本發(fā)明涉及指紋識別、觸控識別技術，具體涉及指紋和觸控相融合的像元、指紋和觸控相融合的裝置及顯示屏。

背景技術：

近年來，iphone手機等電子產品熱銷，帶動了相關技術的發(fā)展，尤其是iphone5s的出現，更將指紋識別解鎖技術推向了一個新的應用時代。

然而，現有觸控面板技術受制觸控面板走線的loading，難以實現大面積識別?，F有的tft+光電二極管的指紋識別像元技術，光電二極管一直暴露在光照之下，光電二極管難以實現長壽命，且需要制作背光源，增加成本增加厚度。現有半導體ic指紋識別技術受制于半導體成本，指紋識別一直沒法大面積識別。更沒法和tp相融合嵌套設計。也沒法實現集成到全屏指紋識別。

為此，期望尋求一種技術方案，以至少減輕上述問題。

技術實現要素：

一方面，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種能夠實現大面積指紋識別及觸控識別相融合的觸控像元。

另一方面，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供包括上述指紋和觸控相融合的像元的指紋和觸控相融合的裝置。

再一方面，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供包括上述指紋和觸控相融合的像元的顯示屏。

為解決上述一方面的技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案。

一種指紋和觸控相融合的像元，包括：

呈矩陣排列的多個指紋像元；

與同一行的所述指紋像元電氣連接的第一信號線；以及

與同一列的所述指紋像元電氣連接的第二信號線；

其中，所述第一信號線依次打開，對所述第二信號線分別輸出的所述指紋像元感應時產生的電信號進行累加成一個觸控信號；或者所述第一信號線同時打開，對所述第二信號線分別輸出的所述指紋像元感應時產生的電信號進行一次累加成一個觸控信號。

所述指紋像元包括：

第一開關單元，其包括用于與所述第一信號線電氣連接的第一端、第二端及第三端，該第一開關單元的第一端用于控制該第一開關單元斷開或連通該第一開關單元的第二、三端；

第一導電極板，其與所述第一開關單元的第二端電氣連接；

收線，其與所述第一開關單元的第三端電氣連接，其用于與所述第二信號線電氣連接；

打線；

其中，所述打線與所述收線電氣連接實現打收一體時，所述第一導電極板與手指構成電容；

或者所述打線與所述收線分開時，rf發(fā)射器與手指實現打信號，所述第一導電極板與手指構成電容；

或者所述打線與所述收線分開時，第二開關單元用于斷開或連通所述第一導電極板與所述打線之間的電氣連接，所述第一導電極板與手指構成電容；

或者所述打線與所述收線分開時，第三開關單元用于斷開或連通所述打線與第二導電極板之間的電氣連接或所述打線與第二導電極板之間直接電氣連接，所述第一、二導電極板、手指互為電容；

或者所述打線與所述收線分開時，第四開關單元用于斷開或連通所述打線與所述第一導電極板之間的電氣連接或所述打線與所述第一導電極板之間直接電氣連接，ref信號線電氣連接有第三導電極板，所述第一、三導電極板、手指互為電容；

或者所述打線與所述收線分開時，rf發(fā)射器與手指實現打信號，ref信號線電氣連接有第四導電極板，所述第一、四導電極板、手指互為電容。

所述指紋像元包括：

第五開關單元，其包括用于與所述第一信號線電氣連接的第一端、第二端及第三端；

第五導電極板，其與所述第五開關單元的第二端電氣連接；

第六導電極板，其與所述第五導電極板構成電容；

第六開關單元，其包括用于與所述第一信號線電氣連接的第一端、第二端及第三端；

信號放大單元，其輸出端與所述第六開關單元的第二端電氣連接，其輸入端與所述第六導電極板電氣連接；

收線，其與所述第六開關單元的第三端電氣連接，其用于與所述第二信號線電氣連接；以及

打線；

其中，所述第五開關單元的第三端與打線電氣連接，所述第五導電極板與手指構成電容；或者，所述第五開關單元的第三端與位置信號線電氣連接，rf發(fā)射器與手指實現打信號，所述第五、六導電極板、手指互為電容；

所述第五開關單元的第一端用于控制所述第五開關單元斷開或連通所述第五開關單元的第二、三端；所述第六開關單元的第一端用于控制所述第六開關單元斷開或連通所述第六開關單元的第二、三端。

