CN111045543A - 触摸传感器和显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种触摸传感器和一种显示装置,所述显示装置包括:基体基底;发光元件,位于基体基底上;薄膜封装层,位于发光元件上;触摸电极,位于薄膜封装层上,触摸电极中的每个包括开口;以及应变计,包括电阻线、第一连接线和第二连接线,电阻线分别位于开口中,电阻线与触摸电极位于同一层中并且具有响应于触摸输入而改变的可变电阻值,第一连接线将沿第一方向彼此相邻的两条电阻线连接,并且第二连接线将沿第二方向彼此相邻的两条电阻线连接,第二方向与第一方向交叉,其中,第一连接线和第二连接线位于薄膜封装层与电阻线之间。

Description

触摸传感器和显示装置
本申请要求于2018年10月15日提交的第10-2018-0122358号韩国专利申请的优先权和权益,出于所有目的,该韩国专利申请通过引用包含于此,如同在这里所充分阐述的一样。
技术领域
发明的示例性实施例/实施方式总体上涉及一种触摸传感器和一种显示装置。
背景技术
向用户提供图像的诸如智能电话、平板PC、数码相机、笔记本电脑、导航***和智能电视的电子设备包括用于显示图像的显示装置。显示装置包括生成图像并且显示图像的显示面板以及各种输入装置。
近来,识别触摸输入的触摸传感器已经广泛地应用于主要在智能电话和平板PC中的显示装置。由于触摸方法的便利,触摸传感器正在取代现有的诸如小键盘的物理输入设备。
关于检测触摸位置的触摸传感器,近来已经研究了将检测压力强度的压力传感器应用于显示装置并将压力传感器用来代替现有的物理按钮。
在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于理解发明构思的背景技术,因此,他可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
根据发明的示例性实施方式构造的装置提供了一种能够感测压力的触摸传感器。
发明构思的附加特征将在以下的描述中阐述,并且部分将通过描述而明显,或者可以通过发明构思的实践来获知。
根据发明的一个或更多个实施例,触摸传感器包括:基体层;第一触摸电极构件,第一触摸电极构件中的每个包括第一触摸电极和第一开口,第一触摸电极沿第一方向布置在基体层上并且沿第一方向彼此电连接,第一触摸电极中的每个包括第一开口中的一个;第二触摸电极构件,第二触摸电极构件中的每个包括沿第二方向布置在基体层上并且沿第二方向彼此电连接的第二触摸电极,第二方向与第一方向交叉;以及应变计,包括沿第二方向布置的电阻线行,电阻线行中的每个包括在第一方向上布置并且沿第一方向彼此电连接的电阻线,其中,第一触摸电极构件沿第二方向布置并且沿第二方向彼此分隔开,其中,电阻线分别位于第一开口中,并且其中,两个相邻的电阻线行彼此电连接。
电阻线行中的每个可以包括全部彼此串联连接的电阻线。
位于第一电阻线行的远端处的电阻线与位于沿第二方向与第一电阻线行相邻的第二电阻线行的远端处的电阻线可以彼此电连接。
位于第一电阻线行的远端处的电阻线与位于第二电阻线行的远端处的电阻线可以设置在同一电极列中。
第一触摸电极、第二触摸电极和电阻线可以全部位于第一层中并且可以由相同的材料制成。
第一触摸电极构件还可以包括:第一连接部分,将沿第一方向彼此相邻的两个第一触摸电极连接,其中,第二触摸电极构件还可以包括:第二连接部分,将沿第二方向彼此相邻的两个第二触摸电极连接,第二连接部分与第一连接部分绝缘,其中,应变计还可以包括:第一连接线,将在同一电阻线行中的两条相邻的电阻线连接;以及第二连接线,将位于沿第二方向彼此相邻的不同电阻线行的各自的远端处的两条相邻的电阻线连接,其中,第一连接部分和第二连接部分中的一个位于与第一层不同的第二层中,其中,第一连接部分和第二连接部分中的另一个位于第一层中,并且其中,第一连接线和第二连接线位于第二层中。
触摸传感器还可以包括:绝缘层,位于基体层上,其中,第一连接线和第二连接线可以位于基体层上,其中,绝缘层位于第一连接线上,其中,第一触摸电极、第二触摸电极和电阻线可以位于绝缘层上,并且其中,绝缘层可以位于电阻线与第一连接线之间。
