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CN111868735B - 触控面板及其驱动方法、以及显示装置 - Google Patents

触控面板及其驱动方法、以及显示装置 Download PDF

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CN111868735B
CN111868735B CN201980000212.0A CN201980000212A CN111868735B CN 111868735 B CN111868735 B CN 111868735B CN 201980000212 A CN201980000212 A CN 201980000212A CN 111868735 B CN111868735 B CN 111868735B
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Abstract

一种触控面板及其驱动方法，以及显示装置。该触控面板包括：触控检测结构和指纹识别结构，包括层叠设置的第一电极、电路结构以及压电层。在平行于压电层的主表面的平面内，第一电极包括沿第一方向排列，且沿第二方向延伸的多个第一子电极条，电路结构包括沿第一方向和第二方向阵列排布的多个电路子结构，每个电路子结构包括检测电极；且沿第一方向，每个第一子电极条在压电层主表面上的正投影覆盖至少两个电路子结构的检测电极在压电层主表面上的正投影。本公开实施例提供的触控面板可以实现利用超声波既进行触控检测，又进行指纹的识别，并且可以通过触控检测确定触控区域以后，对触控区域进行指纹识别以提高识别精度和减少识别时间。

Description

触控面板及其驱动方法、以及显示装置
技术领域
本公开至少一个实施例涉及一种触控面板及其驱动方法、以及显示装置。
背景技术
目前，超声波技术应用于指纹识别是热门的研究方向。超声波指纹识别结构为三叠层结构，包括驱动电极、接收电极以及位于两者之间的压电层。对驱动电极和接收电极加载驱动电压时，压电层受到电压激发产生逆压电效应，向外发射第一超声波。该第一超声波接触手指后，被手指反射回第二超声波。由于手指包括谷和脊，所以被手指反射回到压电层的第二超声波震动强度有差异，此时，对驱动电极加载固定电压，则压电层将第二超声波转换成电压信号，该电压信号通过接收电极传输给指纹识别模块，根据该电压信号判断谷和脊的位置。
发明内容
本公开的至少一实施例提供一种触控面板及其驱动方法、以及显示装置。
本公开的至少一实施例提供一种触控面板，包括：
层叠设置的第一电极、电路结构以及压电层；
所述层叠设置的第一电极、电路结构以及压电层被配置为用作触控检测结构和指纹识别结构；
所述压电层被配置发射和/或接收超声波；
所述电路结构被配置为所述指纹识别结构的超声检测部；
其中，在平行于所述压电层的主表面的平面内，所述第一电极包括沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个第一子电极条，所述电路结构包括沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个电路子结构，每个所述电路子结构包括检测电极；
沿所述第一方向，每个所述第一子电极条在所述压电层主表面上的正投影覆盖至少两个所述电路子结构的检测电极在所述压电层主表面上的正投影。
例如，触控面板还包括：
沿所述第一方向延伸的多条检测线，沿所述第二方向延伸的多条选通线；
所述电路子结构还包括第一薄膜晶体管；
所述选通线与所述第一薄膜晶体管的栅极连接；
所述检测线与所述第一薄膜晶体管的源极和漏极之一连接；
所述电路子结构的检测电极被配置为与所述第一薄膜晶体管的与所述检测线连接的源极相对应的漏极或与所述检测线连接的漏极相对应的源极连接。
例如，所述电路结构被配置为所述触控检测结构的超声检测部时，所述多个电路子结构作为沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个触控检测区；
沿所述第二方向排列的一行所述触控检测区为一触控检测区组，沿所述第一方向排列的多个触控检测区组与所述多个第一子电极条一一对应。
例如，与沿所述第一方向排列的一列所述触控检测区中的所述多个电路子结构连接的所述多条检测线中的任意相邻两条检测线分别与第二薄膜晶体管的源极和漏极连接；
所述触控面板还包括沿所述第二方向延伸的信号线，所述信号线与所述第二薄膜晶体管的栅极连接。
例如，所述触控检测结构复用为所述指纹识别结构，且所述触控检测结构为包括所述第一电极、所述电路结构以及位于所述第一电极和所述电路结构之间的所述压电层的叠层结构。
例如，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括复用的超声波激发部和超声波检测部；
所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的所述第一压电层；
所述超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、第三电极以及位于所述电路结构和所述第三电极之间的所述第二压电层。
例如，触控面板还包括触控检测或指纹识别的操作面，其中，所述超声波激发部位于所述超声波检测部远离所述操作面的一侧。
例如，所述第二电极和所述第三电极为板状电极且覆盖所述多个触控检测区，且被配置为加载固定电压。
例如，所述第二电极和所述第三电极为同一电极。
例如，所述压电层包括第一压电层和第二压电层；
所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括共用的超声波激发部；
所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述第一压电层；
所述第二电极包括沿所述第二方向排列，且沿所述第一方向延伸的多个第二子电极条。
例如，所述超声波激发部复用为所述触控检测结构的第一超声波检测部；
所述指纹识别结构还包括第二超声波检测部；
所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第二电极以及位于所述电路结构和所述第二电极之间的所述第二压电层；或者，所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第一电极以及位于所述电路结构和所述第一电极之间的所述第二压电层。
例如，触控面板还包括触控检测或指纹识别的操作面，其中，所述第二超声波检测部位于所述超声波激发部面向所述操作面的一侧。
本公开另一实施例提供一种显示装置，包括显示面板以及上述触控面板，所述触控面板位于所述显示面板的非显示侧。
本公开另一实施例提供一种触控面板的驱动方法，包括触控检测阶段和指纹识别阶段，包括：
对第N行所述第一子电极条加载第一电信号以激发所述压电层发射第一超声波信号；
所述压电层将所述触控面板的触控检测或指纹识别的操作面侧反射回的第二超声波信号转化为第二电信号，所述电路结构输出所述第二电信号，其中，N为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
例如，所述触控检测结构复用为所述指纹识别结构，且所述触控检测结构为包括所述第一电极、所述电路结构以及位于所述第一电极和所述电路结构之间的所述压电层的叠层结构，所述多个电路子结构划分为沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个触控检测区，沿所述第二方向排列的一行所述触控检测区为一触控检测区组，沿所述第一方向排列的多个触控检测区组与所述多个第一子电极条一一对应，
所述触控检测阶段包括第一超声波发射阶段和第一检测阶段；
所述第一超声波发射阶段包括：对第N行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对与第N行所述第一子电极条对应的第N行所述触控检测区包括的所述多个电路子结构加载固定电压以激发所述压电层发射所述第一超声波信号；
所述第一检测阶段包括：对第N行所述第一子电极条加载固定电压，通过第N行所述触控检测区包括的所述多个电路子结构输出所述第二电信号以进行触控检测。
例如，所述指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段和第二检测阶段；
所述第二超声波发射阶段包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对与第M行所述第一子电极条对应的第M行所述触控检测区包括的所述多个电路子结构加载固定电压以激发所述压电层发射所述第一超声波信号；
或者，对每个所述第一子电极条加载所述第一电信号，对与每个电路子结构加载固定电压以激发所述压电层发射所述第一超声波信号；
所述第二检测阶段包括：对第M行所述第一子电极条加载固定电压，通过第M行所述触控检测区中的各行所述电路子结构输出所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
