一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置。

背景技术：

随着技术的高速发展，具有生物识别功能的移动产品逐渐进入人们的生活中。由于指纹是人体与生俱来且独一无二并可与他人相区别的特征，它由指端皮肤表面上的一系列谷和脊组成，这些谷和脊的组成细节通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帐篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或双旋等细节，决定了指纹的唯一特性，因此受到了广泛的关注。目前，人们已经将基于硅基工艺的按压式与滑动式指纹识别技术整合入移动产品中，未来人们关注的核心是在显示面板的显示区域内应用指纹识别技术，以使显示面板具有指纹识别功能。

因此，如何在显示面板的显示区域实现指纹识别功能是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置，用于使触摸屏的显示区域实现指纹识别功能。

因此，本发明实施例提供了一种内嵌式触摸屏，包括：相对设置的阵列基板与对向基板、以及位于所述阵列基板与所述对向基板之间的多个自电容电极，所述内嵌式触摸屏还包括指纹检测区域，并且位于所述指纹检测区域中的自电容电极由多个相互独立的第一指纹检测电极组成；

所述指纹检测区域还包括位于所述阵列基板与所述对向基板之间的多个相互独立的第二指纹检测电极，并且各所述第二指纹检测电极与各所述第一指纹检测电极交叉设置且相互绝缘；

在触控检测阶段，各所述第一指纹检测电极形成自电容用于检测触控位置；在指纹检测阶段，各所述第一指纹检测电极和各所述第二指纹检测电极形成互电容用于检测指纹。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各所述第一指纹检测电极位于各所述第二指纹检测电极与所述阵列基板之间；或者，

各所述第二指纹检测电极位于各所述第一指纹检测电极与所述阵列基板之间。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各所述第一指纹检测电极与各所述自电容电极同层同材料；和/或，

各所述第二指纹检测电极同层同材料。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于各所述第一指纹检测电极与各所述第二指纹检测电极之间的绝缘层。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于所述阵列基板和所述对向基板之间的黑矩阵层；

所述黑矩阵层在所述阵列基板的正投影覆盖各所述第一指纹检测电极在所述阵列基板的正投影；和/或，

所述黑矩阵层在所述阵列基板的正投影覆盖各所述第二指纹检测电极在所述阵列基板的正投影。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：与各所述自电容电极、各所述第一指纹检测电极以及各所述第二指纹检测电极电性连接的驱动芯片；

所述驱动芯片用于，在所述触控检测阶段，对各所述第一指纹检测电极和各所述自电容电极施加触控驱动信号，并通过检测各所述自电容电极的电容值的变化以及检测各所述第一指纹检测电极的电容值之和的变化以判断触控位置；

在所述指纹检测阶段，依次对各所述第一指纹检测电极加载指纹驱动信号，并通过检测各所述第一指纹检测电极和各所述第二指纹检测电极之间的电容值变化以判断指纹的谷和脊的信息；或者，依次对各所述第二指纹检测电极加载指纹驱动信号，并通过检测各所述第一指纹检测电极和各所述第二指纹检测电极之间的电容值变化以判断指纹的谷和脊的信息。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述驱动芯片还用于，在所述触控检测阶段，对各所述第二指纹检测电极加载与所述触控驱动信号相同的电信号。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，所述驱动芯片位于所述内嵌式触摸屏围绕显示区域的周边区域的一个侧边处；

所述指纹检测区域位于与所述驱动芯片距离最近的显示区域的侧边处。

较佳地，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当对各所述第一指纹检测电极加载指纹驱动信号时，各所述第一指纹检测电极沿平行于具有所述驱动芯片的周边区域的侧边的方向延伸，且各所述第二指纹检测电极沿垂直于具有所述驱动芯片的周边区域的侧边的方向延伸；或者，

当对各所述第二指纹检测电极加载指纹驱动信号时，各所述第一指纹检测电极沿垂直于具有所述驱动芯片的周边区域的侧边的方向延伸，各所述第二指纹检测电极沿平行于具有所述驱动芯片的周边区域的侧边的方向延伸。