触摸传感器还可以包括:多个分支,位于第一开口中的每个中,连接到电阻线中的每条,并且彼此分隔开,其中,所述多个分支与电阻线可以由相同的材料制成。
触摸传感器还可以包括:控制器,连接到第一触摸电极构件、第二触摸电极构件和应变计,其中,控制器可以被构造为基于由触摸输入引起的第一触摸电极与第二触摸电极之间的电容的变化来检测触摸输入的位置,并且基于由触摸输入引起的应变计的电阻值的变化来检测触摸输入的压力。
控制器可以包括电连接到应变计的惠斯通电桥电路。
触摸传感器还可以包括:第一信号线,将应变计的第一端与惠斯通电桥电路电连接;以及第二信号线,将应变计的第二端与惠斯通电桥电路电连接,其中,第一触摸电极、第二触摸电极和电阻线可以位于其中的感测区域和位于感测区域的周围的***区域限定在基体层中,并且其中,第一信号线和第二信号线可以位于***区域中并且全部位于感测区域的一侧上。
惠斯通电桥电路可以包括:第一节点,被构造为接收驱动电压并且电连接到应变计的第一端;第二节点,被构造为接收基准电压;第一输出节点,第一输出节点电连接到应变计的第二端;第二输出节点;第一电阻器,连接在第二节点与第二输出节点之间;第二电阻器,连接在第一节点与第二输出节点之间;以及第三电阻器,连接在第二节点与第一输出节点之间。
当未施加触摸输入时,应变计的电阻值、第一电阻器的电阻值、第二电阻器的电阻值和第三电阻器的电阻值可以基本上相等。
触摸传感器还可以包括:多个虚设电极,位于基体层上,其中,第二触摸电极中的每个可以包括第二开口,其中,第一触摸电极、第二触摸电极和电阻线可以位于第一层中,其中,虚设电极可以位于第二开口中,与第二触摸电极分隔开并且位于第一层中,并且其中,第一触摸电极、第二触摸电极、电阻线和虚设电极可以由相同的材料制成。
第二开口中的每个的面积可以比第一开口中的每个的面积大。
第二触摸电极可以是驱动电极,并且第一触摸电极是感测电极。
根据发明的一个或更多个实施例,触摸传感器包括:基体层;第一触摸电极构件,第一触摸电极构件中的每个包括沿第一方向布置在基体层上并且沿第一方向彼此电连接的第一触摸电极;第二触摸电极构件,第二触摸电极构件中的每个包括第二触摸电极和第一开口,第二触摸电极沿与第一方向交叉的第二方向布置在基体层上并且沿第二方向彼此电连接,第二触摸电极中的每个包括第一开口中的一个;以及应变计,包括沿第二方向布置的电阻线行,电阻线行中的每个包括在第一方向上布置并且沿第一方向彼此电连接的电阻线,其中,第二触摸电极构件沿第一方向布置并且沿第一方向彼此分隔开,其中,电阻线分别位于第一开口中,并且其中,两个相邻的电阻线行彼此电连接。
电阻线行中的每个可以包括全部彼此串联连接的电阻线。
位于第一电阻线行的远端处的电阻线与位于沿第二方向与第一电阻线行相邻的第二电阻线行的远端处的电阻线彼此电连接。
第一触摸电极构件还包括:第一连接部分,将沿第一方向彼此相邻的两个第一触摸电极连接,其中,第二触摸电极构件还包括:第二连接部分,将沿第二方向彼此相邻的两个第二触摸电极连接,第二连接部分与第一连接部分绝缘,其中,第一触摸电极和第二触摸电极全部位于第一层中,其中,第一连接部分和第二连接部分中的一个位于与第一层不同的第二层中,其中,第一连接部分和第二连接部分中的另一个位于第一层中,并且其中,电阻线位于第一层或第二层中。
电阻线和第二触摸电极可以位于第一层中,并且其中,第二触摸电极和电阻线可以由相同的材料制成。
应变计还可以包括:第一连接线,将位于同一电阻线行中的电阻线连接;以及第二连接线,将位于沿第二方向彼此相邻的不同电阻线行中的两条相邻的电阻线连接,并且第一连接线和第二连接线与电阻线可以位于不同的层中。
触摸传感器还可以包括位于基体层上的多个虚设电极,其中,第一触摸电极中的每个可以包括第二开口,其中,第一触摸电极、第二触摸电极和电阻线可以全部位于第一层中,其中,虚设电极可以位于第二开口中,与第一触摸电极分隔开并且位于第一层中,并且其中,第一触摸电极、第二触摸电极、电阻线和虚设电极可以由相同的材料制成。