例如，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括共用的超声波激发部和超声波检测部，所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的所述第一压电层，所述超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、第三电极以及位于所述电路结构和所述第三电极之间的所述第二压电层，所述多个电路子结构划分为沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个触控检测区，沿所述第二方向排列的一行所述触控检测区为一触控检测区组，沿所述第一方向排列的多个触控检测区组与所述多个第一子电极条一一对应，
所述触控检测阶段包括第一超声波发射阶段和第一检测阶段；
所述第一超声波发射阶段包括：对第N行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对所述第二电极加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述第一检测阶段包括：对所述第三电极加载固定电压，通过与第N行所述第一子电极条对应的第N行所述触控检测区输出所述第二电信号以进行触控检测。
例如，所述指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段和第二检测阶段，所述第二超声波发射阶段包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对所述第二电极加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；或者，对每个第一子电极条加载所述第一电信号，对所述第二电极加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述第二检测阶段包括：对所述第三电极加载固定电压，通过与第M行所述第一子电极条对应的第M行所述触控检测区中的各行所述电路子结构输出所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
例如，沿所述第一方向延伸的多条检测线，沿所述第二方向延伸的多条选通线，所述选通线与所述电路子结构包括的第一薄膜晶体管的栅极相连，所述检测线与所述电路子结构包括的第一薄膜晶体管的源极和漏极之一相连；
所述选通线被配置为作为所述电路子结构的开关信号传输线；
在所述第一薄膜晶体管处于开启状态时，所述检测线被配置为检测电信号；
与沿所述第一方向排列的一列所述触控检测区中的所述多个电路子结构连接的所述多条检测线中的任意相邻两条检测线分别与第二薄膜晶体管的源极和漏极连接；
所述触控面板还包括沿所述第二方向延伸的信号线，所述信号线与所述第二薄膜晶体管的栅极连接，被配置为传输打开或关闭所述第二薄膜晶体管的信号，
在所述第一检测阶段，对与第N行所述触控检测区内的所述电路子结构连接的所述选通线输入第一开启电压以使所述电路子结构处于工作状态，且所述第二薄膜晶体管被所述信号线输入第二开启电压以使与一列所述触控检测区中的所述多个电路子结构连接的所述多条检测线导通；
在所述第二检测阶段，对与第M行所述触控检测区内的所述电路子结构连接的所述选通线输入所述第一开启电压以依次使每行所述电路子结构处于工作状态，且所述第二薄膜晶体管处于关闭状态。
例如，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括共用的超声波激发部，所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述第一压电层，所述第二电极包括沿所述第二方向排列，且沿所述第一方向延伸的多个第二子电极条，
所述触控检测阶段包括第一超声波发射阶段，包括：对第N行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对每个所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述超声波激发部复用为所述触控检测结构的第一超声波检测部，所述触控检测阶段还包括第一检测阶段，包括：对第N行所述第一子电极条加载固定电压，通过所述第二子电极输出所述第一压电层将反射回的第三超声波信号转化为的第三电信号以进行触控检测。
例如，所述指纹识别结构还包括第二超声波检测部，所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第二电极以及位于所述电路结构和所述第二电极之间的所述第二压电层，
所述指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段，包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条以及第M列所述第二子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对第M列所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；或者，对每个所述第一子电极条加载所述第一电信号，对每个所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述指纹识别阶段还包括第二检测阶段，包括：对第M列所述第二子电极条加载固定电压，或者对每个所述第二子电极条加载固定电压，通过沿垂直于所述第二压电层的主平面方向与第M行所述第一子电极条对应的各行所述电路子结构输出所述第二压电层将反射回的第二超声波信号转化为的所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
例如，所述指纹识别结构还包括第二超声波检测部，所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第一电极以及位于所述电路结构和所述第一电极之间的所述第二压电层，
所述指纹识别阶段还包括第二超声波发射阶段，包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条以及第M列所述第二子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对第M列所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号，或者，对每个所述第一子电极条加载所述第一电信号，对每个所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述指纹识别阶段还包括第二检测阶段，包括：对第M行所述第一子电极条加载固定电压，或者对每个所述第一子电极条加载固定电压，通过沿垂直于所述第二压电层的主平面方向与第M行所述第一子电极条对应的各行所述电路子结构输出所述第二压电层受到反射回的第二超声波信号作用而产生的所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1A为一种包括超声波指纹识别结构以及互容式触控检测结构的显示装置；
图1B为另一种包括超声波指纹识别结构以及互容式触控检测结构的显示装置；
图1C为图1A所示的超声波指纹识别结构的工作原理示意图；
图2A为本公开一实施例的一示例提供的触控面板的局部剖面结构示意图；
图2B为图2A所示的第一电极的局部平面结构示意图；
图2C为图2A所示的电路结构的局部平面结构示意图；
图2D为图2C所示的简化结构示意图；
图2E为图2A所示的触控面板的触控检测阶段的时序图；
图2F为图2A所示的触控面板的指纹识别阶段的时序图；
图2G为本公开一实施例的另一示例提供的触控面板的局部结构示意图；
图2H为图2C所示的电路子结构的示意图；
图3为本公开另一实施例提供的触控面板的局部剖面结构示意图；
图4A为本公开另一实施例提供的触控面板的局部剖面结构示意图；
图4B为图4A所示的第一电极与第二电极的局部平面结构示意图；
图4C为图4A所示的电路结构的局部平面结构示意图；
图5为本公开另一实施例提供的触控面板的局部剖面结构示意图；
图6A为本公开另一实施例的一示例提供的显示装置的局部剖面结构示意图；
图6B为本公开另一实施例的另一示例提供的显示装置的局部剖面结构示意图；
图6C为本公开另一实施例提供的显示装置的局部剖面结构示意图；
图6D为本公开另一实施例提供的显示装置的局部剖面结构示意图；以及
图6E为本公开另一实施例提供的显示装置的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
图1A为一种包括超声波指纹识别结构以及互容式触控检测结构的显示装置。图1A所示的显示装置为集成度较高的装置。如图1A所示，该显示装置将超声波指纹识别结构设置在有机发光二极管显示面板中，以使该显示面板集成了显示、触控以及指纹识别的功能。该显示装置包括依次层叠(沿如图1A所示的Y方向层叠设置)的盖板玻璃10、触控结构11、第一衬底基板12，有机发光二极管的阴极层13、发光层14以及像素阵列层15，位于像素阵列层15远离发光层14的一侧的压电层16、驱动电极层17以及第二基板18。超声波指纹识别结构包括驱动电极层17、像素阵列层15以及位于两层之间的压电层16，该三层结构构成了指纹识别结构的压电三明治结构。驱动电极层17为整面金属层，像素阵列层15既作为有机发光二极管显示所用的像素电路，又作为超声波指纹识别结构的接收电极。该显示装置包括的触控结构为一般的电容式触控结构，且触控结构位于发光层14用于显示的一侧。