相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种内嵌式触摸屏。

相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一种内嵌式触摸屏的驱动方法，包括：触控检测阶段和指纹检测阶段；其中，

在所述触控检测阶段，对各所述第一指纹检测电极和各所述自电容电极加载触控检测信号，并通过检测各所述自电容电极的电容值的变化以及检测各所述第一指纹检测电极的电容值之和的变化以判断触控位置；

在所述指纹检测阶段，依次对各所述第一指纹检测电极加载指纹驱动信号，并通过检测各所述第一指纹检测电极和各所述第二指纹检测电极之间的电容值的变化以判断所述指纹的谷和脊的信息；或者，依次对各所述第二指纹检测电极加载指纹驱动信号，并通过检测各所述第一指纹检测电极和各所述第二指纹检测电极之间的电容值的变化以判断所述指纹的谷和脊的信息。

较佳地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，还包括：在所述触控检测阶段，对各所述第二指纹检测电极加载与所述触控驱动信号相同的电信号。

本发明实施例提供的内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置，当被手指触摸时，在触控检测阶段，指纹检测区域中的各第一指纹检测电极形成自电容实现触控位置的检测；在指纹检测阶段，指纹检测区域中的各第一指纹检测电极和各第二指纹检测电极可以形成互电容，由于手指指纹的谷和脊对形成的互电容的电容值的影响不同，因此可以通过检测各互电容之间的电容值的变化来检测指纹的谷和脊的信息，从而可以使内嵌式触摸屏实现指纹检测功能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏的俯视示意图；

图2为本发明实施例提供的内嵌式触摸屏沿A-A’方向的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的驱动芯片的指纹检测单元的具体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的驱动方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各层薄膜厚度、形状、相对大小、个数均不反映内嵌式触摸屏的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种内嵌式触摸屏，如图1所示，包括：相对设置的阵列基板与对向基板、以及位于阵列基板与对向基板之间的多个自电容电极300，内嵌式触摸屏还包括指纹检测区域400，并且位于指纹检测区域400中的自电容电极由多个相互独立的第一指纹检测电极410组成；

指纹检测区域400还包括位于阵列基板与对向基板之间的多个相互独立的第二指纹检测电极420，并且各第二指纹检测电极420与各第一指纹检测电极410交叉设置且相互绝缘；

在触控检测阶段，各第一指纹检测电极410形成自电容用于检测触控位置；在指纹检测阶段，各第一指纹检测电极410和各第二指纹检测电极420形成互电容用于检测指纹。

本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏，当被手指触摸时，在触控检测阶段，指纹检测区域中的各第一指纹检测电极形成自电容实现触控位置的检测；在指纹检测阶段，指纹检测区域中的各第一指纹检测电极和各第二指纹检测电极可以形成互电容，由于手指指纹的谷和脊对形成的互电容的电容值的影响不同，因此可以通过检测各互电容之间的电容值的变化来检测指纹的谷和脊的信息，从而可以使内嵌式触摸屏实现指纹检测功能。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，由于在触控检测阶段，自电容电极由多个相互独立的第一指纹检测电极组成，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，为了减少触控检测阶段和指纹检测阶段的相互干扰，需要采用触控检测阶段和指纹检测阶段分时驱动的方式进行驱动。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各第一指纹检测电极为驱动电极，各第二指纹检测电极为探测电极；或者，各第二指纹检测电极为驱动电极，各第一指纹检测电极为探测电极。其中，驱动电极加载指纹驱动信号，探测电极输出指纹探测信号。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，各第二指纹检测电极420位于各第一指纹检测电极410与阵列基板100之间。这样当手指触摸显示屏时，在触控检测阶段，可以避免各第二指纹检测电极420对形成自电容的第一指纹检测电极410的屏蔽作用，使得各第一指纹检测电极410产生的信号较大。