根据发明的一个或更多个实施例,触摸传感器包括:基体层;第一触摸电极构件,第一触摸电极构件中的每个包括第一触摸电极和第一开口,第一触摸电极沿第一方向布置在基体层上并且沿第一方向彼此电连接,第一触摸电极中的每个包括第一开口中的一个;第二触摸电极构件,第二触摸电极构件中的每个包括第二触摸电极和第二开口,第二触摸电极沿与第一方向交叉的第二方向布置在基体层上并且沿第二方向彼此电连接,第二触摸电极中的每个包括第二开口中的一个;以及应变计,包括沿第二方向布置的第一电阻线行以及沿第二方向布置的第二电阻线的行,第一电阻线行中的每个包括在第一方向上布置并且沿第一方向彼此电连接的电阻线,第二电阻线行中的每个包括在第一方向上布置并且沿第一方向彼此电连接的电阻线,其中,第一触摸电极构件沿第二方向布置并且沿第二方向彼此分隔开,其中,第二触摸电极构件沿第一方向布置并且沿第一方向彼此分隔开,其中,第一电阻线分别位于第一开口中并且与第一触摸电极分隔开,并且第二电阻线分别位于第二开口中并且与第二触摸电极分隔开,并且其中,沿第二方向彼此相邻的第一电阻线中的一条与第二电阻线中的一条彼此电连接。
第一触摸电极、第二触摸电极、第一电阻线和第二电阻线可以位于同一层中,并且可以由相同的材料制成。
第二电阻线中的每条的长度与第一电阻线中的每条的长度可以不同。
第二开口中的每个的面积可以比第一开口中的每个的面积大,并且第二电阻线中的每条的长度可以比第一电阻线中的每条的长度长。
应变计还可以包括:连接线,将位于第一电阻线行的远端处的第一电阻线与位于沿第二方向与第一电阻线行相邻的第二电阻线行的远端处的第二电阻线连接,其中,连接线与第一触摸电极和第二触摸电极可以位于不同的层中。
根据发明的一个或更多个实施例,显示装置包括:基体基底;发光元件,位于基体基底上;薄膜封装层,位于发光元件上;触摸电极,位于薄膜封装层上,触摸电极中的每个包括开口;以及应变计,包括电阻线、第一连接线和第二连接线,电阻线分别位于开口中,电阻线与触摸电极位于同一层中,并且具有响应于触摸输入而改变的可变电阻值,第一连接线将沿第一方向彼此相邻的两条电阻线连接,并且第二连接线将沿第二方向彼此相邻的两条电阻线连接,第二方向与第一方向交叉,其中,第一连接线和第二连接线位于薄膜封装层与电阻线之间。
薄膜封装层可以包括:第一封装无机层,位于发光元件上;封装有机层,位于第一封装无机层上;以及第二封装无机层,位于封装有机层上,其中触摸电极和应变计可以位于第二封装无机层上。
将理解的是,前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的,并且旨在提供对要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对发明的进一步理解,并且被并入本说明中并构成本说明书的一部分,附图示出了发明的示例性实施例,并且与描述一起用于解释发明构思。
图1是根据示例性实施例的显示装置的示意图。
图2是图1中所示出的触摸传感器的框图。
图3示出了图1的触摸传感器、触摸传感器的传感器单元的平面图以及传感器单元与控制器之间的连接关系。
图4是图3的Q1部分的放大平面图。
图5示出了图4的传感器单元的第一层的结构。
图6是图5的包括电阻线的Q2部分的放大平面图。
图7和图8示出了图6的电阻线的修改示例。
图9示出了图6的电阻线的结构的修改示例。
图10是图5的Q3部分的放大平面图。
图11示出了图4的传感器单元的第二层的结构。
图12是沿图4的剖面线X1-X1'截取的剖视图。
图13是沿图4的剖面线X2-X2'截取的剖视图。
图14是沿图4的剖面线X3-X3'截取的剖视图。
图15是示出图12的修改结构的剖视图。
图16是示出图13的修改结构的剖视图。
图17是示出图14的修改结构的剖视图。
图18是图5的Q4部分的放大平面图。
图19是沿图18的剖面线X4-X4'截取的传感器单元和显示面板的剖视图。
图20是用于解释根据示例性实施例的触摸传感器的触摸位置检测操作的示图。
