CN109917958B - 触控面板、触控显示装置和触控面板的驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控面板、触控显示装置和触控面板的驱动控制方法。所述触控面板包括：触控膜层和分布在触控膜层上的指纹识别区和非指纹识别区；其中，触控膜层上的指纹识别区和非指纹识别区均设置有触控电极，指纹识别区内的触控电极密度大于非指纹识别区的触控电极密度，且指纹识别区内的触控电极通过信号连接线和转换开关分别与触控感应元件和指纹感应元件电连接，以分别感测触控信号或指纹信号。上述触控面板兼具触控识别功能和指纹识别功能，达到了将指纹识别功能集成在触控膜层上的目的，同时也节约了指纹识别区的工艺制作步骤，降低了具有指纹识别功能触控面板的工艺制作难度。

Description

触控面板、触控显示装置和触控面板的驱动控制方法

技术领域

本发明涉及触控技术领域，特别是涉及一种触控面板、触控显示装置和触控面板的驱动控制方法。

背景技术

随着触控技术和显示技术的发展，触控显示装置受到了越来越多的人们的追捧，以常见的触控类智能移动终端为例，其越来越高的屏占比设计给用户带来了比以往更极致的视觉体验，但是，在智能移动终端提高了其屏占比的同时，留给用户用于安全认证的指纹识别的空间却越来越小。

现有技术中，具有指纹识别功能的显示面板，其指纹识别模块一般设置在显示面板的非显示区域，大多设置在按键对应的位置，在用户用手指触摸按键时，采集用户的指纹信息，然后根据比对结果完成指纹识别，然而，将指纹识别模块设置在非显示区域，必然会限制显示面板的全面屏设计，不利于显示显示面板的全面屏设计。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以同时实现触控识别功能和指纹识别功能的触控面板和触控显示装置。

一种触控面板，包括：

触控膜层和分布在触控膜层上的指纹识别区和非指纹识别区；

其中，指纹识别区和非指纹识别区均设置有触控电极，指纹识别区内的触控电极密度大于非指纹识别区的触控电极密度，且指纹识别区内的触控电极通过信号连接线和转换开关分别与触控感应元件和指纹感应元件电连接，以分别感测触控信号或指纹信号。

上述触控面板，通过将分布在触控膜层上的指纹识别区设置为触控电极密度更大的区域，并将指纹识别区内的触控电极通过信号连接线和转换开关分别与触控感应元件和指纹感应元件电连接，使指纹识别区内的触控电极兼具触控识别功能和指纹识别功能，达到了将指纹识别功能集成在触控膜层上的目的，同时，将指纹识别区与触控膜层同层设置，且只在触控膜层的局部区域设置密度更大的触控电极，节约了指纹识别区的工艺制作步骤，降低了具有指纹识别功能触控面板的工艺制作难度。

在其中一个实施例中，非指纹识别区的触控电极通过信号连接线与触控感应元件电连接，以感测触控信号。

在其中一个实施例中，位于指纹识别区内的触控电极延伸至非指纹识别区，且位于指纹识别区内的触控电极与其延伸至非指纹识别区的部分共用同一组信号连接线和触控感应元件。

在其中一个实施例中，信号连接线包括信号输入线和信号输出线；信号输入线用于向触控电极发送触控驱动信号或指纹识别驱动信号，信号输出线用于向触控感应元件发送触控信号和/或向指纹感应元件发送指纹信号。

在其中一个实施例中，触控面板还包括触控集成电路，转换开关、触控感应元件以及指纹感应元件均集成在触控集成电路中，触控集成电路中还集成了触控芯片，触控芯片用于发射触控驱动信号或指纹驱动信号以及识别触控信号或指纹信号。

在其中一个实施例中，指纹识别区的数量为至少一个；其中，单个所述指纹识别区的面积为4-36mm²。

一种触控显示装置，包括如上述任一项实施例所述的触控面板。

上述触控显示装置，通过安装兼具触控识别功能和指纹识别功能的触控显示面板，有效的提升了触控显示装置的智能化程度，减少了触控显示装置上非显示区域的面积，使显示装置更具全面屏的发展潜质。