图1B为另一种包括超声波指纹识别结构以及互容式触控检测结构的显示装置。与图1A所示的显示装置相比，图1B所示的显示装置为集成度较低的装置。如图1B所示，该显示装置包括依次层叠(沿如图1B所示的Y方向层叠设置)的盖板玻璃20、触控结构21、第一衬底基板22，有机发光二极管的阴极层23、发光层24以及像素阵列层25，第二衬底基板26，位于第二衬底基板26远离像素阵列层25的一侧的超声波指纹识别结构，以及超声波识别结构远离第二衬底基板26一侧的第三衬底基板30。图1B所示的超声波指纹识别结构包括驱动电极层27、接收电路结构层29以及位于两层之间的压电层28，该三层结构构成了指纹识别结构的压电三明治结构。图1B所示的显示装置将超声波指纹识别结构放置于有机发光二极管显示模组远离盖板玻璃20的一侧，即将超声波指纹识别结构以外挂的方式实现。
图1C为图1A所示的超声波指纹识别结构的工作原理示意图。如图1C所示，对驱动电极层17加载高压正弦电信号1，对像素阵列层15加载固定电压时，压电层16受到电压激发产生逆压电效应，向外发射第一超声波2。该第一超声波2接触手指后，被手指反射回第二超声波5。由于手指的指纹包括谷3和脊4，所以被手指指纹不同位置的谷3和脊4反射回到压电层16的第二超声波5震动强度有差异，此时，停止对像素阵列层15的驱动，将对驱动电极层17的驱动变为固定电压，则压电层16将第二超声波5转化成电压信号，该电压信号通过像素阵列层15传输给集成电路，集成电路根据该电压信号判断手指的谷3和脊4的位置。
本公开的实施例提供一种触控面板及其驱动方法，以及显示装置。该触控面板包括：层叠设置的第一电极、电路结构以及压电层；层叠设置的第一电极、电路结构以及压电层被配置为用作触控检测结构和指纹识别结构；压电层被配置发射和/或接收超声波；电路结构被配置为指纹识别结构的超声检测部；其中，在平行于压电层的主表面的平面内，第一电极包括沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个第一子电极条，电路结构包括沿第一方向和第二方向阵列排布的多个电路子结构，每个电路子结构包括检测电极；沿第一方向，每个第一子电极条在压电层主表面上的正投影覆盖至少两个电路子结构的检测电极在压电层主表面上的正投影。本公开实施例提供的触控面板可以实现用超声波既进行触控检测，又进行指纹的识别，并且可以通过触控检测确定触控区域以后，对触控区域进行指纹识别以提高识别精度和减少识别时间。
下面结合附图对本公开实施例提供的触控面板及其驱动方法，以及显示装置进行描述。
本公开至少一实施例提供一种触控面板，图2A为本公开一实施例提供的触控面板的局部剖面结构示意图，图2B为图2A所示的第一电极的局部平面结构示意图，图2C为图2A所示的电路结构的局部平面结构示意图，图2D为图2C的简化结构示意图，图2E为触控检测阶段的时序图，图2F为指纹识别阶段的时序图，图2H为图2C所示的电路子结构的示意图。
如图2A-图2C所示，触控面板包括触控检测结构100和指纹识别结构200。触控检测结构100和指纹识别结构200包括层叠设置的第一电极210、电路结构220以及压电层230，这里的层叠设置指沿图2A中所示的Y方向层叠设置。
如图2A-图2C和图2H所示，在平行于压电层230的主表面的平面内，即在图中所示的XZ平面内，第一电极210包括沿第一方向(即Z方向)排列，且沿第二方向(即X方向)延伸的多个第一子电极条211，电路结构220包括沿第一方向和第二方向阵列排布的多个电路子结构221，每个电路子结构221包括检测电极2210。沿第一方向，每个第一子电极条211在压电层230主表面上的正投影覆盖至少两个电路子结构221的检测电极2210在压电层230主表面上的正投影，即，沿第一方向，每个第一子电极条211的尺寸至少是每个电路子结构221的检测电极2210的尺寸的两倍以上，且沿Y方向，第一子电极条111与电路子结构221有交叠。例如，每个第一子电极条211在压电层230主表面上的正投影也可以覆盖至少两个电路子结构221在压电层230主表面上的正投影。
例如，如图2A-图2D所示，压电层230包括第一压电层231和第二压电层232，触控检测结构100和指纹识别结构200包括共用的超声波激发部2001和超声波检测部2002，即触控检测结构的超声波激发部复用为指纹识别结构的超声波激发部，触控检测结构的超声波检测部复用为指纹识别结构的超声波检测部。超声波激发部2001包括层叠设置的第一电极210、第二电极240以及位于第一电极210和第二电极240之间的第一压电层231，超声波检测部2002包括层叠设置的电路结构220、第三电极250以及位于电路结构220和第三电极250之间的第二压电层232。本实施例提供的触控面板可以采用超声波技术实现触控和指纹的检测，且通过触控检测确定触控区域以后，对触控区域进行指纹识别可以提高识别精度和减少识别时间。
例如，如图2C和图2H所示，触控面板还包括沿第一方向延伸的多条检测线201，沿第二方向延伸的多条选通线202。选通线202和检测线201分别与每个电路子结构221相连，选通线202与电路子结构221包括的第一薄膜晶体管T3的栅极相连，检测线201与电路子结构221包括的第一薄膜晶体管T3的源极和漏极之一相连，电路子结构221的检测电极2210被配置为与第一薄膜晶体管T3的与检测线201连接的源极相对应的漏极或与检测线201连接的漏极相对应的源极连接，这里检测电极与第一薄膜晶体管T3的源极和漏极的另一个的连接可以是直接连接，也可以通过其他部件间接连接，例如检测电极2210通过图2H所示的第四薄膜晶体管T2与第一薄膜晶体管T3的源极和漏极的另一个的连接。多条检测线201均与集成电路(IC)206连接。选通线202作为电路子结构221的开关信号输入线，为第一薄膜晶体管T3输入开关信号，在第一薄膜晶体管T3处于开启状态下，检测线201被配置为传输电信号。
例如，如图2H所示，本实施例中的电路子结构221可以包括多个薄膜晶体管(例如T1-T3)、检测电极2210以及二极管。例如，第三薄膜晶体管T1的源漏极之一与检测电极2210连接，在第三薄膜晶体管T1处于开启状态时，可以将驱动电压Vq传输给检测电极2210，此时驱动电极被输入交流电压信号，位于检测电极和驱动电极之间的压电层可以发射超声波。在第三薄膜晶体管T1处于关闭状态时，检测电极2210不被输入电压信号，此时驱动电极被输入固定电压信号后，压电层开始接收超声波，并将超声波信号转换为电信号，电信号从检测电极2210输入到第四薄膜晶体管T2的栅极，检测电极2210输入到第四薄膜晶体管T2的栅极的电压随超声波信号强度而变化。第四薄膜晶体管T2的第一极被输入固定电位时，A点处的不同电位可以控制第四薄膜晶体管T2的第二极输出不同电流。第一薄膜晶体管T3的栅极与选通线202连接，在选通线202被输入开启电信号以打开该薄膜晶体管以后，第四薄膜晶体管T2的第二极输出的不同电流输入到第一薄膜晶体管T3的第一极，该电流通过与第一薄膜晶体管T3的第二极连接的检测线201传输给集成电路206以进行触控或指纹的检测。
然而，在选通线202没有被输入开启电信号时，第一薄膜晶体管T3处于关闭状态，电路子结构221不能将电信号传输给检测线201。电路子结构包括的二极管与偏置电压源连接，输入到二极管的偏置电压处于高电平时，可以起到选择超声回波信号的作用，此时可以将前期回波在A点产生的回波信号消除，并开始采样回波，在采样结束后，偏置电压处于低电平以使后面的回波信号不会对A点电位造成影响。也就是偏置电压处于高电平阶段就是回波采样阶段，以采集有效的超声波信号，并消除干扰的回波信号。
例如，如图2C-图2D所示，多个电路子结构221划分为沿第一方向和第二方向阵列排布的多个触控检测区2200。
本公开实施例中的每个触控检测区2200作为一个触控检测单元，每个电路子结构221作为一个指纹识别检测单元，每个触控检测区2200包括至少两行两列电路子结构221。
例如，如图2C-图2D所示，与沿第一方向排列的同一列触控检测区2200中的多个电路子结构221连接的多条检测线201中的相邻两条检测线与一个第二薄膜晶体管204的源极2041和漏极2042分别连接；相邻的两列触控检测区2200中的多个电路子结构221连接的检测线201之间无连接关系。即，与每个触控检测区2200中包括的多个电路子结构221连接的多个检测线201之间通过多个第二薄膜晶体管204的源漏极连接，而多个第二薄膜晶体管204的栅极与信号线205连接。当信号线205选通时，每个触控检测区2200对应的所有第二薄膜晶体管204都处于打开状态时，每个触控检测区2200的多条检测线201电连接；当信号线205未选通时，所有第二薄膜晶体管204处于关闭状态时，每个触控检测区2200的检测线201彼此不导通。
例如，与沿第二方向排列的一行触控检测区2200中的多个电路子结构221连接的多条选通线202与一个行驱动单元207电连接，即，沿第二方向排列的一行触控检测区2200为一触控检测区组，一个触控检测区组与一个行驱动单元207电连接；且不同行的触控检测区2200中的多条选通线202与不同的行驱动(GOA，gate driver on array)单元207电连接，即不同触控检测区组与不同行驱动单元207电连接。本实施例以第一方向为触控检测区2200排列的列方向，第二方向为触控检测区2200排列的行方向为例进行描述。