所述第一、二、三、四導電極板由透明材料制成或在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔。

所述第五、六導電極板由透明材料制成或在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔。

本發(fā)明一方面的技術方案具有下述有益技術效果。

本發(fā)明指紋和觸控相融合的像元的多個指紋像元采用矩陣排列，第一信號線依次打開，指紋像元如電容式指紋像元感知指紋的脊谷，第二信號線傳出不同的信號量，若選擇第二信號線分別輸出指紋像元感應時產生的電信號的方式工作，實現大面積指紋識別的目的，則本發(fā)明指紋和觸控相融合的像元處于指紋識別工作狀態(tài)，若選擇對第二信號線分別輸出的指紋像元感應時產生的電信號進行累加成一個觸控信號，實現觸控功能的目的，則本發(fā)明指紋和觸控相融合的像元處于觸控功能工作狀態(tài)，或者第一信號線同時打開，對第二信號線分別輸出的指紋像元感應時產生的電信號進行一次累加成一個觸控信號，實現觸控功能的目的，則本發(fā)明指紋和觸控相融合的像元處于觸控功能工作狀態(tài)?？梢?，本發(fā)明指紋和觸控相融合的像元在實現指紋識別工作狀態(tài)后再對第二信號線分別輸出的指紋像元感應時產生的電信號進行累加成一個觸控信號或進行一次累加成一個觸控信號，從而實現指紋識別及觸控識別相融合的目的。

為解決上述另一方面的技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案。

一種指紋和觸控相融合的裝置，包括：

呈矩陣排列的多個上述結構的指紋和觸控相融合的像元；

與同一行所述的指紋和觸控相融合的像元的所述第一信號線電氣連接的第三信號線；以及

與同一列所述的指紋和觸控相融合的像元的所述第二信號線電氣連接的第四信號線。

本發(fā)明另一方面的技術方案具有下述有益技術效果。

本發(fā)明指紋和觸控相融合的裝置采用上述結構的指紋和觸控相融合的像元，能夠實現大面積指紋識別、大面積觸控功能、大面積指紋識別和觸控功能的相融合的功能。

為解決上述再一方面的技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案。

一種顯示屏，包括上述結構的指紋和觸控相融合的像元。

一種顯示屏，包括上述結構的指紋和觸控相融合的裝置。

上述結構的觸摸面以oncell方式集成于封裝單元外或者以incell方式集成于封裝單元內形成多層tft結構或者以incell方式集成于封裝單元內形成單層tft結構。

本發(fā)明再一方面的技術方案具有下述有益技術效果。

本發(fā)明顯示屏采用上述結構的指紋和觸控相融合的像元，能夠實現大面積指紋識別、大面積觸控功能、大面積指紋識別和觸控功能的相融合的功能，使用時可集成到顯示面板，基板可使用剛性或者柔性基板。