图21是示意性地示出在图3中所示出的应变计、第一信号线和第二信号线的布置以及应变计、第一信号线和第二信号线与惠斯通电桥电路的连接关系的平面图。
图22是电连接到图21的应变计的惠斯通电桥电路的电路图,用于解释根据示例性实施例的触摸传感器的触摸压力检测操作。
图23是根据示例性实施例的触摸传感器的传感器单元的平面图并且示出了传感器单元与控制器之间的连接关系。
图24是根据示例性实施例的触摸传感器的传感器单元的平面图并且示出了传感器单元与控制器之间的连接关系。
图25是图24的Q5部分的放大图。
图26示出了图25的传感器单元的第一层的结构。
图27示出了图25的传感器单元的第二层的结构。
图28是沿图25的剖面线X11-X11'截取的剖视图。
图29是沿图25的剖面线X12-X12'截取的剖视图。
图30是沿图25的剖面线X13-X13'截取的剖视图。
图31是沿图25的剖面线X14-X14'截取的剖视图。
图32是示出图28的修改结构的剖视图。
图33是示出图29的修改结构的剖视图。
图34是示出图30的修改结构的剖视图。
图35是示出图31的修改结构的剖视图。
图36是根据示例性实施例的触摸传感器的传感器单元的平面图并且示出了传感器单元与控制器之间的连接关系。
图37是图36的Q6部分的放大图。
图38示出了图37的传感器单元的第一层的结构。
图39示出了图37的传感器单元的第二层的结构。
图40是沿图37的剖面线X21-X21'截取的剖视图。
图41是沿图37的剖面线X22-X22'截取的剖视图。
图42是示出图40的修改结构的剖视图。
图43是示出图41的修改结构的剖视图。
图44是根据示例性实施例的触摸传感器的传感器单元的平面图并且示出了传感器单元与控制器之间的连接关系。
具体实施方式
在下面的描述中,出于解释的目的,阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的透彻理解。如在这里所使用的“实施例”和“实施方式”是可互换的词,“实施例”和“实施方式”是使用了在这里所公开的发明构思中的一个或更多个的装置或方法的非限制性示例。然而明显的是,可以在没有这些具体细节或者具有一个或更多个等同布置的情况下来实践各种示例性实施例。在其他情况下,以框图的形式示出了公知的结构和装置,以便避免不必要地使各种示例性实施例模糊。此外,各种示例性实施例可以是不同的,但不必是排他的。例如,示例性实施例的具体的形状、构造和特性可以在另一示例性实施例中使用或实施,而不脱离发明构思。
除非另有说明,否则所示出的示例性实施例将被理解为提供可以在实践中实现发明构思的一些方式的不同细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独地或共同地称为“元件”)可以另外组合、分离、互换和/或重新布置而不脱离发明构思。
此外,在附图中,为了清楚和/或描述性的目的,可以夸大元件的尺寸和相对尺寸。当示例性实施例可以被不同地实施时,可以以不同于所描述的顺序执行具体的工艺顺序。例如,可以基本上同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。另外,同样的附图标记表示同样的元件。
当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时,该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层,或者可以存在中间元件或中间层。然而,当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时,不存在中间元件或中间层。为此,术语“连接”可以指存在中间元件或不存在中间元件的物理连接、电连接和/或流体连接。此外,X轴、X轴和Z轴不限于诸如x轴、y轴和z轴的直角坐标系的三个轴,而是可以以更宽泛的意义来解释。例如,X轴、Y轴和Z轴可以彼此垂直,或者可以表示为彼此不垂直的不同方向。为了本公开的目的,“X、Y和Z中的至少一个”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个”可以被解释为只有X、只有Y、只有Z或者X、Y和Z中的两个或更多个的任何组合,诸如,以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如在这里所使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和全部组合。