例如，如图2A-图2D所示，沿垂直于压电层230的主平面的方向，一行触控检测区2200与一条第一子电极条211相对，即，一行触控检测区2200在压电层230上的正投影与一条第一子电极条211在压电层230上的正投影交叠。触控检测区2200的行数与第一子电极条211的数量相等，即多行触控检测区2200与多条第一子电极条211一一对应，也就是多个触控检测区组与多个第一子电极条一一对应。
例如，如图2A所示，超声波检测部2002还包括第一衬底2020，用于承载电路结构220。
例如，如图2A所示，超声波激发部2001通过第一胶体2010与超声波检测部2002粘结。
例如，如图2A所示，触控面板还包括触控检测或指纹识别的操作面260，该触控检测或指纹识别的操作面260为触控面板的用于实现触控检测或者指纹识别的面。超声波激发部2001位于超声波检测部2002远离触控检测或指纹识别的操作面260的一侧以降低超声波激发部2001对超声波检测部2002在触控检测以及指纹识别过程中产生的不良影响。在包括上述触控面板的触控装置中，操作面可以为触控装置的盖板的表面，此时超声波激发部位于超声波检测部远离盖板的一侧。
例如，本实施例中的第二电极240和第三电极250为板状电极，即在XZ平面内，第二电极240和第三电极250为覆盖多个触控检测区2200的整面电极。并且，第二电极240和第三电极250被配置为加载固定电压。本实施例中的第二电极与第三电极设置为整面电极可以简化调试。
例如，第二电极240和第三电极250的材料可以为金属材料，也可以为其他导电材料，本实施例对此不作限制。
例如，本实施例中的压电层230的材料可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)等压电聚合物材料，本实施例包括但不限于此。本实施例中的第一压电层231和第二压电层232的材料可以相同，也可以不同，只要能被激发产生超声波信号，又能将接收的超声波信号转化为电信号即可。
例如，本实施例中的第一电极210的材料可以是金属材料，也可以是其他导电材料，本实施例在此不做限制。
例如，本实施例提供的触控面板的驱动方法包括触控检测阶段和指纹识别阶段，包括：对第N行第一子电极条211加载第一电信号以激发压电层230发射第一超声波信号；电路结构220输出压电层230受到反射回的第二超声波信号作用而产生的第二电信号，其中，N为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
如图2A-图2F所示，本实施例中的触控检测结构100和指纹识别结构200共用超声波激发部2001和超声波检测部2002。
例如，超声波激发部2001作为触控检测结构100的超声波激发部时，触控检测阶段包括第一超声波发射阶段，包括：对第N行第一子电极条211(例如第一行第一子电极条2111或第二行第一子电极条2112)加载第一电信号(例如高压正弦波信号)，对第二电极240加载固定电压以使第一压电层231产生逆压电效应，发射第一超声波信号。
这里的逆压电效应指在压电层的材料的极化方向施加电场时，压电层的材料就在一定方向上产生机械变形或者机械应力，即电能与机械能之间发生转换。如果施加的电信号为高频电信号，则压电层的材料会产生高频声信号，也就是超声波信号。
例如，超声波检测部2002作为触控检测结构100的超声波检测部时，触控检测阶段还包括第一检测阶段，包括：对第三电极250加载固定电压，通过与第N行第一子电极条211对应的第N行触控检测区2200输出第二压电层232受到反射回的第二超声波信号的作用而产生的第二电信号，从而进行触控检测。
例如，第一超声波信号可以被触控位置处的物体，例如手指反射，还可以被无触控位置处的空气反射，本实施例中，被触控位置处的手指以及无触控位置处的空气反射回第二压电层232的超声波信号均称为第二超声波信号。此时，对第三电极250输入固定电压，则第二压电层232将第二超声波信号转换为第二电信号，第N行触控检测区2200中的电路子结构221将第二电信号通过检测线201传输至集成电路206以进行触控检测。
由于手指与例如触控面板中其他膜层反射超声波的反射率差异较小，所以第一超声波信号被触控位置处的外界物体(例如手指)反射回的第二超声波信号的强度较小，而无触控位置处的空气与上述膜层反射超声波的反射率差异大，所以第一超声波信号被无触控位置处的空气反射回的第二超声波信号的强度较大，第二压电层将强度不同的第二超声波信号转化为强度不同的第二电信号，因此根据第二电信号的强度可以分辨触控位置。
例如，在第一超声波发射阶段，对第一行第一子电极条2111加载第一电信号后，第一压电层231发射第一超声波信号。在第一检测阶段，通过与第一行触控检测区2200对应的第一个行驱动单元2071为与该行触控检测区2200包括的电路子结构221连接的多条选通线202输入第一开启电压(例如高电平信号)以使该行触控检测区2200包括的所有电路子结构221处于工作状态，与该行触控检测区2200包括的多个电路子结构221连接的检测线201可以将电路子结构221接收的第二电信号传输至集成电路206。检测完成后，在下一个第一超声波发射阶段，对第二行第一子电极条2112加载第一电信号后，第一压电层231发射第一超声波信号。在下一个第一检测阶段，通过与第二行触控检测区2200对应的第二个行驱动单元2072为与该行触控检测区2200包括的电路子结构221连接的多条选通线202输入第一开启电压以使该行触控检测区2200包括的所有电路子结构221处于工作状态，与该行触控检测区2200包括的多个电路子结构221连接的检测线201可以将电路子结构221接收的第二电信号传输至集成电路206。依照上述驱动过程，依次进行第一超声波信号的发射，与第二超声波信号的检测直至完成触控检测。
上述的电路子结构处于工作状态指电路子结构可以将第二压电层产生的第二电信号传输给检测线的状态。
上述对第一子电极条加载第一电信号可以采用双端驱动的方式以降低负载(loading)。
例如，在电路子结构221输出第二电信号时(也即在第一检测阶段)，第二薄膜晶体管204被信号线205输入第二开启电压(例如高电平信号)以使与一列触控检测区2200中的多个电路子结构221连接的多条检测线201连接，从而每列触控检测区2200中的电路子结构221接收的电信号可以相当于通过一条检测线201输出至集成电路206以对触控位置进行判断。也就是，每条检测线201与集成电路206的一个接口(图中未示出)连接，在第二薄膜晶体管204处于开启状态时，由于与一列触控检测区2200中的多个电路子结构221连接的多条检测线201电连接，因此，可以仅通过一个接口将第二电信号传输至集成电路206以进行触控检测，可以节省电量。而在第一超声波发射阶段，信号线205被输入低电平，第二薄膜晶体管204处于关闭状态。
例如，指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段和第二检测阶段。
例如，在超声波激发部2001作为指纹识别结构200的超声波激发部时，第二超声波发射阶段包括：根据触控检测阶段判断第M(M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数)行第一子电极条211所在位置为触控区域后，对第M行第一子电极条211加载第一电信号，对第二电极220加载固定电压以激发第一压电层231发射第一超声波信号。本实施例不限于此，还可以是对所有第一子电极条均加载第一电信号。
例如，在超声波检测部2002作为指纹识别结构200的超声波检测部时，第二检测阶段包括：对第三电极250加载固定电压，通过与第M行第一子电极条211对应的第M行触控检测区2200中的各行电路子结构221输出第二电信号以进行指纹识别。
例如，第一超声波信号接触到手指以后，向第二压电层232反射回第二超声波信号。此时，对第三电极250加载固定电压，则第二压电层232将第二超声波信号转化为第二电信号，与第M行第一子电极条211对应的第M行触控检测区2200中的电路子结构221逐行将第二电信号传输给集成电路206以进行指纹识别。
例如，在电路子结构221输出第二压电层232产生的第二电信号时，行驱动单元207控制该行触控检测区2200包括的多条选通线202逐行为电路子结构221输入第一开启电压以使电路子结构221逐行处于工作状态，与该行触控检测区2200包括的多个电路子结构221连接的检测线201逐条向集成电路206输出第二电信号以进行指纹识别。
在指纹识别阶段，连接相邻的检测线201的第二薄膜晶体管204始终处于关闭状态以使一列触控检测区2200中的与每列电路子结构221连接的多条检测线201彼此不导通。
例如，如图2F所示，M为1，在第二超声波发射阶段，对第一行第一子电极条2111加载高压正弦波信号以使第一压电层231发射第一超声波信号。在第二检测阶段，通过依次对与第一行电路子结构2211、第二行电路子结构2212等多行电路子结构221连接的多条选通线202输入第一开启电压以使多行电路子结构2211逐行处于工作状态，与电路子结构221连接的检测线201可以将电路子结构221接收的第二电信号传输至集成电路206。