一种触控面板的驱动控制方法，应用于上述任一项实施例所述的触控面板，包括：

检测触控面板是否产生满足预设条件的操作；

当检测到触控面板产生满足预设条件的操作时，控制触控面板显示指纹识别区的位置，并向指纹识别区内的触控电极发送指纹驱动信号；

接收指纹识别区内的触控电极返回的指纹信号，以确定目标指纹信息；

根据目标指纹信息和预设指纹信息，确定目标指纹信息的认证结果。

在其中一个实施例中，控制触控面板显示指纹识别区的位置之前，还包括：根据满足预设条件的操作，确定待显示的指纹识别区的数量；根据待显示的指纹识别区的数量，确定待显示的指纹识别区的显示位置；其中，待显示的指纹识别区的数量至少为一个。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：当未检测到触控面板发生满足预设条件的操作时，向触控面板上的所有触控电极发送触控驱动信号；接收触控电极返回的触控信号，以确定触控信息；根据触控信息和预设触控信息，确定触控信息的执行结果。

上述触控面板的驱动控制方法，可以使触控面板通过预设的触控操作实现触控模式和指纹识别模式之间相互转换，从而使触控面板兼具触控识别功能和指纹识别功能，同时，上述触控驱动控制方法，还可以使触控面板实现单人指纹识别功能和同时多人指纹识别功能，使指纹识别更加智能化。

附图说明

图1为本申请一个实施例中的触控面板的结构示意图；

图2为本申请一个实施例中的触控膜层的电路连接示意图；

图3为本申请一个实施例中的触控显示面板的驱动控制方法的流程图；

图4为本申请一个实施例中的触控显示面板的驱动控制方法的流程图；

图5为本申请一个实施例中的触控显示面板的应用场景图；

图6为本申请一个实施例中的触控显示面板的驱动控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

正如背景技术所述，现有技术中的显示设备，通常将指纹识别模块设置在显示装置的非显示区，比如设置在非显示区的按键下或显示装置的背面，但是，设置在按键下的方式限制了显示装置向全面屏方向发展，而设置在显示装置的背面则不方便用户的使用。基于此，本申请提供了一种触控面板，该触控面板包括触控膜层和分布在触控膜层上的指纹识别区和非指纹识别区，其中，触控膜层上的指纹识别区和非指纹识别区均设置有触控电极，并且，指纹识别区内的触控电极密度大于非指纹识别区的触控电极密度，另外，指纹识别区内的触控电极可以通过信号连接线和转换开关分别与触控集成电路中的触控感应元件和指纹感应元件电连接，并在不同模式下分别感测触控信号或指纹信号。上述触控面板通过将指纹识别功能集成在触控膜层上，使触控面板兼具了触控识别功能和指纹识别功能，增加了显示装置的显示区面积，使显示设备更加智能化。

基于以上方案，下面结合附图，对具体实施例进行详细说明。

在一个实施例中，参照图1和图2，图1示出了本实施例中的触控面板的结构示意图；图2示出了本实施例中触控面板上的触控膜层的电路连接示意图。如图1和图2所示，该触控面板100包括触控膜层110和分布在触控膜层110上的指纹识别区120和非指纹识别区，其中，非指纹识别区指的是除指纹识别区120以外的区域。具体的，触控膜层110上的指纹识别区120和非指纹识别区均设置有纵横交错的多条触控驱动电极112和多条触控感应电极114，其中，指纹识别区120内设置的触控驱动电极112和触控感应电极114相比于非指纹识别区设置的电极更为密集，相应的，指纹识别区120内的触控驱动电极112和触控感应电极114交叉形成的网格密度也更大。需要说明的是，触控驱动电极112和触控感应电极114的位置可以互换，且触控驱动电极112和触控感应电极114可以由ITO(Indium Tin Oxide铟锡氧化物)薄膜制成。

进一步的，如图2所示，指纹识别区120内的触控驱动电极112和触控感应电极114可以通过信号连接线132和转换开关142分别与指纹感应元件143和触控感应元件144电连接，以在不同模式下分别感测触控信号和指纹信号。具体的，指纹识别区120内设置的触控驱动电极112和触控感应电极114的线宽较细且电极间的距离较小，因而这一区域内的电极交叠形成的感应电容十分密集，可以在不同模式下准确的感测出触控信号和指纹信号。如图2所示，在指纹识别模式下，转换开关142可以通过触控芯片141的转换信号将通道连接在指纹感应元件143上，继而，触控芯片141可以通过信号连接线向指纹识别区120内的触控驱动电极112发送指纹驱动信号，再由电极交叠处产生的感应电容感测信号的变化，并通过触控感应电极114和连接在触控感应电极114上的信号连接线将感测到的指纹信号传回至指纹感应元件143上，然后，指纹感应元件143可以将触控信号进行放大和缓存后重新输入到触控芯片141中，此时，触控芯片141就可以根据指纹识别区120内返回的多个指纹信号识别出指纹识别区上的指纹信息并做出相应的反馈。