尽管术语“第一”、“第二”等可以在此被用来描述各种类型的元件,但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语被用来将一个元件与另一元件区分开。因此,在下面讨论的第一元件可以被称为第二元件,而不脱离公开的教导。
出于描述的目的,这里可以使用诸如“在······下面”、“在······下方”、“在······之下”、“下”、“在······上方”、“上”、“在······之上”、“较高的”、“侧”(例如,如在“侧壁”中)等的空间相对术语,从而用来描述如附图中所示的一个元件与其他元件的关系。空间相对术语旨在包括设备在使用、操作和/或制造中的除了附图中描述的方位之外的不同方位。例如,如果附图中的设备被翻转,则描述为“在”其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将随后被定位“在”所述其他元件或特征“上方”。因此,示例性术语“在······下方”可以包括“在······上方”和“在······下方”两种方位。此外,设备可以被另外地定位(例如,旋转90度或者在其他方位处),并且如此相应地解释在这里使用的空间相对描述语。
在此使用的术语是出于描述特定实施例的目的,而不旨在进行限制。除非上下文另外清楚地指出,否则如在此使用的单数形式“一”、“一个(种/者)”和“所述(该)”也旨在包括复数形式。此外,当术语“包括”、“包含”和/或其变型被用在本说明书中时,这些术语说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或他们的组,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或他们的组。还注意的是,如在此使用,术语“基本上”、“大约”和其他相似的术语被用作近似术语而不用作程度术语,并且如此被用于解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。
这里参照作为理想化的示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图和/或放大图来描述各种示例性实施例。如此,将预料到例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状变化。因此,在此公开的示例性实施例应不必被解释为局限于所具体示出的区域的形状,而是将包括由例如制造引起的形状上的偏差。以这种方式,在附图中示出的区域本质上可以是示意性的,这些区域的形状可以不反映装置的区域的实际形状,并且如此不必旨在进行限制。
按照本领域的惯例,在功能块、单元和/或模块方面,在附图中描述并示出了一些示例性实施例。本领域技术人员将理解的是,这些功能块、单元和/或模块通过可以利用基于半导体的制造技术或其他制造技术形成的电子(光学)电路(诸如逻辑电路、分立组件、微处理器、硬布线电路、存储器元件、布线连接件等)来物理地实现。在功能块、单元和/或模块通过微处理器或其他相似硬件来实现的情况下,可以利用软件(例如,微代码)对他们进行编程和控制以执行在此讨论的各种功能,并且可以通过固件和/或软件对他们进行选择性驱动。也考虑可以通过专用硬件来实现每个功能块、单元和/或模块,或者每个功能块、单元和/或模块可以实现为执行一些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如,一个或更多个编程的微处理器和相关电路)的组合。另外,一些示例性实施例的每个功能块、单元和/或模块可以被物理地分成两个或更多个交互且分立的功能块、单元和/或模块,而不脱离发明构思的范围。此外,一些示例性实施例的功能块、单元和/模块可以被物理地结合成更复杂的功能块、单元和/或模块,而不脱离发明构思的范围。