第一超声波信号接触到手指后，由于手指包括谷和脊，被谷和脊反射回的第二超声波信号的强度不同(被谷反射回的第二超声波信号的强度大于被脊反射回的第二超声波信号的强度)，第二压电层将第二超声波信号转换成的第二电信号的大小就不同，因此集成电路包括的指纹识别模块根据第二电信号的大小可以实现指纹的识别。
本实施例中，无论在触控检测还是指纹识别阶段，第一压电层产生的超声波信号均称为第一超声波信号，第二压电层接收的反射回的超声波信号均称为第二超声波信号。
图2G为本实施例的另一示例提供的触控面板的局部结构示意图。如图2G所示，与图2A所示的示例中的触控面板不同的是本示例中的触控面板不同的是：本示例中的第二电极和第三电极为同一个电极，本示例均称为第二电极240，也就是本示例中的超声波激发部2001和超声波检测部2002共用第二电极240，该第二电极240起到了在第一超声波发射阶段、第二超声波发射阶段、第一检测阶段以及第二检测阶段为第一压电层231和第二压电层232提供固定值的驱动电压的作用。本示例中的触控面板的驱动方法与图2A所示的示例中的触控面板的驱动方法相同，在此不再赘述。
图3为本公开另一实施例提供的触控面板的局部剖面结构示意图。例如，如图3所示，触控面板包括触控检测结构100和指纹识别结构200。触控检测结构100复用为指纹识别结构200，且触控检测结构100为包括第一电极110、电路结构120以及位于第一电极110和电路结构120之间的压电层130的三叠层结构(即压电三明治结构)。本实施例提供的触控面板的厚度较薄，可以实现轻薄化。
本实施例中的第一电极110和电路结构120的平面结构与图2B-图2D所示的实施例中的第一电极210和电路结构220的平面结构相同。本实施例中对电路结构120包括的多个电路子结构划分区域形成的触控检测区与图2C和图2D所示的触控检测区2200相同，本实施例中的电路子结构的具体结构与图2A所示实施例的电路子结构的具体结构相同，且本实施例中的电路子结构与选通线以及检测线的连接关系也与图2B和图2C所示的连接关系相同，在此不再赘述。
例如，本实施例提供的触控面板的驱动方法包括触控检测阶段和指纹识别阶段。触控检测阶段包括第一超声波发射阶段和第一检测阶段。
例如，如图3所示，在第一电极110、电路结构120以及压电层130作为触控检测结构100的压电三明治结构用于进行触控检测时，第一超声波发射阶段包括：对第N(N为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数)行第一子电极条加载第一电信号(高压正弦波信号，例如100V以上电压)，对与第N行第一子电极条对应的第N行触控检测区包括的多个电路子结构加载固定电压以使压电层受到电压激发而产生逆压电效应，向外发射第一超声波信号。
例如，对第N行触控检测区中的电路子结构加载固定电压包括：如图2H所示，打开第三薄膜晶体管T1，固定电压从第三薄膜晶体管T1输入到检测电极2210。
例如，第一检测阶段包括：对第N行第一子电极条加载固定电压，通过第N行触控检测区输出压电层受到反射回的第二超声波信号作用而产生的第二电信号以进行触控检测。
例如，第一超声波信号可以被触控位置处的物体，例如手指以及无触控位置处的空气反射，本实施例中，被触控位置以及无触控位置反射回压电层230的超声波信号均称为第二超声波信号。此时，停止对电路子结构的驱动，将加载到第一子电极条的高压正弦波信号变为固定电压，则压电层将第二超声波信号转换成第二电信号，触控检测区中的电路子结构将第二电信号通过检测线传输给集成电路。
例如，根据图2C和图2D所示的电路，第N行触控检测区中的电路子结构在接收第二电信号时，通过与该行触控检测区对应的行驱动单元为与该行触控检测区包括的所有电路子结构连接的多条选通线输入第一开启电压以使该行触控检测区包括的所有电路子结构处于工作状态，与该行触控检测区包括的多个电路子结构连接的检测线可以将电路子结构接收的第二电信号传输至集成电路。
本实施例中的电路子结构处于工作状态指电路子结构可以接收集成电路通过检测线传输至电路子结构的驱动电压，以及电路子结构可以将压电层产生的第二电信号传输给检测线的两种状态。
例如，根据图2C和图2D所示的电路，在电路子结构输出压电层产生的第二电信号时，信号线为连接相邻的两个检测线的第二薄膜晶体管输入第二开启电压以使与一列触控检测区中的多个电路子结构连接的多条检测线导通，从而每列触控检测区中的电路子结构接收的电信号可以相当于通过一条检测线输出至集成电路以对触控位置进行判断。在第一超声波发射阶段，第二薄膜晶体管处于关闭状态。本实施例中的第一检测阶段中的电路子结构的工作原理与图2A-图2F所示的实施例中的第一检测阶段中的电路子结构的工作原理相同。
例如，指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段和第二检测阶段。
例如，在第一电极110、电路结构120以及压电层130作为指纹识别结构200的压电三明治结构用于进行指纹识别时，根据图2C和图2D所示的电路，第二超声波发射阶段包括：根据触控检测阶段判断第M行第一子电极条所在位置为触控区域后，对第M行第一子电极条加载第一电信号(高压正弦波信号)，对与第M行第一子电极条对应的第M行触控检测区包括的多个电路子结构加载固定电压以使压电层发射第一超声波信号。本实施例不限于此，还可以是对所有第一子电极条均加载第一电信号，并对所述电路子结构加载固定电压。
例如，第二检测阶段包括：对第M行所述第一子电极条加载固定电压，通过第M行触控检测区中的各行电路子结构输出第二电信号以进行指纹识别。
例如，第一超声波信号接触到手指以后，向压电层反射回第二超声波信号。此时，停止对电路子结构的驱动，将输入到第一子电极条输入的高压正弦波信号变为固定电压，则压电层将第二超声波信号转换成第二电信号，触控检测区中的电路子结构将第二电信号通过检测线传输给集成电路。
例如，根据图2C和图2D所示电路，在各行电路子结构输出第二电信号时，行驱动单元控制该行触控检测区包括的多条选通线逐行为电路子结构输入第一开启电压以使电路子结构逐行处于工作状态，与该行触控检测区包括的多个电路子结构连接的检测线逐条向集成电路输出第二电信号以进行指纹识别。
在指纹识别阶段，薄膜晶体管始终处于关闭状态以使一列触控检测区中的与每列电路子结构连接的多条检测线彼此不导通。
本实施例中，无论在触控检测还是指纹识别阶段，压电层产生的超声波信号均称为第一超声波，压电层接收的反射回的超声波信号均称为第二超声波信号。
本公开另一实施例提供一种触控面板，图4A为本公开实施例提供的触控面板的局部剖面结构示意图，图4B为图4A所示的第一电极与第二电极的局部平面结构示意图，图4C为图4A所示的电路结构局部平面结构示意图。如图4A-图4C所示，触控面板包括触控检测结构100和指纹识别结构200。触控检测结构100和指纹识别结构200包括层叠设置的第一电极310、电路结构320以及压电层330。
如图4A-图4C所示，在平行于压电层330的主表面的平面内，即在图中所示的XZ平面内，第一电极310包括沿第一方向(即Z方向)排列，且沿第二方向(即X方向)延伸的多个第一子电极条311，电路结构320包括沿第一方向和第二方向阵列排布的多个电路子结构321，且沿第一方向，每个第一子电极条311在压电层330主表面上的正投影覆盖至少两个电路子结构321的检测电极在压电层330主表面上的正投影，即，沿第一方向，每个第一子电极条311的尺寸至少是每个电路子结构321的尺寸的两倍以上，且沿Y方向，第一子电极条311与电路子结构321有交叠，即第一子电极条在压电层主表面上的正投影与电路子结构在压电层主表面上的正投影有交叠。
例如，如图4A-图4C所示，压电层330包括第一压电层331和第二压电层332，触控检测结构100和指纹识别结构200包括共用的超声波激发部3001，超声波激发部3001包括层叠设置的第一电极310、第二电极340以及位于第一电极310与第二电极340之间的第一压电层331，第二电极340包括沿第二方向排列，且沿第一方向延伸的多个第二子电极条341。本实施例中的第二子电极341作为触控检测电极，用于向集成电路306输出触控检测信号。
例如，如图4B所示，超声波激发部3001作为触控检测结构100的超声波激发部时，触控检测阶段包括第一超声波发射阶段，包括：对第一电极310包括的第N(N为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数)行第一子电极条311输入第一电信号(高压正弦波信号)，通过集成电路306对第二电极340包括每个第二子电极341加载固定电压，以使第一压电层331受到电压激发而产生逆压电效应，向外发射第一超声波信号。
例如，如图4A所示，超声波激发部3001复用为触控检测结构100的第一超声波检测部3002。根据如图4B所示的电路结构，触控检测阶段还包括第一检测阶段，包括：对第N行第一子电极条311加载固定电压，通过第二子电极341输出第一压电层331受到反射回的第三超声波信号作用而产生的第三电信号以进行触控检测。
第一超声波信号可以被触控位置处的物体，例如手指以及无触控位置处的空气反射，本实施例中，被触控位置处的手指以及无触控位置处的空气反射回第一压电层331的超声波信号均称为第三超声波信号。此时，对第N行第一子电极311输入固定电压，则第一压电层331将第三超声波信号转化为第三电信号，第二子电极341将产生的第三电信号传输至集成电路306以实现触控位置的检测。