在本实施例中，指纹识别区内触控信号的识别过程与指纹识别区内指纹信号的识别过程相类似，在此不再赘述。需要说明的是，进行触控识别不需要启用指纹识别区内的全部触控驱动电极和全部触控感应电极，因此，在触控模式下，可以通过转换开关将多条信号连接线与一个触控感应元件进行电连接，以使一个触控感应元件可以对多个触控感应电极返回的触控信号进行处理，并将处理后的触控信号输入至触控芯片内进行识别，通过这样的设置，可以降低电路设置的难度并节省成本。

上述触控面板，通过将分布在触控膜层上的指纹识别区设置为触控电极密度更大的区域，并将指纹识别区内的触控电极通过信号连接线和转换开关分别与触控感应元件和指纹感应元件电连接，使指纹识别区内的触控电极兼具触控识别功能和指纹识别功能，达到了将指纹识别功能集成在触控膜层上的目的，同时，将指纹识别区与触控膜层同层设置，且只在触控膜层的局部区域设置密度更大的触控电极，节约了指纹识别区的工艺制作步骤，降低了具有指纹识别功能触控面板的工艺制作难度。

在一个实施例中，如图2所示，非指纹识别区内的触控驱动电极112与触控感应电极114可以通过信号连接线与触控感应元件电连接，以感测触控信号。在本实施例中，非指纹识别区内的触控驱动电极112与触控感应电极114线宽较宽且间距较大，在这一区域内，两种电极交叠处形成的感应电容可以用于感测触控信号。具体的，在触控模式下，触控芯片141可以通过信号连接线向非指纹识别区内的触控驱动电极112发送触控驱动信号，再由电极交叠处产生的感应电容感测信号的变化，并通过触控感应电极114和连接在触控感应电极114上的信号连接线将感测到的触控信号输入到触控感应元件144中，继而，触控感应元件144可以将触控信号进行放大和缓存后输入回触控芯片141中，此时，触控芯片141就可以根据返回的多个触控信号识别出非指纹识别区内的触控信息并做出相应的反馈。

在一个实施例中，如图2所示，位于指纹识别区120内的触控驱动电极112和触控感应电极114分别从四个方向上延伸至非指纹识别区，且位于指纹识别区120内的触控驱动电极112和触控感应电极114与其延伸至非指纹识别区的部分共用同一组信号连接线和触控感应元件144。需要指出的是，指纹识别区120内的触控驱动电极112和触控感应电极114延伸至非指纹识别区的部分也作为触控电极使用，并不影响延伸区域的触控识别功能。具体的，在触控模式下，触控面板上的所有触控驱动电极112和所有触控感应电极114同时工作，并感测触控面板上所有位置上产生的触控信号；在指纹识别模式下，只有指纹识别区内的触控驱动电极112和触控感应电极114工作，并只感测指纹识别区内的指纹信号，因此，两种模式之间的转换方式越简单，触控面板的响应速度就越快。在本实施例中，指纹识别区内的触控电极与其延伸至非指纹识别区的触控电极共用同一组信号连接线和触控感应元件，因此，无需再对电路进行其他设置，只需通过触控芯片141对转换开关142输入转换信号即可实现两种模式之间的转换，转换过程十分方便快捷。

在一个实施例中，如图2所示，信号连接线包括信号输入线131和信号输出线132。具体的，在触控模式下，转换开关连通触控感应元件144，驱动芯片141通过信号输入线131向触控驱动电极112发送触控驱动信号，电极交叠处产生的感应电容感测信号的变化，继而，将采集到的触控信号通过触控感应电极114和信号输出线132发送回触控感应元件144和触控芯片141中，以此识别到准确的触控信息；在指纹识别模式下，转换开关连通指纹感应元件143，驱动芯片141通过信号输入线131向指纹识别区的触控驱动电极112发送指纹驱动信号，电极交叠处产生的感应电容感测信号的变化，继而，将指纹信号通过触控感应电极114和信号输出线132发送至指纹感应元件143和触控芯片141中，以此识别到准确的指纹信息。

在一个实施例中，如图1和图2所示，触控面板100还包括触控集成电路140，其中，触控芯片141、转换开关142、指纹感应元件143以及触控感应元件144均集成在触控集成电路140中。在本实施例中，触控芯片141是触控集成电路140中最重要的元件，它可以用于发射触控驱动信号、发射指纹驱动信号、接收触控信号、接收指纹信号以及分析触控信号和指纹信号中携带的信息。可以理解的是，触控芯片141也可以按照功能的划分改为两个或多个芯片，并且，触控集成电路140中还可以集成与触控识别和指纹识别相关的其他***元器件，在此均不做限定。