除非另有定义,否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开是其一部分的领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与他们在相关领域的上下文中的含义一致的含义,而不应该以理想化或过于形式化的含义来解释,除非在此明确地如此定义。
在下文中,将参照附图描述实施例。
图1是根据示例性实施例的显示装置1的示意图,图2是在图1中所示出的触摸传感器TSM的框图。
参照图1和图2,根据示例性实施例的显示装置1包括触摸传感器TSM和显示面板300,并且还可以包括显示面板驱动器400。触摸传感器TSM包括传感器单元100和控制器200。
在图1的示例性实施例中,传感器单元100与显示面板300彼此分隔开。然而,这仅是为了便于描述,并且传感器单元100与显示面板300也可以彼此一体地形成。
显示面板300包括显示区域DA和围绕显示区域DA的至少一侧的非显示区域NDA。显示区域DA包括多条扫描线310和多条数据线320以及连接到扫描线310和数据线320的多个像素P。非显示区域NDA可以包括用于驱动像素P的各种驱动信号和/或用于供应驱动电力的导线。
在本公开中,没有对显示面板300的类型进行具体限制。例如,显示面板300可以是诸如有机发光显示面板、量子点发光显示(QLED)面板、微发光二极管(LED)显示面板和纳米LED显示面板的自发光显示面板。可选择地,显示面板300可以是诸如液晶显示(LCD)面板、电泳显示(EPD)面板和电润湿显示(EWD)面板的非发光显示面板。如果显示面板300是非发光显示面板,则显示装置1还可以包括用于向显示面板300供应光的背光单元。为了便于描述,显示面板300是有机发光显示面板的情况将作为示例在下面描述。
显示面板驱动器400电连接到显示面板300,以供应对于驱动显示面板300所必需的信号。例如,显示面板驱动器400可以包括用于将扫描信号供应到扫描线310的扫描驱动器、用于将数据信号供应到数据线320的数据驱动器以及用于驱动扫描驱动器和数据驱动器的时序控制器中的至少一个。根据示例性实施例,扫描驱动器、数据驱动器和/或时序控制器可以集成到一个显示集成电路(D-IC)中。可选择地,在示例性实施例中,扫描驱动器、数据驱动器和时序控制器中的至少一个可以集成或安装在显示面板300上。
传感器单元100可以设置在显示面板300的至少一个区域上。例如,传感器单元100可以设置在显示面板300的至少一个表面上以与显示面板300叠置。例如,传感器单元100可以设置在显示面板300的在显示面板300的两个表面之中的在发射图像的方向上的表面(例如,上表面)上。可选择地,传感器单元100可以直接形成在显示面板300的两个表面中的至少一个上,或者可以形成在显示面板300的内部。例如,传感器单元100可以直接形成在显示面板300的上基底(或薄膜封装层)或下基底的外表面(例如,上基底的上表面或下基底的下表面)上,或者可以直接形成在上基底或下基底的内表面(例如,上基底的下表面或下基底的上表面)上。
传感器单元100包括感测区域SA和围绕感测区域SA的至少一部分的***区域NSA。在一些示例性实施例中,感测区域SA可以是传感器单元100的感测触摸输入的区域,***区域NSA可以是传感器单元100的不能感测触摸输入的区域。根据示例性实施例,感测区域SA可以被设置为与显示面板300的显示区域DA对应,并且***区域NSA可以被设置为与显示面板300的非显示区域NDA对应。例如,传感器单元100的感测区域SA可以与显示面板300的显示区域DA叠置,并且传感器单元100的***区域NSA可以与显示面板300的非显示区域NDA叠置。
用于检测触摸输入的多个第一触摸电极构件120和用于检测触摸输入的多个第二触摸电极构件130可以设置在传感器单元100的感测区域SA中。