例如，如图4A所示，指纹识别结构200还包括第二超声波检测部3003，第二超声波检测部3003包括层叠设置的电路结构320、第二电极340以及位于电路结构320和第二电极340之间的第二压电层332。本实施例中的第二超声波检测部3003与第一超声波检测部3002共用第二电极340，可以减小触控面板的厚度。
例如，如图4A和图4C所示，触控面板还包括沿第一方向延伸的多条检测线301，沿第二方向延伸的多条选通线302。选通线302和检测线301分别与每个电路子结构321相连，多条检测线301均与集成电路(IC)306连接。选通线302作为电路子结构321的开关信号输入线，在选通线302处于选通状态下，检测线301被配置为传输电信号。
例如，本实施例中的电路子结构321的具体结构可以与图2A所示的实施例中的电路子结构221的结构相同，在此不再赘述。
例如，如图4B和4C所示，多个电路子结构321可以划分为沿第一方向和第二方向阵列排布的多个电路结构子区3200。沿垂直于第二压电层332的方向，一行电路结构子区3200与一条第一子电极条311相对，即，一行电路结构子区3200在压电层330上的正投影与一条第一子电极条311在压电层330上的正投影交叠。电路结构子区3200的行数与第一子电极条311的数量相等，即多行电路结构子区3200与多条第一子电极条311一一对应。本实施例不限于此，也可以不对电路子结构划分区域，但电路子结构与第一子电极条的对应关系同上。
例如，超声波激发部3001作为指纹识别结构200的超声波激发部时，指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段，包括：根据触控检测阶段判断第M(M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数)行第一子电极条311以及第M列第二子电极条341所在位置为触控区域后，对第M行第一子电极条311输入第一电信号，对于第M列第二子电极条341加载固定电压，以使第一压电层331受到电压激发而产生逆压电效应，向外发射第一超声波信号。本实施例不限于此，也可以对所有第一子电极条和所有第二子电极条均加载驱动电压以使第一压电层发射第一超声波信号。
例如，如图4A-图4C所示，指纹识别阶段还包括第二检测阶段，包括：对第M列第二子电极条341加载固定电压，通过沿垂直于第二压电层332主平面的方向与第M行第一子电极条311对应的各行电路子结构321输出第二压电层332受到反射回的第二超声波信号的作用而产生的第二电信号以进行指纹识别。本实施例不限于此，还可以对每个第二子电极条341加载固定电压，通过沿垂直于第二压电层332主平面的方向与第M行第一子电极条311对应的各行电路子结构321输出第二压电层332受到反射回的第二超声波信号的作用而产生的第二电信号以进行指纹识别。本实施例中的沿垂直于第二压电层332主平面的方向与第M行第一子电极条311对应的各行电路子结构321即为与第M行第一子电极条311对应的第M行电路结构子区3200包括的各行电路子结构321。
例如，第一超声波信号接触到手指以后，向第二压电层332反射回第二超声波信号。此时，对第二电极340(或者第M列第二子电极341)加载固定电压，则第二压电层332将第二超声波信号转化为第二电信号，沿垂直于第二压电层332主平面的方向，与第M行第一子电极条311对应的电路子结构321逐行将第二电信号通过检测线301传输至集成电路306以实现指纹的识别。
例如，如图4A-图4C所示，在电路子结构321输出第二压电层332产生的第二电信号时，与传输第二电信号的多个电路子结构321连接的多条选通线302被逐行输入第一开启电压以使该电路子结构321逐行处于工作状态，与该电路子结构321连接的检测线301可以逐条将电路子结构321接收的第二电信号传输至集成电路306以进行指纹识别。
例如，如图4A所示，第二超声波检测部3003位于超声波激发部3001面向触控检测或指纹识别的操作面360的一侧以降低超声波激发部对第二超声波检测部进行指纹识别时产生的影响。
本实施例中，无论在触控检测还是指纹识别阶段，第一压电层产生的超声波信号均称为第一超声波信号。第一压电层接收的反射回超声波信号称为第三超声波信号，用于触控检测，第二压电层接收的反射回的超声波信号均称为第二超声波信号，用于指纹识别。
本公开另一实施例提供一种触控面板，图5为本实施例提供的触控面板的局部剖面示意图。如图5所示，本实施例提供的触控面板包括触控检测结构100和指纹识别结构200。触控检测结构100和指纹识别结构200包括共用的超声波激发部4001，该超声波激发部4001包括层叠设置的第一电极410、第二电极440以及位于第一电极410与第二电极440之间的第一压电层431。第二电极440包括沿第二方向排列，且沿第一方向延伸的多个第二子电极条441。本实施例中的第二子电极441作为触控检测电极，用于向集成电路输出触控检测信号。本实施例中的第一电极410包括的第一子电极条与第二电极440包括的第二子电极条的平面结构与图4B所示的实施例中的第一电极310包括的第一子电极条311与第二电极340包括的第二子电极条341的平面结构相同，在此不再赘述。
例如，本实施例中的超声波激发部4001作为触控检测结构100的超声波激发部与图4A-图4C所示的实施例的超声波激发部3001的工作原理相同，即，本实施例中的触控检测阶段的第一超声波发射阶段的驱动方法与图4A-图4C所示的实施例包括的驱动方法相同，在此不再赘述。
例如，如图5所示，超声波激发部4001复用为触控检测结构100的第一超声波检测部4002，本实施例中的第一超声波检测部4002的工作原理与图4A-图4C所示的实施例的第一超声波检测部3002的工作原理相同，即，本实施例中的触控检测阶段包括的第一检测阶段的驱动方法与图4A-图4C所示的实施例包括的驱动方法相同，在此不再赘述。
例如，如图5所示，指纹识别结构200还包括第二超声波检测部4003，第二超声波检测部4003包括层叠设置的电路结构420、第一电极410以及位于电路结构420和第一电极410之间的第二压电层432。本实施例中的第一超声波检测部4002与第二超声波检测部4003共用第一电极410，可以减小触控面板的厚度。
本实施例中的电路结构420的平面结构与图4C所示的电路结构320的平米结构相同，电路结构420包括的多个电路子结构的具体结构与图4C所示的电路子结构321的结构相同，且本实施例中的电路子结构与选通线以及检测线的连接关系也与图4C所示的连接关系相同，在此不再赘述。
例如，如图5所示，第二超声波检测部4003用于指纹识别时，指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段，包括:根据触控检测阶段判断第M行第一子电极条以及第M列第二子电极条所在位置为触控区域后，对第M行第一子电极条加载第一电信号，对第M列第二子电极条加载固定电压以使第一压电层431发射第一超声波信号；或者，对所有第一子电极条加载第一电信号，对所有第二子电极条加载固定电压以使第一压电层431发射所述第一超声波信号。
例如，指纹识别阶段还包括第二检测阶段，包括：对第M行第一子电极条加载固定电压，或者对每个第一子电极条加载固定电压，通过沿垂直于第二压电层432的主平面方向与第M行第一子电极条对应的各行电路子结构输出第二压电层受到反射回的第二超声波信号作用而产生的第二电信号以进行指纹识别。
例如，如图5所示，在电路子结构输出第二电信号时，与传输第二电信号的多个电路子结构连接的多条选通线被逐行输入第一开启电压以使该电路子结构逐行处于工作状态，与该电路子结构连接的检测线可以逐条将电路子结构接收的第二电信号传输至集成电路以进行指纹识别。
图5所示的实施例与图4A-图4C所示的实施例的区别在于第一电极与第二电极的位置互换。
本公开另一实施例提供一种显示装置，图6A为本实施例的一示例提供的显示装置的局部剖面结构示意图。如图6A所示，本实施例提供的显示装置包括图2A所示的触控面板2000，且图2A所示的触控面板中的触控检测或指纹识别的操作面260为触控面板的用于实现触控检测或者指纹识别的面。显示装置还包括位于盖板261和触控面板2000之间的显示面板270，即显示面板270位于触控面板的触控检测或指纹识别的操作面远离触控检测结构的一侧。显示面板270与触控面板2000之间通过第二胶体280粘结。本实施例提供的显示装置中，由于实现触控检测和指纹识别功能的触控面板2000位于显示面板270远离盖板261的一侧，由此，相对于一般的将触控层设置在显示面板用于显示的一侧的显示装置，本实施例提供的显示面板显示的图像的透过率更高，且具有更好的显示质量。
在实际工艺中，压电层发射的超声波信号在接触到盖板之前经历的各膜层(包括显示面板中的各膜层)的材料的阻抗、厚度以及杨氏模量等需要进行匹配以降低各膜层对超声波信号的影响。
图6B示出了本实施例的另一示例提供的显示装置的局部剖面结构示意图。如图6B所示，本示例提供的显示装置包括图2G所示的触控面板2000。本实施例中的触控面板2000还包括位于电路结构面向显示面板270一侧的第二衬底290，用于承载电路结构。本示例中的第二衬底290与电路结构之间还可以设置阻抗匹配层(图中未示出)以降低两者之间的阻抗差异，进而降低阻抗差异对于超声波信号的影响。本示例中的触控面板2000与显示面板270之间的位置关系以及连接关系与图6A所示的显示装置相同，这里不再赘述。
