觸控面板及觸控顯示裝置的製作方法

2023-09-23 09:33:00 3

本發明涉及移動終端管理領域，特別是涉及一種觸控面板及觸控顯示裝置。

背景技術：

指紋識別是根據不同指紋具有不同紋理的特性，將不同指紋圖像之間的多個全局特徵和局部細節特徵進行對比，從而確定身份的一種認證技術，按照指紋的採集方式不同，指紋識別主要分為光學技術、電容式(矽)技術和超聲波(射頻)技術三類。

隨著智慧型手機、智能穿戴手錶等消費品的普及，電容式指紋識別技術因其體積較小而得到了廣泛的應用，電容式指紋識別技術的原理是將人的手指作為電容器的一個電極，指紋傳感器(sensor)為另一個電極，利用手指指紋的脊和谷相對於平滑指紋傳感器之間形成的電容差，形成灰度圖像，然後通過指紋算法匹配指紋的全局及局部細節信息，從而實現指紋識別功能。

傳統的技術中，將指紋識別技術應用在手機上，但指紋識別模塊是設置於手機的home鍵處、背面、或者側邊，這種指紋識別的設置需要佔用手機模組的一部分空間，不利於提升手機的屏佔比，不利於手機的輕薄化。

現有技術中，為了使手機輕薄化，將指紋識別功能集成到內嵌式觸控面板之中，指紋識別區域及觸控區域分開設置佔用空間，且連接指紋識別區域的金屬拉線與連接觸控感應區域的金屬拉線為同一層，但由於觸控感應區域與指紋識別區域共用金屬走線空間，當設計指紋識別區域個數增加，或者指紋局部特徵識別區塊增加時，可能會出現無法將拉線引出的問題，限制了指紋識別集成在觸控面板的使用。

因此，現有技術存在缺陷，急需改進。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種觸控面板及觸控裝置，旨在解決現有技術中的指紋識別顯示區域獨立於觸控顯示區域設置，佔用空間較大不利於提高面板的開口率的技術問題。

本發明實施例提供了一種觸控面板，包括：基板，所述基板包括設置在顯示區域的呈矩陣分布的多個觸控單元，其中所述顯示區域包括至少一個指紋識別顯示區域，所述指紋識別顯示區域包括多個觸控單元，在所述指紋識別顯示區域的所述觸控單元包括：

至少一個指紋識別子單元，間隔設置在對應的指紋識別顯示區域中，用於對指紋進行識別；以及

多個觸控識別子單元，呈矩陣分布在對應的指紋識別顯示區域中，用於對觸控操作進行識別。優選地，所述指紋識別顯示區域為邊長為8.5-9.5mm的近似方形區域。

優選地，所述指紋識別顯示區域的所述觸控單元包括第一指紋識別子單元、第二指紋識別子單元、第三指紋識別子單元、第四指紋識別子單元以及第五指紋識別子單元；

所述第一指紋識別子單元、所述第二指紋識別子單元、所述第三指紋識別子單元以及所述第四指紋識別子單元分別位於所述觸控單元對應顯示區域的四角；所述第五指紋識別子單元位於所述觸控單元對應顯示區域的中心位置。

優選地，每一所述指紋識別子單元包括多個指紋識別電極，所述多個指紋識別電極間隔設置。

優選地，所述觸控面板還包括與所述多個觸控識別子單元連接的觸控識別驅動模塊，所述觸控識別子單元通過第一金屬走線與所述觸控識別驅動模塊連接。

優選地，所述觸控面板還包括與所述多個指紋識別子單元連接的指紋識別驅動模塊，每一所述指紋識別子單元通過第二金屬走線與所述指紋識別驅動模塊連接，其中所述第一金屬走線和所述第二金屬走線屬於不同金屬層。

優選地，所述多個指紋識別電極同時為公共電極。

優選地，所述基板為第一陣列基板，所述第一陣列基板至少包括：第一絕緣層、設置在第一絕緣層上的第二金屬走線、覆蓋在第二金屬走線上的第一鈍化層、設置在第一鈍化層上的第一公共電極層、設置在第一公共電極層上的第二鈍化層、設置在所述第二鈍化層上的第一平坦層、設置在所述第一平坦層上的第一像素電極；