或者，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各第一指纹检测电极位于各第二指纹检测电极与阵列基板之间。这样当手指触摸显示屏时，在触控检测阶段，可能会产生各第二指纹检测电极420对形成自电容的第一指纹检测电极410的屏蔽作用，使得第一指纹检测电极410产生的信号较小。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，各第一指纹检测电极410与各自电容电极300同层同材料。这样不需要增加额外的制备各第一指纹检测电极410的工序，只需要通过一次构图工艺即可形成各自电容电极300和各第一指纹检测电极410的图形，能够简化制备工艺，节省生产成本，提高生产效率。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，各第二指纹检测电极420同层同材料。这样只需要通过一次构图工艺即可形成各第二指纹检测电极420的图形，能够简化制备工艺，节省生产成本，提高生产效率。

较佳地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，各第一指纹检测电极410与各自电容电极300同层同材料，且各第二指纹检测电极420同层同材料。这样只需要通过一次构图工艺即可形成各自电容电极300和各第一指纹检测电极410的图形，并且只需要通过一次构图工艺即可形成各第二指纹检测电极420的图形，能够简化制备工艺，节省生产成本，提高生产效率。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，还包括：位于各第一指纹检测电极410与各第二指纹检测电极420之间的绝缘层500。

在具体实施时，为了使各第一指纹检测电极不影响内嵌式触摸屏在显示时光透过率的均一性，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于阵列基板和对向基板之间的黑矩阵层；

黑矩阵层在阵列基板的正投影覆盖各第一指纹检测电极在阵列基板的正投影。

在具体实施时，为了使各第二指纹检测电极不影响内嵌式触摸屏在显示时光透过率的均一性，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于阵列基板和对向基板之间的黑矩阵层；

黑矩阵层在阵列基板的正投影覆盖各第二指纹检测电极在阵列基板的正投影。

较佳地，为了进一步不影响内嵌式触摸屏在显示时光透过率的均一性，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：位于阵列基板和对向基板之间的黑矩阵层；

黑矩阵层在阵列基板的正投影覆盖各第一指纹检测电极在阵列基板的正投影，且黑矩阵层在阵列基板的正投影覆盖各第二指纹检测电极在阵列基板的正投影。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，还包括：位于阵列基板100和对向基板200之间的多个像素单元600。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图1所示，还包括：与各自电容电极300、各第一指纹检测电极410以及各第二指纹检测电极420电性连接的驱动芯片700；

驱动芯片700用于，在触控检测阶段，对各第一指纹检测电极410和各自电容电极300施加触控驱动信号，并通过检测各自电容电极300的电容值的变化以及检测各第一指纹检测电极的电容值之和的变化以判断触控位置；

在指纹检测阶段，依次对各第一指纹检测电极410加载指纹驱动信号，并通过检测各第一指纹检测电极410和各第二指纹检测电极420之间的电容值变化以判断指纹的谷和脊的信息；或者，依次对各第二指纹检测电极420加载指纹驱动信号，并通过检测各第一指纹检测电极410和各第二指纹检测电极420之间的电容值变化以判断指纹的谷和脊的信息。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，由于各第一指纹检测电极在衬底基板的正投影小于自电容电极所围成的区域在衬底基板的正投影，使得自电容电极的电容值大于各第一指纹检测电极的电容值，因此通过将各第一指纹检测电极的电容值相加，可以使指纹检测区域中各第一指纹检测电极形成自电容时的电容值与自电容电极的电容值近似。当手指触摸内嵌式显示屏时，在触控检测阶段，各第一指纹检测电极和各自电容电极均加载触控驱动信号，从而可以通过检测各自电容电极的电容值变化以及检测各第一指纹检测电极的电容值之和的变化以判断触控位置。