本公开另一实施例提供一种显示装置，图6C为本实施例提供的显示装置的局部剖面结构示意图。如图6C所示，本实施例提供的显示装置包括图3所示的触控面板1000，显示装置包括盖板161，触控面板1000的触控检测或指纹识别的操作面160为触控面板1000的用于实现触控检测或者指纹识别的面。显示装置还包括位于盖板161和触控面板1000之间的显示面板170，即显示面板170位于触控面板1000的触控检测或指纹识别的操作面远离触控检测结构一侧，触控面板位于显示面板的非显示侧。且显示面板170与触控面板1000之间通过第三胶体180粘结。
本实施例中的触控面板1000还包括位于电路结构120面向显示面板170一侧的第三衬底191，用于承载电路结构120。本示例中的第三衬底191与电路结构120之间还可以设置第一阻抗匹配层190以降低两者之间的阻抗差异，进而降低阻抗差异对于超声波信号的影响。
本实施例提供的显示装置中，由于实现触控检测和指纹识别功能的触控面板1000位于显示面板170远离盖板161的一侧，由此，相对于一般的将触控层设置在显示面板用于显示的一侧的显示装置，本实施例提供的显示面板显示的图像的透过率更高，且具有更好的显示质量。
本公开另一实施例提供一种显示装置，图6D为本实施例提供的显示装置的局部剖面结构示意图。如图6D所示，本实施例提供的显示装置包括图4A所示的触控面板3000，显示装置包括盖板361，触控面板的触控检测或指纹识别的操作面360为触控面板的用于实现触控检测或者指纹识别的面。显示装置还包括位于盖板361和触控面板3000之间的显示面板370，即显示面板370位于触控面板的触控检测或指纹识别的操作面一侧，触控面板位于显示面板的非显示侧，且显示面板370与触控面板3000之间通过第四胶体380粘结。
本实施例中的触控面板3000还包括位于电路结构面向显示面板370一侧的第四衬底391，用于承载电路结构。本示例中的第四衬底391与电路结构之间还可以设置第二阻抗匹配层390以降低两者之间的阻抗差异，进而降低阻抗差异对于超声波信号的影响。
本实施例提供的显示装置中，由于实现触控检测和指纹识别功能的触控面板3000位于显示面板370远离盖板361的一侧，由此，相对于一般的将触控层设置在显示面板用于显示的一侧的显示装置，本实施例提供的显示面板显示的图像的透过率更高，且具有更好的显示质量。
本公开另一实施例提供一种显示装置，图6E为本实施例提供的显示装置的局部剖面结构示意图。如图6E所示，本实施例提供的显示装置包括图5所示的触控面板4000，显示装置包括盖板461，触控面板的触控检测或指纹识别的操作面为触控面板的用于实现触控检测或者指纹识别的面。显示装置还包括位于盖板461和触控面板4000之间的显示面板470，即显示面板470位于触控面板的触控检测或指纹识别的操作面一侧，触控面板位于显示面板的非显示侧，且显示面板470与触控面板4000之间通过第五胶体480粘结。
本实施例中的触控面板4000还包括位于电路结构面向显示面板470一侧的第五衬底491，用于承载电路结构。本示例中的第五衬底491与电路结构之间还可以设置第三阻抗匹配层490以降低两者之间的阻抗差异，进而降低阻抗差异对于超声波信号的影响。
本实施例提供的显示装置中，由于实现触控检测和指纹识别功能的触控面板4000位于显示面板470远离盖板461的一侧，由此，相对于一般的将触控层设置在显示面板用于显示的一侧的显示装置，本实施例中的触控面板位于显示面板的非显示侧，显示面板显示的图像的透过率更高，且具有更好的显示质量。当然，本公开实施例不限于触控面板一定位于显示面板的非显示侧，触控面板还可以位于显示面板的显示侧。
例如，本公开实施例提供的显示装置可以为液晶显示装置、有机显示二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示装置等显示器件以及包括该显示器件的电视、数码相机、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的产品或者部件，本实施例不限于此。
有以下几点需要说明：
(1)本公开的实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (22)

1.一种触控面板，包括：
层叠设置的第一电极、电路结构以及压电层；
所述层叠设置的第一电极、电路结构以及压电层被配置为用作触控检测结构和指纹识别结构；
所述压电层被配置发射和/或接收超声波；
所述电路结构被配置为所述指纹识别结构的超声检测部；
其中，在平行于所述压电层的主表面的平面内，所述第一电极包括沿第一方向排列且沿第二方向延伸的多个第一子电极条，所述电路结构包括沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个电路子结构，每个所述电路子结构包括检测电极；
沿所述第一方向，每个所述第一子电极条在所述压电层主表面上的正投影覆盖至少两个所述电路子结构的检测电极在所述压电层主表面上的正投影。
2.根据权利要求1所述的触控面板，还包括：
沿所述第一方向延伸的多条检测线，沿所述第二方向延伸的多条选通线；
所述电路子结构还包括第一薄膜晶体管；
所述选通线与所述第一薄膜晶体管的栅极连接；
所述检测线与所述第一薄膜晶体管的源极和漏极之一连接；
所述电路子结构的检测电极被配置为与所述第一薄膜晶体管的与所述检测线连接的源极相对应的漏极或与所述检测线连接的漏极相对应的源极连接。
3.根据权利要求2所述的触控面板，其中，所述电路结构被配置为所述触控检测结构的超声检测部时，所述多个电路子结构作为沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个触控检测区；
沿所述第二方向排列的一行所述触控检测区为一触控检测区组，沿所述第一方向排列的多个触控检测区组与所述多个第一子电极条一一对应。
4.根据权利要求3所述的触控面板，其中，与沿所述第一方向排列的一列所述触控检测区中的所述多个电路子结构连接的所述多条检测线中的任意相邻两条检测线分别与第二薄膜晶体管的源极和漏极连接；
所述触控面板还包括沿所述第二方向延伸的信号线，所述信号线与所述第二薄膜晶体管的栅极连接。
5.根据权利要求4所述的触控面板，其中，所述触控检测结构复用为所述指纹识别结构，且所述触控检测结构为包括所述第一电极、所述电路结构以及位于所述第一电极和所述电路结构之间的所述压电层的叠层结构。
6.根据权利要求4所述的触控面板，其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括复用的超声波激发部和超声波检测部；
所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的所述第一压电层；
所述超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、第三电极以及位于所述电路结构和所述第三电极之间的所述第二压电层。
7.根据权利要求6所述的触控面板，还包括触控检测或指纹识别的操作面，其中，所述超声波激发部位于所述超声波检测部远离所述操作面的一侧。
8.根据权利要求6或7所述的触控面板，其中，所述第二电极和所述第三电极为板状电极且覆盖所述多个触控检测区，且被配置为加载固定电压。
9.根据权利要求6或7所述的触控面板，其中，所述第二电极和所述第三电极为同一电极。
10.根据权利要求2所述的触控面板，其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层；
所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括共用的超声波激发部；
所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述第一压电层；
所述第二电极包括沿所述第二方向排列，且沿所述第一方向延伸的多个第二子电极条。
11.根据权利要求10所述的触控面板，其中，所述超声波激发部复用为所述触控检测结构的第一超声波检测部；
所述指纹识别结构还包括第二超声波检测部；
所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第二电极以及位于所述电路结构和所述第二电极之间的所述第二压电层；或者，所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第一电极以及位于所述电路结构和所述第一电极之间的所述第二压电层。
12.根据权利要求11所述的触控面板，还包括触控检测或指纹识别的操作面，其中，所述第二超声波检测部位于所述超声波激发部面向所述操作面的一侧。
13.一种显示装置，包括显示面板以及权利要求1-12任一项所述的触控面板，所述触控面板位于所述显示面板的非显示侧。
14.一种如权利要求1所述的触控面板的驱动方法，包括触控检测阶段和指纹识别阶段，包括：
对第N行所述第一子电极条加载第一电信号以激发所述压电层发射第一超声波信号；
所述压电层将所述触控面板的触控检测或指纹识别的操作面侧反射回的第二超声波信号转化为第二电信号，所述电路结构输出所述第二电信号，其中，N为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