在指紋識別顯示區域，所述公共電極層穿過所述第一鈍化層的通孔與所述第二金屬走線連接；

在非指紋識別顯示區域，所述第一金屬走線穿過所述第二鈍化層上的通孔與所述公共電極層連接。

優選地，所述基板為第二陣列基板，所述陣列基板至少包括：第二絕緣層、設置在所述第二絕緣層上的第二像素電極、覆蓋所述第二像素電極的第三鈍化層、設置在所述第三鈍化層上的第一金屬走線、設置在第一金屬走線的第四鈍化層、設置在所述第四鈍化層上的第二公共電極層、設置在所述第二公共電極層上的第二平坦層、設置在所述第二平坦層上的第二金屬走線；

在指紋識別顯示區域，所述第二金屬走線穿過所述第二平坦層上的通孔與所述第二公共電極層連接，

在非指紋識別顯示區域，所述第二公共電極層穿過所述第四鈍化層上的通孔與所述第一金屬走線連接。

本發明還提供一種觸控顯示裝置，所述觸控顯示裝置包括觸控面板，所述觸控面板包括：基板，所述基板包括設置在顯示區域的呈矩陣分布的多個觸控單元，其中所述顯示區域包括至少一個指紋識別顯示區域，所述指紋識別顯示區域包括多個觸控單元，在所述指紋識別顯示區域的所述觸控單元包括：

至少一個指紋識別子單元，間隔設置在對應的指紋識別顯示區域中，用於對指紋進行識別；以及

多個觸控識別子單元，呈矩陣分布在對應的指紋識別顯示區域中，用於對觸控操作進行識別。

本發明中，在觸控面板中設置的指紋識別顯示區域中集成指紋識別功能及觸控功能，減小指紋識別的佔用面積，一定程度上提高顯示面板的開口率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。其中：

圖1為本發明的一種觸控面板的部分結構示意圖；

圖2為本發明的一種觸控面板的指紋識別區域的結構示意圖；

圖3為本發明的一種觸控面板的指紋識別電極的具體結構示意圖；

圖4為本發明的一種觸控面板的第一優選實施例的非指紋識別顯示區域對應的陣列基板的部分結構示意圖；

圖5為本發明的一種觸控面板的第一優選實施例的指紋識別顯示區域對應的陣列基板的部分結構示意圖；

圖6為本發明的一種觸控面板的第二優選實施例的非指紋識別顯示區域對應的陣列基板的部分結構示意圖；

圖7為本發明的一種觸控面板的第二優選實施例的指紋識別顯示區域對應的陣列基板的部分結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性的勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

參照圖1，為本發明的一種觸控面板的部分結構示意圖，該觸控面板包括：基板、該基板包括設置在顯示區域的多個觸控單元1，該多個觸控單元呈矩陣分布，該顯示區域包括至少一個指紋識別顯示區域2。該指紋識別顯示區域2包括多個連續的觸控單元1。該指紋識別顯示區域2的數量可根據實際情況而設，優選地，可為1個、2個或者更多，通常情況下，該指紋識別顯示區域2的面積之和不大於顯示區域的面積，在本實施例的一個優選方案中，該指紋識別顯示區域2的面積與手指指腹表面積適配，優選為邊長為8.5-9.5mm的近似方形區域。

具體地，設置在該指紋識別顯示區域2的觸控單元1包括：至少一個指紋識別子單元11及多個觸控識別子單元12，其中，該至少一個指紋識別子單元11間隔設置在對應的指紋識別顯示區域，用於對指紋進行識別，該多個觸控識別子單元12矩陣分布在對應的指紋識別顯示區域中，用於對觸控操作進行識別。本實施例中，在指紋識別顯示區域集成了指紋識別及觸控識別功能，相比於需要單獨設置觸控及指紋識別區域，本實施例的技術方案帶來了簡化結構，減小指紋識別顯示區域的佔用面積(即指紋識別顯示區域變小化)，一定程度上提高顯示面板的開口率。