第一触摸电极构件120可以沿第一方向X延伸,并且可以沿与第一方向X交叉的第二方向Y彼此分隔开。也就是说,在第一方向X上延伸的第一触摸电极构件120可以沿第二方向Y彼此分隔开以形成电极行。
第二触摸电极构件130可以沿第二方向Y延伸,并且可以沿第一方向X彼此分隔开。第二触摸电极构件130可以与第一触摸电极构件120分隔开,并且可以与第一触摸电极构件120绝缘。也就是说,在第二方向Y上延伸的第二触摸电极构件130可以沿第一方向X彼此分隔开以形成列。
对第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130的形状、尺寸和/或布置方向不进行具体限制。作为非限制性实施例,可以如图3中所示出的来构造第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130,这将稍后进行描述。
第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130可以电连接到控制器200。在一些示例性实施例中,第二触摸电极构件130中的每个可以是从控制器200接收用于触摸检测的驱动信号Ts的驱动电极构件,并且第一触摸电极构件120中的每个可以是将用于触摸检测的感测信号Rs输出到控制器200的感测电极构件。
第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130可以与显示面板300的至少一个电极叠置。例如,当显示面板300是有机发光显示面板时,第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130可以与显示面板300的阴极叠置。
应变计150可以设置在传感器单元100的感测区域SA中以检测触摸压力。当施加外部压力时,会改变应变计150的长度或剖面面积,从而引起电阻值的变化。应变计150可以与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130分隔开,并且可以与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130绝缘。
在一些示例性实施例中,类似于第一触摸电极构件120,应变计150中的至少一部分可以沿第一方向X延伸。
控制器200可以电连接到传感器单元100以将驱动信号Ts供应到传感器单元100,并且可以通过从传感器单元100接收与驱动信号Ts对应的感测信号Rs来检测触摸位置。此外,控制器200可以电连接到应变计150以检测触摸压力。
在一些示例性实施例中,控制器200可以包括触摸驱动器210、触摸检测器230和压力检测器250。
触摸驱动器210可以将用于检测触摸输入的驱动信号Ts提供到第二触摸电极构件130中的每个。
触摸检测器230可以通过从第一触摸电极构件120中的每个接收与驱动信号Ts对应的感测信号Rs来检测触摸输入的存在与否和/或触摸输入的位置。在一些示例性实施例中,感测信号Rs可以是在第一触摸电极构件120与第二触摸电极构件130之间的互电容的变化。更具体地,当发生触摸输入时,互电容在触摸输入的位置处或在触摸输入的位置的周围改变。触摸检测器230可以接收每个第一触摸电极构件120与每个第二触摸电极构件130之间的互电容的变化作为感测信号Rs,并且通过使用感测信号Rs来检测触摸输入的存在与否和/或触摸输入的位置。
在一些示例性实施例中,触摸检测器230可以包括用于将接收到的感测信号Rs放大的至少一个放大器231、连接到放大器231的输出端子231c的模数转换器(ADC)233以及处理器235。这将稍后参照图20更加详细地描述。
压力检测器250可以电连接到应变计150并且可以基于应变计150的电阻值的变化来检测触摸压力。在一些示例性实施例中,压力检测器250可以包括电连接到应变计150的惠斯通电桥电路。
在一些示例性实施例中,触摸驱动器210、触摸检测器230和压力检测器250可以集成到一个触摸IC中。