15.根据权利要求14所述的驱动方法，其中，所述触控检测结构复用为所述指纹识别结构，且所述触控检测结构为包括所述第一电极、所述电路结构以及位于所述第一电极和所述电路结构之间的所述压电层的叠层结构，所述多个电路子结构划分为沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个触控检测区，沿所述第二方向排列的一行所述触控检测区为一触控检测区组，沿所述第一方向排列的多个触控检测区组与所述多个第一子电极条一一对应，
所述触控检测阶段包括第一超声波发射阶段和第一检测阶段；
所述第一超声波发射阶段包括：对第N行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对与第N行所述第一子电极条对应的第N行所述触控检测区包括的所述多个电路子结构加载固定电压以激发所述压电层发射所述第一超声波信号；
所述第一检测阶段包括：对第N行所述第一子电极条加载固定电压，通过第N行所述触控检测区包括的所述多个电路子结构输出所述第二电信号以进行触控检测。
16.根据权利要求15所述的驱动方法，其中，所述指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段和第二检测阶段；
所述第二超声波发射阶段包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对与第M行所述第一子电极条对应的第M行所述触控检测区包括的所述多个电路子结构加载固定电压以激发所述压电层发射所述第一超声波信号；
或者，对每个所述第一子电极条加载所述第一电信号，对与每个电路子结构加载固定电压以激发所述压电层发射所述第一超声波信号；
所述第二检测阶段包括：对第M行所述第一子电极条加载固定电压，通过第M行所述触控检测区中的各行所述电路子结构输出所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
17.根据权利要求14所述的驱动方法，其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括共用的超声波激发部和超声波检测部，所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极和所述第二电极之间的所述第一压电层，所述超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、第三电极以及位于所述电路结构和所述第三电极之间的所述第二压电层，所述多个电路子结构划分为沿所述第一方向和所述第二方向阵列排布的多个触控检测区，沿所述第二方向排列的一行所述触控检测区为一触控检测区组，沿所述第一方向排列的多个触控检测区组与所述多个第一子电极条一一对应，
所述触控检测阶段包括第一超声波发射阶段和第一检测阶段；
所述第一超声波发射阶段包括：对第N行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对所述第二电极加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述第一检测阶段包括：对所述第三电极加载固定电压，通过与第N行所述第一子电极条对应的第N行所述触控检测区输出所述第二电信号以进行触控检测。
18.根据权利要求17所述的驱动方法，其中，所述指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段和第二检测阶段，所述第二超声波发射阶段包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对所述第二电极加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；或者，对每个第一子电极条加载所述第一电信号，对所述第二电极加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述第二检测阶段包括：对所述第三电极加载固定电压，通过与第M行所述第一子电极条对应的第M行所述触控检测区中的各行所述电路子结构输出所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
19.根据权利要求16或18所述的驱动方法，其中，沿所述第一方向延伸的多条检测线，沿所述第二方向延伸的多条选通线，所述选通线与所述电路子结构包括的第一薄膜晶体管的栅极相连，所述检测线与所述电路子结构包括的第一薄膜晶体管的源极和漏极之一相连；
所述选通线被配置为作为所述电路子结构的开关信号传输线；
在所述第一薄膜晶体管处于开启状态时，所述检测线被配置为检测电信号；
与沿所述第一方向排列的一列所述触控检测区中的所述多个电路子结构连接的所述多条检测线中的任意相邻两条检测线分别与第二薄膜晶体管的源极和漏极连接；
所述触控面板还包括沿所述第二方向延伸的信号线，所述信号线与所述第二薄膜晶体管的栅极连接，被配置为传输打开或关闭所述第二薄膜晶体管的信号，
在所述第一检测阶段，对与第N行所述触控检测区内的所述电路子结构连接的所述选通线输入第一开启电压以使所述电路子结构处于工作状态，且所述第二薄膜晶体管被所述信号线输入第二开启电压以使与一列所述触控检测区中的所述多个电路子结构连接的所述多条检测线导通；
在所述第二检测阶段，对与第M行所述触控检测区内的所述电路子结构连接的所述选通线输入所述第一开启电压以依次使每行所述电路子结构处于工作状态，且所述第二薄膜晶体管处于关闭状态。
20.根据权利要求14所述的驱动方法，其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述触控检测结构和所述指纹识别结构包括共用的超声波激发部，所述超声波激发部包括层叠设置的所述第一电极、第二电极以及位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述第一压电层，所述第二电极包括沿所述第二方向排列，且沿所述第一方向延伸的多个第二子电极条，
所述触控检测阶段包括第一超声波发射阶段，包括：对第N行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对每个所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述超声波激发部复用为所述触控检测结构的第一超声波检测部，所述触控检测阶段还包括第一检测阶段，包括：对第N行所述第一子电极条加载固定电压，通过所述第二子电极输出所述第一压电层将反射回的第三超声波信号转化为的第三电信号以进行触控检测。
21.根据权利要求20所述的驱动方法，其中，所述指纹识别结构还包括第二超声波检测部，所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第二电极以及位于所述电路结构和所述第二电极之间的所述第二压电层，
所述指纹识别阶段包括第二超声波发射阶段，包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条以及第M列所述第二子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对第M列所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；或者，对每个所述第一子电极条加载所述第一电信号，对每个所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述指纹识别阶段还包括第二检测阶段，包括：对第M列所述第二子电极条加载固定电压，或者对每个所述第二子电极条加载固定电压，通过沿垂直于所述第二压电层的主平面方向与第M行所述第一子电极条对应的各行所述电路子结构输出所述第二压电层将反射回的第二超声波信号转化为的所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
22.根据权利要求20所述的驱动方法，其中，所述指纹识别结构还包括第二超声波检测部，所述第二超声波检测部包括层叠设置的所述电路结构、所述第一电极以及位于所述电路结构和所述第一电极之间的所述第二压电层，
所述指纹识别阶段还包括第二超声波发射阶段，包括：根据所述触控检测阶段判断第M行所述第一子电极条以及第M列所述第二子电极条所在位置为触控区域后，对第M行所述第一子电极条加载所述第一电信号，对第M列所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号，或者，对每个所述第一子电极条加载所述第一电信号，对每个所述第二子电极条加载固定电压以激发所述第一压电层发射所述第一超声波信号；
所述指纹识别阶段还包括第二检测阶段，包括：对第M行所述第一子电极条加载固定电压，或者对每个所述第一子电极条加载固定电压，通过沿垂直于所述第二压电层的主平面方向与第M行所述第一子电极条对应的各行所述电路子结构输出所述第二压电层受到反射回的第二超声波信号作用而产生的所述第二电信号以进行指纹识别，其中，M为大于等于1，小于等于所述第一子电极条总条数的整数。
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