在一个实施例中，指纹识别区可以设置为一个或多个，并且，每一个指纹识别区的面积应设置在4mm²至36mm²，优选的，一个指纹识别区的面积最好设置在9mm²至25mm²之间。如果一个指纹识别区的面积过大，就容易造成局部区域内电极间的互容较大，从而影响到触控面板的触控灵敏度；如果一个指纹识别区的面积过小，则无法准确的识别出较为完整的指纹图像，从而降低指纹识别的准确度。因此，将指纹识别区的面积设置在一个合适的范围内是十分必要的。

本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括：如上述任一项实施例所述的触控显示面板。具体的，该触控显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能穿戴设备等任何具有显示功能的产品或部件。上述触控显示装置在同一个显示面板上集成了显示、触控和指纹识别三种功能，使显示装置更加智能化。对于该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。

在一个实施例中，如图3所示，本申请还提供了一种触控面板的驱动控制方法，该方法可以应用于如图2所示的触控芯片141内，该方法包括以下步骤：

步骤S102：检测触控面板是否产生满足预设条件的操作。

其中，预设条件的操作指的是可以开启指纹识别模式的操作，例如，预设条件的操作可以是打开一个需要进行指纹识别的应用程序，开启指纹认证解锁或进行指纹支付等。在本实施例中，所有可以开启指纹识别模式的操作都被存储在触控芯片中等待被对比和验证。

具体的，在触控面板的正常使用过程中，一般是一直处于触控模式下的，在触控模式下，触控芯片会定时将触控面板上发生的操作与预设条件的操作进行对比，以检测触控面板是否发生上述满足预设条件的操作。

步骤S104：当检测到触控面板产生满足预设条件的操作时，控制触控面板显示指纹识别区的位置，并向指纹识别区内的触控电极发送指纹驱动信号。

具体的，当触控芯片检测到触控面板上产生满足预设条件的操作时，可以控制触控面板从触控模式转换为指纹识别模式，并控制触控面板在相应位置显示出指纹识别区的位置，进一步的，触控芯片会通过信号连接线向指纹识别区内的触控驱动电极发送指纹驱动信号。

步骤S106：接收指纹识别区内的触控电极返回的指纹信号，以确定目标指纹信息。

具体的，指纹识别区内的触控驱动电极在接收到指纹驱动信号之后，会在触控驱动电极和触控感应电极的交叠处产生感应电容，感应电容会根据覆盖在电极上的指纹凹凸纹路产生相应的指纹信号，继而，触控感应电极会通过信号连接线将指纹信号经过一定的放大处理传回触控芯片内，触控芯片就可以根据指纹识别区内各个点位产生的指纹信号确定出指纹图像，进而识别出指纹信息。

步骤S108：根据目标指纹信息和预设指纹信息，确定目标指纹信息的认证结果。

具体的，触控芯片可以根据识别出的指纹信息与触控芯片内存储的预设指纹信息进行比对，如果识别出的指纹信息与触控芯片内存储的预设指纹信息有超过一定比率的重合度，即可以认定指纹认证成功。具体的，超过一定比率的重合度可以是50％以上的重合度或其他比率的重合度，重合度的数值可以在触控芯片内设定。

在一个实施例中，如图4所示，控制触控面板显示指纹识别区的位置之前，触控面板的驱动控制方法还包括：

步骤S202：根据满足预设条件的操作，确定待显示的指纹识别区的数量。

具体的，当触控芯片检测到触控面板发生满足预设条件的操作时，首先会验证操作的内容，然后，根据操作的内容确定待显示的指纹识别区的数量。在本实施例中，指纹识别区可以有多个，但是不必都进行显示，在进行指纹验证时，只显示出与需要验证的指纹数量相同的指纹识别区即可。例如，当进行单人指纹验证时，触控面板上只显示出一个指纹识别区；当进行双人指纹验证时，触控面板上则会显示出两个指纹识别区，如图5所示。

步骤S204：根据待显示的指纹识别区的数量，确定待显示的指纹识别区的显示位置。

具体的，指纹识别区的数量与指纹识别区显示的位置是相互对应的，例如，当进行单人指纹验证时，触控面板上的一个指纹识别区会在特定位置显示出来；当进行双人指纹验证时，触控面板上的两个指纹识别区会在特定位置显示出来。这个特定位置的选取是预先存储在触控芯片中的，并且，这个特定位置也可以根据使用习惯进行人为选择和设定。