在本實施例的一個優選方案中，該指紋識別顯示區域2呈近似方形區域，如圖2所示，為本發明的一種觸控面板的指紋識別顯示區域2的結構示意圖，該指紋識別顯示區域2包括4個以上觸控單元1，優選地，該指紋識別顯示區域2包括四個觸控單元1。

進一步地，該指紋識別顯示區域2的觸控單元1包括3個以上指紋識別子單元11(邊長為100μm-300μm)，優選地，如圖2所示，該觸控單元1包括5個指紋識別子單元(圖中未示)，分別為：第一指紋識別子單元、第二指紋識別子單元、第三指紋識別子單元、第四指紋識別子單元及第五指紋識別子單元，其中，第一指紋識別子單元、第二指紋識別子單元、第三指紋識別子單元、第四指紋識別子單元分別位於該觸控單元1對應顯示區域的四角，第五指紋識別子單元位於該觸控單元1對應顯示區域的中心位置。

在本實施例的一個優選方案中，如圖3所示，該指紋識別子單元11包括多個指紋識別電極111(邊長為50μm-100μm)，該多個指紋識別電極111間隔設置，且單個指紋識別電極111的面積為觸控面板的子像素麵積的若干倍，例如3倍、4倍或者更多倍，此處對此不作限制。進一步地，該觸控識別單元1包括多個觸控電極(圖中未示)，該多個觸控電極間隔設置。

在本實施例的一個優選方案中，該觸控面板包括驅動晶片3，該驅動晶片3包括觸控識別驅動模塊31及指紋識別驅動模塊32(見圖1)，非指紋識別顯示區域的觸控單元1及指紋識別顯示區域2的觸控識別子單元12均分別通過第一金屬走線4與該觸控識別驅動模塊31連接，該至少一個指紋識別子單元11分別通過第二金屬走線5與該指紋識別驅動模塊32連接，該第一金屬走線4與第二金屬走線5可為同一金屬層，也可不在同一金屬層，此處對此不作限制，在本實施例的一個優選方案中，該第一金屬走線4與第二金屬走線5屬於不同金屬層。

在本實施例的一個優選方案中，該基板為第一陣列基板，優選地，該第一陣列基板為bottomvcom(底層公共電極)結構，如圖4及5所示，該第一陣列基板至少包括：第一絕緣層(圖中未標示)、設置在第一絕緣層上的第二金屬走線51、覆蓋在第二金屬走線51上的第一鈍化層(圖中未標示)、設置在第一鈍化層上的第一公共電極層6、設置在第一公共電極層6上的第二鈍化層(圖中未標示)，設置在第二鈍化層上的第一金屬走線41、設置在所述第一金屬走線41的第一平坦層(圖中未標示)、設置在所述第一平坦層上的第一像素電極7，其中：

在指紋識別顯示區域，該第一公共電極層6穿過該第一鈍化層的通孔與該第二金屬走線51連接；

在非指紋識別顯示區域，該第一金屬走線41穿過該第二鈍化層上的通孔與該第一公共電極層6連接。

在本實施例的一個優選方案中，該基板為第二陣列基板，優選地，該第二陣列基板為topvcom(頂層公共電極)結構，如圖6至7所示，該第二陣列基板至少包括：第二絕緣層、設置在該第二絕緣層上的第二像素電極8、覆蓋第二像素電極8的第三鈍化層(圖中未標示)、設置在第三鈍化層上的第一金屬走線42、設置在第一金屬走線42的第四鈍化層(圖中未標示)、設置在該第四鈍化層上的第二公共電極層9、設置在第二公共電極層9上的第二平坦層(圖中未標示)、設置在該第二平坦層上的第二金屬走線52，其中：

