描线提供指纹检测信号。

需要说明的是，给扫描线提供显示信号和给指纹扫描线提供指纹检测信号时，还可以采用正反扫描的方式，即上面图7(或图9)所示的序图中，可以由第i行(或第m行)依次给信号，逐渐扫到第j行(或第n行)，还可以由第j行(或第n行)依次给信号，逐渐扫到第i行(或第m行)，本实施例中对此不做限定，驱动方法原理相同，本实施例对此不做详细赘述。

本发明触控显示装置除了能够实现图像显示还可以在预定区域实现指纹检测，在显示装置中集成了指纹检测功能，具有较好的集成度，对于包括显示装置的电子设备而言，无需再单独设置一个指纹检测装置，可以减小指纹检测装置占据的空间和重量，进一步缩小电子设备的成本。同样避免了单独使用时，需要额外对位组装工艺，或者灰尘、水渍等进入安装孔，造成识别灵敏度降低的问题。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (19)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底包括显示区；

位于所述衬底上的多条扫描线和多条数据线，多条所述扫描线和多条所述数据线交叉且绝缘设置限定出多个呈矩阵排列的子像素；

位于所述衬底上呈阵列布置的多个触控电极，所述触控电极包括位于所述显示区内预设区域的多个第一电极和位于所述显示区内其余区域的多个第二电极，每个所述第一电极和每个所述第二电极的面积相同；

位于所述衬底上的多条指纹扫描线，所述指纹扫描线与所述扫描线平行设置，多条所述指纹扫描线和多条所述数据线交叉且绝缘设置限定出所述预设区域的所述子像素；

所述预设区域分为多个指纹检测区；

与所述指纹检测区一一对应设置的第一开关管，每个所述第一开关管的第一端与一个指纹感测单元相连；所述第一开关管的第二端与一条提供指纹检测信号的数据线连接，所述第一开关管的控制端与一条所述指纹扫描线相连，控制所述第一开关管的第一端和第二端是否导通；

栅极扫描电路；

其中，每条所述指纹扫描线与每条所述扫描线均通过选通单元连接至所述栅极扫描电路，使得所述指纹检测区在第一时间段用于显示，在第二时间段用于指纹检测。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述选通单元包括：

两组开关管组，每组开关管组均包括一个P型开关管和一个N型开关管；

所述P型开关管的第一端和所述N型开关管的第一端相连，并连接至所述指纹扫描线或所述扫描线；

所述P型开关管的第二端连接低电平电源；

所述N型开关管的第二端连接所述栅极扫描电路；

所述P型开关管的控制端和所述N型开关管的控制端相连，用于控制所述P型开关管的第一端和第二端是否导通，以及控制所述N型开关管的第一端和第二端是否导通。

3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，每个所述指纹检测区对应的所述子像素个数为1个或2个或3个。

4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，每个所述指纹检测区对应一个所述子像素。

5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，还包括多条指纹数据线；多条所述指纹数据线与所述数据线平行设置；且多条所述指纹数据线与所述指纹扫描线交叉且绝缘设置，限定出位于所述第一电极在所述衬底上的投影内的所述子像素；

所述指纹数据线通过所述第一开关管的第二端向所述指纹感测单元提供指纹信号。

6.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，在每个所述指纹检测区内，所述子像素的数据线通过所述第一开关管的第二端向所述指纹感测单元提供指纹信号。

7.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，每个所述指纹检测区对应同一行中两个相邻的所述子像素，分别为第一子像素和第二子像素，所述指纹扫描线与所述第二子像素列对应的数据线交叉且绝缘设置，限定出多个所述指纹检测区。

8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，

在每个所述指纹检测区内，所述第一子像素或所述第二子像素的数据线通过所述第一开关管的第二端向所述指纹感测单元提供指纹信号。

9.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，每个所述指纹检测区对应同一行中三个相邻的所述子像素，分别为第三子像素、第四子像素和第五子像素；所述指纹扫描线与所述第五子像素列对应的数据线交叉且绝缘设置，限定出多个所述指纹检测区。

10.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述预设区域包括所述阵列基板上的第i行到第j行所述子像素，其中，i小于j，且i、j均为正整数；

在每个所述指纹检测区内，所述第i行中的所述第三子像素开关管的控制端和所述第四子像素开关管的控制端连接所述第i行扫描线；所述第i行中的所述第五子像素开关管的控制端连接所述第i+1行指纹扫描线；

所述第三子像素开关管的第一端连接所述第三子像素所在列的数据线；

所述第四子像素开关管的第一端与所述第五子像素开关管的第一端均连接至所述第四子像素所在列的数据线；

第i行所述第一开关管的控制端连接第i行所述指纹扫描线；

所述第五子像素所在列的数据线通过所述第一开关管的第二端向所述指纹感测单元提供指纹信号。

11.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，在每个所述指纹检测区内，所述第三子像素、所述第四子像素或所述第五子像素的数据线通过所述第一开关管的第二端向所述指纹感测单元提供指纹信号。

12.根据权利要求1-11任意一项所述的阵列基板，其特征在于，

所述第一电极包括多个第一子电极；

所述指纹感测单元为所述第一子电极；

所述第一子电极在所述基板上的投影与所述指纹检测区重叠。

13.根据权利要求12所述的阵列基板，其特征在于，所述指纹感测单元为自容式指纹检测单元。

14.根据权利要求12所述的阵列基板，其特征在于，所述指纹感测单元为光学指纹检测单元。

15.根据权利要求14所述的阵列基板，其特征在于，

所述指纹感测单元包括光敏二极管、存储电容；

所述光敏二极管的正极与所述存储电容的第一电极电连接，负极与所述存储电容的第二电极以及所述第一开关的一极电连接；

所述光敏二极管包括位于所述正极和所述负极之间的PIN结；

所述指纹感测单元在所述衬底上的投影与所述指纹检测区重叠。

16.根据权利要求15所述的阵列基板，其特征在于，所述光敏二极管的正极复用所述第一子电极，所述光敏二极管的负极与所述阵列基板上的开关管的源漏极同层设置。

17.根据权利要求13-16任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极在所述第一时间段内复用作公共电极。

18.一种触控显示面板，其特征在于，包括：

相对设置的阵列基板以及彩膜基板；

设置在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的显示介质；

其中，所述阵列基板为权利要求1-17任意一项所述的阵列基板。

19.一种触控显示面板的驱动方法，用于驱动权利要求18所述的触控显示面板，其特征在于，所述触控显示装置包括：交叉且绝缘设置限定出多个呈矩阵排列的子像素的多条扫描线和多条数据线；

位于所述触控显示装置的显示区内预设区域的多个第一电极和位于所述显示区内其余区域的多个第二电极，每个所述第一电极和每个所述第二电极的面积相同；

多条指纹扫描线，多条所述指纹扫描线和多条所述数据线交叉且绝缘设置限定出所述预设区域的所述子像素；

所述驱动方法包括：

在所述第一时间段，向各行所述扫描线提供显示信号；

在所述第二时间段，向各行所述指纹扫描线提供指纹检测信号。