在一个实施例中，触控面板的驱动控制方法还包括：

步骤S302：当未检测到触控面板发生满足预设条件的操作时，向触控面板上的所有触控电极发送触控驱动信号。

具体的，当触控芯片未检测到触控面板上发生满足预设条件的操作时，即触控面板上没有发生可以开启指纹识别的操作时，触控面板会一直处于触控模式，在触控模式下，触控芯片会通过信号连接线向触控面板上的所有触控电极发送触控驱动信号。

步骤S304：接收触控电极返回的触控信号，以确定触控信息。

具体的，触控面板上的触控驱动电极在接收到触控驱动信号之后，会在触控驱动电极和触控感应电极的交叠处产生感应电容，感应电容会根据发生在电极上的触控操作产生相应的触控信号，触控感应电极通过信号连接线将触控信号经过一定的放大处理传回触控芯片内，触控芯片就可以根据触控面板上内各个点位产生的触控信号确定出具体的触控操作和触控操作发生的位置，进而识别出触控信息。

步骤S306：根据触控信息和预设触控信息，确定触控信息的执行结果。

具体的，触控芯片可以根据识别出的触控信息与触控芯片内存储的预设触控信息进行比对，并通过触控信息发生的位置确定出触控信息的执行结果，这个执行结果可以指打开一个应用程序，显示画面的左右滑动或显示画面的切换等。

上述触控面板的驱动控制方法，可以使触控面板通过预设的触控操作实现触控模式和指纹识别模式之间相互转换，从而使触控面板兼具触控识别功能和指纹识别功能，同时，上述触控驱动控制方法，还可以使触控面板实现单人指纹识别功能和同时多人指纹识别功能，使指纹识别更加智能化。

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发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种触控面板，其特征在于，所述触控面板包括：

触控膜层和分布在所述触控膜层上的指纹识别区和非指纹识别区；

其中，所述指纹识别区和非指纹识别区均设置有触控电极，所述指纹识别区内的触控电极密度大于所述非指纹识别区的触控电极密度，且所述指纹识别区内的触控电极通过信号连接线和转换开关分别与触控感应元件和指纹感应元件电连接，以分别感测触控信号或指纹信号；

位于所述指纹识别区内的触控电极延伸至所述非指纹识别区，且位于所述指纹识别区内的触控电极与其延伸至所述非指纹识别区的部分共用同一组信号连接线和触控感应元件。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述非指纹识别区的触控电极通过信号连接线与所述触控感应元件电连接，以感测所述触控信号。

3.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述信号连接线包括信号输入线和信号输出线；所述信号输入线用于向所述触控电极发送触控驱动信号或指纹驱动信号，所述信号输出线用于向所述触控感应元件发送触控信号和/或向所述指纹感应元件发送指纹信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的触控面板，其特征在于，所述触控面板还包括触控集成电路，所述转换开关、所述触控感应元件以及所述指纹感应元件均集成在所述触控集成电路中，所述触控集成电路中还集成了触控芯片，所述触控芯片用于发射触控驱动信号或指纹驱动信号以及识别所述触控信号或指纹信号。

5.根据权利要求1-3任一项所述的触控面板，其特征在于，所述指纹识别区的数量为至少一个；其中，单个所述指纹识别区的面积为4-36mm²。

6.一种触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置包括如权利要求1-5 任一项所述的触控面板。

7.一种触控面板的驱动控制方法，应用于权利要求1-5任一项所述的触控面板，其特征在于，包括：

检测所述触控面板是否产生满足预设条件的操作；

当检测到所述触控面板产生满足预设条件的操作时，控制所述触控面板显示指纹识别区的位置，并向所述指纹识别区内的触控电极发送指纹驱动信号；

接收所述指纹识别区内的触控电极返回的指纹信号，以确定目标指纹信息；

根据所述目标指纹信息和预设指纹信息，确定目标指纹信息的认证结果。

8.根据权利要求7所述的触控面板的驱动控制方法，其特征在于，所述控制所述触控面板显示指纹识别区的位置之前，还包括：

根据所述满足预设条件的操作，确定待显示的指纹识别区的数量；

根据所述待显示的指纹识别区的数量，确定所述待显示的指纹识别区的显示位置；

其中，所述待显示的指纹识别区的数量至少为一个。

9.根据权利要求7或8所述的触控面板的驱动控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当未检测到所述触控面板发生满足预设条件的操作时，向触控面板上的所有触控电极发送触控驱动信号；

接收所述触控电极返回的触控信号，以确定触控信息；

根据所述触控信息和预设触控信息，确定所述触控信息的执行结果。

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