在指紋識別顯示區域，該第二金屬走線52穿過該第二平坦層上的通孔與該第二公共電極層9連接，

在非指紋識別顯示區域，該第二公共電極層9穿過該第四鈍化層上的通孔與該第一金屬走線42連接。

使用不同層的金屬走線傳輸指紋識別信號以及觸控感應信號，可以較好的避免傳輸指紋識別信號與觸控感應信號走線的相互幹擾。

需要說明的是，上述第一金屬走線41及第一金屬走線42均為上述第一金屬走線4；第二金屬走線51及第二金屬走線52均為上述第二金屬走線5，只是在不同的實施例中採用了不同的命名，其作用都是一樣的，標號只是為了在不同實施例中作區別。

本實施例中，在觸控面板中集成指紋識別，使得指紋識別區域既有指紋識別功能，又有觸控功能，無需將指紋識別與觸控識別單獨設置，

可節省面板製作的複雜度，簡化結構，提升產品競爭力。

此外，在觸控面板中設置指紋識別電極，且觸控電極與指紋識別電極通過不同金屬層連接至驅動晶片，觸控感應與指紋識別單獨控制，不會互相干擾，提高感應識別準確度。

再者，將觸控電極及指紋識別電極同時為公共電極，無需額外設置金屬層，簡化製程，降低成本；而將指紋識別設置在顯示區，不佔用額外空間，實現面板的輕薄化及窄邊化。

為了便於理解，下面詳細描述本實施例的觸控面板的部分實現過程：具體地，當手指按壓該指紋識別電極111時，該指紋識別驅動模塊32檢測到指紋識別電極111上的識別電容(由於手指放在指紋識別電極111時，手指與該指紋識別電極111形成自電容，該自電容即為該識別電容)，並對所述識別電容進行識別(指紋識別電極111與手指指紋的脊、谷之間分別形成識別電容，由相鄰電容的差值可形成能被指紋算法識別的多灰階指紋圖像，進而檢測出手指指紋的局部特徵點，然後進行身份或者匹配識別)，根據識別結果執行相應的操作。

本發明中，指紋識別區域除了可進行指紋識別，還具有觸控功能，即增加指紋識別功能的同時沒有犧牲該區域的觸控功能，提高觸控面板的實用性。

在本實施例的一個優選方案中，該多個指紋識別電極111及觸控電極均復用為公共電極，即上述觸控電極、指紋識別電極111均為公共電極層6的一部分(見圖4至7)，以公共電極層6作為觸控電極及指紋識別電極，無需額外設置金屬層，簡化結構，降低成本。

為了便於理解，以5.5寸的fhd(fullhighdefinition，全高清)內觸控面板為例，觸控單元1的邊長為4.5mm時，可以將四個觸控單元1組成近似方形區域的指紋識別顯示區域2，該指紋識別區域2的邊長約為9mm,從每一個該指紋識別顯示區域2的觸控單元1中各取5個指紋識別子單元11，則該該指紋識別顯示區域2有20個指紋識別子單元11，每個指紋識別子單元11中劃分出9個指紋識別電極111，每個指紋識別電極111的面積與三個子像素麵積相等。每個指紋識別子單元11的邊長約為63μm，每個指紋識別電極111的邊長約為189μm，每個指紋識別電極111均通過第二走線5與紋識別驅動晶片32連接。

本發明還提供一種觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包括上述實施例所述的觸控面板，該觸控面板的具體結構及工作原理與上述實施例的描述基本一致，具體可參考上述實施例的描述，此處不再贅述。

具體地，該觸控顯示裝置可為觸控顯示面板、還可以為具有指紋識別功能的智能可穿戴顯示裝置，此處對此不作限制。

本發明中，在觸控面板中集成指紋識別，使得指紋識別區域既有指紋識別功能，又有觸控功能，無需將指紋識別與觸控識別單獨設置，

可節省面板製作的複雜度，簡化結構，提升產品競爭力。

此外，在觸控面板中設置指紋識別電極，且觸控電極與指紋識別電極通過不同金屬層連接至驅動晶片，觸控感應與指紋識別單獨控制，不會互相干擾，提高感應識別準確度。

再者，將觸控電極及指紋識別電極復用為公共電極，無需額外設置金屬層，簡化製程，降低成本；而將指紋識別設置在顯示區，不佔用額外空間，實現面板的輕薄化及窄邊化。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。