附圖說明

圖1示意性示出本發(fā)明的一種指紋像元的原理圖。

圖2示意性示出本發(fā)明的另一種指紋像元的原理圖。

圖3示意性示出本發(fā)明的再一種指紋像元的原理圖。

圖4示意性示出本發(fā)明的再再一種指紋像元的原理圖。

圖5示意性示出本發(fā)明的第五種指紋像元的原理圖。

圖6示意性示出本發(fā)明的第六種指紋像元的原理圖。

圖7示意性示出本發(fā)明的第七種指紋像元的原理圖。

圖8示意性示出本發(fā)明的第八種指紋像元的原理圖。

圖9示意性示出本發(fā)明的第九種指紋像元的原理圖。

圖10示意性示出本發(fā)明的第十種指紋像元的原理圖。

圖11示意性示出本發(fā)明的第十一種指紋像元的原理圖。

圖12示意性示出本發(fā)明的第十二種指紋像元的原理圖。

圖13示意性示出本發(fā)明的第十三種指紋像元的原理圖。

圖14示意性示出本發(fā)明的第十四種指紋像元的原理圖。

圖15示意性示出本發(fā)明的第十五種指紋像元的原理圖。

圖16示意性示出本發(fā)明的第十六種指紋像元的原理圖。

圖17示意性示出本發(fā)明的第十七種指紋像元的原理圖。

圖18示意性示出本發(fā)明的第十八種指紋像元的原理圖。

圖19為圖17、18中第五導電極板、第六導電極板的一種結構圖。

圖20為圖17、18中1c1、1d1信號時序圖。

圖21示意性示出本發(fā)明的指紋和觸控相融合的像元的原理圖。

圖22為第一信號線的信號依次打開時的時序圖。

圖23為第一信號線的信號依次打開時m*n個第二信號線的信號累加成觸控信號的時序圖。

圖24為第一信號線的信號同時打開時的時序圖。

圖25為第一信號線的信號同時打開時m個第二信號線的信號累加成觸控信號的時序圖。

圖26示意性示出本發(fā)明的一種指紋和觸控相融合的裝置的原理圖。

圖27示意性示出本發(fā)明的一種顯示屏的結構圖。

圖28示意性示出本發(fā)明的另一種顯示屏的結構圖。

圖29示意性示出本發(fā)明的再一種顯示屏的結構圖。

圖30示意性示出柔性臺階結構的傳感器的結構圖。

具體實施方式

為能詳細說明本發(fā)明的技術特征及功效，并可依照本說明書的內容來實現，下面對本發(fā)明的實施方式進一步說明。

為清晰起見，先對指紋像元進行說明。

圖1示意性示出本發(fā)明的一種指紋像元的原理圖。一并參見圖21，圖1所呈現的指紋像元100包括第一開關單元1、第一導電極板2、收線3及打線4。

第一開關單元1包括用于與第一信號線ctr1-ctrm電氣連接的第一端11、第二端12及第三端13，該第一開關單元1的第一端11用于控制該第一開關單元1斷開或連通第一開關單元1的第二、三端12、13。其中，m為正整數。

第一導電極板2與第一開關單元1的第二端12電氣連接。

收線3與第一開關單元1的第三端13電氣連接，其用于與第二信號線receive1-receiven電氣連接。其中，n為正整數。

打線4與收線3電氣連接實現打收一體，第一導電極板2與手指5構成電容。

圖2示意性示出本發(fā)明的另一種指紋像元的原理圖。其與圖1所呈現的實施例不同之處在于，第一導電極板2在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔21，以免影響出光率。除此之外，其他均與圖1所呈現的實施例相同。

例如，第一導電極板2可由透明材料制成，以免影響出光率。

圖3示意性示出本發(fā)明的再一種指紋像元的原理圖。圖3所呈現的實施例與圖1所呈現的實施例不同之處在于，打線4與收線3分開，rf發(fā)射器與手指5實現打信號。除此之外，其他均與圖1所呈現的實施例相同。

圖4示意性示出本發(fā)明的再再一種指紋像元的原理圖。其與圖3所呈現的實施例不同之處在于，第一導電極板2在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔21，以免影響出光率。除此之外，其他均與圖3所呈現的實施例相同。

圖3所呈現的實施例中，例如，第一導電極板2也可由透明材料制成，以免影響出光率。

圖5示意性示出本發(fā)明的第五種指紋像元的原理圖。圖5所呈現的實施例與圖1所呈現的實施例不同之處在于，打線4與收線3分開時，第二開關單元6用于斷開或連通第一導電極板2與打線4之間的電氣連接，第一導電極板2與手指5構成電容。第二開關單元6由其第一端61控制，斷開或連通第一導電極板2與打線4之間的電氣連接。

圖6示意性示出本發(fā)明的第六種指紋像元的原理圖。其與圖5所呈現的實施例不同之處在于，第一導電極板2在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔21，以免影響出光率。除此之外，其他均與圖5所呈現的實施例相同。

圖5所呈現的實施例中，例如，第一導電極板2也可由透明材料制成，以免影響出光率。

圖7示意性示出本發(fā)明的第七種指紋像元的原理圖。圖9示意性示出本發(fā)明的第九種指紋像元的原理圖。圖7所呈現的實施例與圖1所呈現的實施例不同之處在于，打線4與收線3分開時，第三開關單元8用于斷開或連通打線4與第二導電極板7之間的電氣連接。圖9所呈現的實施例與圖1所呈現的實施例不同之處在于，打線4與第二導電極板7之間直接電氣連接。上述第一、二導電極板2、7、手指5互為電容。