在指纹检测阶段，以指纹检测区域包括X个第二指纹检测电极和Y个第一指纹检测电极，并且驱动芯片依次对Y个第二指纹检测电极加载指纹驱动信号为例，当对Y个第一指纹检测电极中的一个第二指纹检测电极加载指纹驱动信号时，分别读取各第一指纹检测电极上的指纹探测信号，因此当依次对各第二指纹检测电极加载指纹驱动信号后，可以读取X×Y个指纹探测信号，从而可以根据读取的这些指纹探测信号确定各第一指纹检测电极与各第二指纹检测电极的交点的位置，从而可以具体的确定多点的位置，因此可以实现同时对指纹的多个谷和脊的检测。当手指触摸内嵌式显示屏时，等效为各第一指纹检测电极和各第二指纹检测电极之间的电容值改变。由于指纹的脊距离第一指纹检测电极较近，使得脊对互电容的改变较大，而指纹的谷距离第一指纹检测电极较远，对互电容的改变较小，因此，可以通过检测各第一指纹检测电极和各第二指纹检测电极之间的电容值变化导致的微弱电流以判断指纹的谷和脊的信息，从而使内嵌式触摸屏实现指纹检测功能。

在具体实施时，在触控检测阶段，为了避免第二指纹检测电极与第一指纹检测电极之间产生耦合电容从而影响触控检测的准确性，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，驱动芯片还用于，在触控检测阶段，对各第二指纹检测电极加载与触控驱动信号相同的电信号。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，驱动芯片包括：信号输入单元、触控检测单元、指纹检测单元；其中，

信号输入单元，用于在触控检测阶段，对各第一指纹检测电极和各自电容电极施加触控驱动信号；在指纹检测阶段，依次对各第一指纹检测电极加载指纹驱动信号，或者，在指纹检测阶段，依次对各第二指纹检测电极加载指纹驱动信号；

触控检测单元，用于在触控检测阶段，通过检测各自电容电极的电容值的变化以及检测各指纹检测电极的电容值之和的变化以判断触控位置；

指纹检测单元，用于,在指纹检测阶段，通过检测第一指纹检测电极和第二指纹检测电极之间的电容值的变化以判断指纹的谷和脊的信息。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当驱动芯片在指纹检测阶段依次对各第二指纹检测电极加载指纹驱动信号时，如图3所示，指纹检测单元包括：放大器P、电容C和开关器件K；其中，

放大器P的反相输入端p1分别与第一指纹检测电极410、电容C的第一端以及开关器件K的第一端相连，放大器P的同相输入端p2与接地端VSS相连，放大器P的输出端p3分别与电容C的第二端、开关器件K的第二端以及电压输出端Output相连。

或者，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当驱动芯片在指纹检测阶段依次对各第一指纹检测电极加载指纹驱动信号时，指纹检测单元包括：放大器、电容和开关器件；其中，

放大器的反相输入端分别与第二指纹检测电极、电容的第一端以及开关器件的第一端相连，放大器的同相输入端与接地端相连，放大器的输出端分别与电容的第二端、开关器件的第二端以及电压输出端相连。

在具体实施时，为了降低各第一指纹检测电极410的信号延迟和各第二指纹检测电极420的信号的延迟，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图1所示，驱动芯片700位于内嵌式触摸屏围绕显示区域的周边区域的一个侧边处；

指纹检测区域400位于与驱动芯片700距离最近的显示区域的侧边处。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图1所示，当对各第二指纹检测电极420加载指纹驱动信号时，各第一指纹检测电极410沿垂直于具有驱动芯片700的周边区域的侧边的方向延伸，各第二指纹检测电极420沿平行于具有驱动芯片700的周边区域的侧边的方向延伸。这样可以进一步降低用于输出指纹探测信号的第一指纹检测电极的信号延迟，提高驱动频率，避免噪声影响，提高指纹检测的精度。