圖8示意性示出本發(fā)明的第八種指紋像元的原理圖。圖10示意性示出本發(fā)明的第十種指紋像元的原理圖。圖8與圖7及圖10與圖9，所呈現的實施例不同之處在于，第一、二導電極板2、7在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔21、71，以免影響出光率。除此之外，其他均與圖7、9所呈現的實施例相同。

圖7、9所呈現的實施例中，例如，第一、二導電極板2、7也可由透明材料制成，以免影響出光率。

圖11示意性示出本發(fā)明的第十一種指紋像元的原理圖。圖13示意性示出本發(fā)明的第十三種指紋像元的原理圖。圖11所呈現的實施例與圖1所呈現的實施例不同之處在于，打線4與收線3分開時，第四開關單元1a用于斷開或連通打線4與第一導電極板2之間的電氣連接。圖13所呈現的實施例與圖1所呈現的實施例不同之處在于，打線4與第一導電極板2之間直接電氣連接。圖11、13所呈現的實施例，ref信號線（參考信號線）電氣連接有第三導電極板9，第一、三導電極板2、9、手指5互為電容。除此之外，其他均與圖1所呈現的實施例相同。

圖12示意性示出本發(fā)明的第十二種指紋像元的原理圖。圖14示意性示出本發(fā)明的第十四種指紋像元的原理圖。圖12與圖11及圖14與圖13，所呈現的實施例不同之處在于，第一、三導電極板2、9在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔21、9，以免影響出光率。除此之外，其他均與圖11、13所呈現的實施例相同。

圖11、13所呈現的實施例中，例如，第一、三導電極板2、9也可由透明材料制成，以免影響出光率。

圖15示意性示出本發(fā)明的第十五種指紋像元的原理圖。圖15所呈現的實施例與圖1所呈現的實施例不同之處在于，打線4與收線3分開時，rf發(fā)射器與手指5實現打信號，ref信號線電氣連接有第四導電極板1b，第一、四導電極板2、1b、手指5互為電容。

圖16示意性示出本發(fā)明的第十六種指紋像元的原理圖。其與圖15所呈現的實施例不同之處在于，第一、四導電極板2、1b采用透明材料制成或在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔21、1b1，以免影響出光率。除此之外，其他均與圖15所呈現的實施例相同。

圖17示意性示出本發(fā)明的第十七種指紋像元的原理圖。圖18示意性示出本發(fā)明的第十八種指紋像元的原理圖。一并參見圖21，指紋像元100包括收線3、打線4、第五開關單元1c、第六開關單元1d、信號放大單元1e、第五導電極板1f及第六導電極板1g。

第五開關單元1c包括用于與第一信號線ctr1-ctrm電氣連接的第一端1c1、第二端1c2及第三端1c3。

第五導電極板1f與第五開關單元1c的第二端1c2電氣連接。

第六導電極板1g與第五導電極板1f構成電容。

第六開關單元1d包括用于與第一信號線ctr1-ctrm電氣連接的第一端1d1、第二端1d2及第三端1d3。

信號放大單元1e輸出端1e3與第六開關單元1d的第二端1d2電氣連接，其輸入端1e1與第六導電極板1g電氣連接。信號放大單元1e的第二端1e2由vdd供電，用于放大探測信號，第六導電極板1g輸出一調節(jié)信號，當第五導電極板1f、第六導電極板1g構成的電容傳感單元探測的信號偏小時，第六導電極板1g輸出為一脈沖信用來調節(jié)信號放大單元1e的輸入端1e1的電壓的大小；當前述電容傳感器單元探測的信號量不小時，第六導電極板1g輸出為一直流信號，可用來屏蔽雜訊，或者直接取消第六導電極板1g。

收線3與第六開關單元1d的第三端1d3電氣連接，其用于與第二信號線receive1-receiven電氣連接。

其中，參見圖17，第五開關單元1c的第三端1c3與打線4電氣連接，第五導電極板1f與手指5構成電容。參見圖18，第五開關單元1c的第三端1c3與位置信號線1h電氣連接，rf發(fā)射器與手指5實現打信號，第五、六導電極板1f、1g、手指5互為電容。

上述第五開關單元1c的第一端1c1用于控制第五開關單元1c斷開或連通第五開關單元1c的第二、三端1c2、1c3。上述第六開關單元1d的第一端1d1用于控制第六開關單元1d斷開或連通所述第六開關單元1d的第二、三端1d2、1d3。

圖19為圖17、18中第五導電極板、第六導電極板的一種原理圖。第五導電極板1f、第六導電極板1g在顯示出光區(qū)域設置有供光穿過的通孔1f1、1g1，以免影響出光率。

例如，第五導電極板1f、第六導電極板1g也可由透明材料制成。

上述第一、二、三、四、五、六開關單元1、6、8、1a、1c、1d可以但不限于選用mos管，例如，還可以選用soi管，tft，氧化物管等。

圖20為圖17、18中1c1、1d1信號時序圖。參見圖21，為本發(fā)明眾多實施例中的一種指紋和觸控相融合的像元，包括指紋像元100、第一信號線及第二信號線。

指紋像元100為多個，其呈矩陣排列，圖21所呈現的是m行n列的矩陣，其中，m、n均為正整數。指紋像元100可以但不限于為本文上述所描述的指紋像元。

同一行的指紋像元100與一條第一信號線電氣連接，例如，第一行的指紋像元100與第一信號線ctr1電氣連接，第2行的指紋像元100與第一信號線ctr2電氣連接，依此類推。

同一列的指紋像元100與一條第二信號線電氣連接，例如，第一列的指紋像元100與第二信號線receive1電氣連接，第2列的指紋像元100與第二信號線receive2電氣連接，依此類推。

一并參見圖21-25，第一信號線ctr1-ctrm依次打開，第二信號線receive1-receiven分別輸出指紋像元100感應時產生的電信號，然后對第二信號線receive1-receiven分別輸出的指紋像元100感應時產生的電信號進行累加成一個觸控信號，即圖23中的tp信號?；蛘撸谝恍盘柧€ctr1-ctrm同時打開，對第二信號線receive1-receiven分別輸出的指紋像元100感應時產生的電信號進行一次累加成一個觸控信號，即圖25中的tp信號。

一并參見圖21、26，為本發(fā)明眾多實施例中的一種指紋和觸控相融合的裝置，包括指紋和觸控相融合的像元200、第三信號線及第四信號線。

指紋和觸控相融合的像元200為多個，其呈矩陣排列，圖26所呈現的是x行y列的矩陣，其中，x、y均為正整數。

第三信號線有x條，即第三信號線c1-cx；第四信號線有y條，即第四信號線r1-ry。

同一行的指紋和觸控相融合的像元200的第一信號線與一條第三信號線電氣連接。例如，第三信號線c1與同一行的指紋和觸控相融合的像元200的第一信號線ctr1電氣連接，第三信號線c2與同一行的指紋和觸控相融合的像元200的第一信號線ctr2電氣連接，等等，依此類推。

同一列的指紋和觸控相融合的像元200的第二信號線與一條第四信號線電氣連接。例如，第四信號線r1與同一列的指紋和觸控相融合的像元200的第二信號線receive1電氣連接，第四信號線r2與同一列的指紋和觸控相融合的像元200的第二信號線receive2電氣連接，等等，依此類推。

本發(fā)明描述一種顯示屏，包括上文所描述的指紋和觸控相融合的像元。

一并參見圖27-29，圖27所呈現的顯示屏是顯示屏，將上述結構的觸摸面以oncell方式集成于封裝單元外；圖28所呈現的顯示屏，將上述結構的觸摸面以incell方式集成于封裝單元內形成多層tft結構；圖29所呈現的顯示屏，將上述結構的觸摸面以incell方式集成于封裝單元內形成單層tft結構。

參見圖30，本發(fā)明還可采用柔性基板做成柔性傳感器，考慮指紋信號偏弱，可考慮把傳感器的一部分區(qū)域墊高。這樣可分為平面型傳感器，臺階型傳感器。臺階型為在臺階一上做像元尺寸可適當偏大，臺階二上做正常的指紋像元，當然臺階一像元也可以采用正常尺寸。而平面型則為傳感器沒有采用墊高，整個傳感器出于同一平面。

需要說明的是，上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何適合的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再進行描述。

上面參照實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，是說明性的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明總體構思下的變化和修改，均在本發(fā)明的保護范圍之內。