或者，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，当对各第一指纹检测电极加载指纹驱动信号时，各第一指纹检测电极沿平行于具有驱动芯片的周边区域的侧边的方向延伸，且各第二指纹检测电极沿垂直于具有驱动芯片的周边区域的侧边的方向延伸。这样可以进一步降低用于输出指纹探测信号的第二指纹检测电极的信号延迟，提高驱动频率，避免噪声影响，提高指纹的检测精度。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，阵列基板可以为玻璃基板；或者，阵列基板也可以为柔性基板。在此不作限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，对向基板可以为玻璃基板；或者，对向基板也可以为柔性基板，在此不作限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，柔性基板的材料为聚酰亚胺。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各自电容电极的图形可以为在衬底基板的正投影位于黑矩阵在衬底基板的正投影区域内的网格状结构。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括：与除指纹检测区域之外的区域中的各自电容电极一一对应的导线；其中，

除指纹检测区域之外的区域中的各自电容电极通过对应的导线与驱动芯片电性连接。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，各像素单元包括至少一个有机电致发光结构；

当各第一指纹检测电极位于各第二指纹检测电极与阵列基板之间时，内嵌式触摸屏还包括：位于有机电致发光结构与各第一指纹检测电极之间的第一封装层。

或者，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，如图2所示，各像素单元600包括至少一个有机电致发光结构；

当各第二指纹检测电极420位于各第一指纹检测电极410与阵列基板100之间时，内嵌式触摸屏还包括：位于有机电致发光结构与各第二指纹检测电极420之间的第二封装层800。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，阵列基板和对向基板均为柔性基板，

当各第一指纹检测电极位于各第二指纹检测电极与阵列基板之间时，各自电容电极、各第一指纹检测电极以及各第二指纹检测电极均是采用打印工艺在第一封装层制作形成的；或者，

当各第二指纹检测电极位于各第一指纹检测电极与阵列基板之间，时各自电容电极、各第一指纹检测电极以及各第二指纹检测电极均是采用打印工艺在第二封装层制作形成的。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，第一封装层层和第二封装层分别包括层叠设置的第一氮化硅层、氮碳化硅层与第二氮化硅层。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，第一氮化硅层的膜厚为0.6μm，氮碳化硅层的膜厚为0.5μm，第二氮化硅层的膜厚为0.6μm。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏中，还包括位于相邻两个有机电致发光结构之间的像素界定层。

在具体实施时，还可以将显示用的显示芯片和本发明实施例提供的上述驱动芯片集成为一个芯片，这样可以使本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏进一步降低生产成本。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一种内嵌式触摸屏的驱动方法，如图4所示，包括：触控检测阶段和指纹检测阶段；其中，

S401、在触控检测阶段，对各第一指纹检测电极和各自电容电极加载触控检测信号，并通过检测各自电容电极的电容值的变化以及检测各第一指纹检测电极的电容值之和的变化以判断触控位置；

S402、在指纹检测阶段，依次对各第一指纹检测电极加载指纹驱动信号，并通过检测各第一指纹检测电极和各第二指纹检测电极之间的电容值的变化以判断指纹的谷和脊的信息；或者，依次对各第二指纹检测电极加载指纹驱动信号，并通过检测各第一指纹检测电极和各第二指纹检测电极之间的电容值的变化以判断指纹的谷和脊的信息。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，还包括：在触控检测阶段，对各第二指纹检测电极加载与触控驱动信号相同的电信号。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述内嵌式触摸屏。该显示装置解决问题的原理与前述内嵌式触摸屏相似，因此该显示装置的实施可以参见前述内嵌式触摸屏的实施，重复之处在此不再赘述。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，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、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。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，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述封装结构的实施例，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置，当被手指触摸时，在触控检测阶段，指纹检测区域中的各第一指纹检测电极形成自电容实现触控位置的检测；在指纹检测阶段，指纹检测区域中的各第一指纹检测电极和各第二指纹检测电极可以形成互电容，由于手指指纹的谷和脊对形成的互电容的电容值的影响不同，因此可以通过检测各互电容之间的电容值的变化来检测指纹的谷和脊的信息，从而可以使内嵌式触摸屏实现指纹检测功能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。