在一些示例性实施例中,触摸驱动器210和触摸检测器230可以集成到一个触摸IC中,并且压力检测器250可以位于除触摸IC的内部之外的部分中。例如,压力检测器250可以设置在显示面板300上或设置在单独的柔性电路板上。
现在将另外参照图3至图14来更详细地描述触摸传感器TSM。
图3示出了图1的触摸传感器TSM、触摸传感器TSM的传感器单元100的平面图以及传感器单元100与控制器200之间的连接关系。图4是图3的Q1部分的放大平面图。图5示出了图4的传感器单元100的第一层L1的结构。图6是图5的包括电阻线的Q2部分的放大平面图。图7和图8示出了图6的电阻线151的结构的修改示例。图9示出了图6的电阻线的结构的修改示例。图10是图5的Q3部分的放大平面图。图11示出了图4的传感器单元100的第二层L2的结构。图12是沿图4的剖面线X1-X1'截取的剖视图。图13是沿图4的剖面线X2-X2'截取的剖视图。图14是沿图4的剖面线X3-X3'截取的剖视图。
参照图3至图14,传感器单元100包括基体层110、第一触摸电极构件120、第二触摸电极构件130和应变计150,并且还可以包括虚设电极190。
基体层110可以包括感测区域SA和***区域NSA。基体层110可以是用作传感器单元100的基体的层。在一些示例性实施例中,基体层110可以是构成显示面板300的层中的一个。在传感器单元100和显示面板300彼此一体地形成的示例性实施例中,基体层110可以是构成显示面板300的层中的至少一个。例如,基体层110可以包括显示面板300的薄膜封装层。可选择地,根据示例性实施例,基体层110可以是刚性基底或柔性基底。例如,基体层110可以是由玻璃或钢化玻璃制成的刚性基底,或者是由柔性塑料材料的薄膜制成的柔性基底。基体层110是包括构成显示面板300的层中的至少一个(例如,薄膜封装层)的层的情况将作为示例在下面描述。
第一触摸电极构件120、与第一触摸电极构件120绝缘的第二触摸电极构件130以及与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130绝缘的应变计150可以位于基体层110的感测区域SA中。
如上所述,第一触摸电极构件120可以沿第一方向X延伸,并且可以沿第二方向Y彼此分隔开。沿第二方向Y彼此分隔开的第一触摸电极构件120中的每个可以形成电极行。在图3中,八个第一触摸电极构件120沿第二方向Y设置以分别形成沿第二方向Y顺序地布置的第一电极行RE1、第二电极行RE2、第三电极行RE3、第四电极行RE4、第五电极行RE5、第六电极行RE6、第七电极行RE7和第八电极行RE8。然而,本公开不局限于这种情况,并且可以对第一触摸电极构件120的数量进行各种改变。
第一触摸电极构件120中的每个可以包括沿第一方向X布置的多个第一触摸电极121以及均将沿第一方向X彼此相邻的第一触摸电极121连接的多个第一连接部分123。在下面的实施例的描述中,术语“连接”可以包括物理方面和/或电学方面的“连接”。
在一些示例性实施例中,第一触摸电极121可以位于第一层L1中。第一触摸电极121可以具有菱形平面形状。然而,第一触摸电极121的平面形状不局限于菱形形状,而是可以改变为诸如三角形、除菱形之外的四边形、五边形、圆形和条形的各种形状。
第一触摸电极121可以包括导电材料。导电材料的示例可以包括金属和金属的合金。金属的示例可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)和铂(Pt)。第一触摸电极121也可以由透明导电材料制成。透明导电材料的示例可以包括银纳米线(AgNW)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、碳纳米管和石墨烯。
在一些示例性实施例中,第一触摸电极121可以具有单层结构或多层结构。当第一触摸电极121具有多层结构时,第一触摸电极121可以包括多个金属层。例如,第一触摸电极121可以具有Ti/Al/Ti的三层结构。
在一些示例性实施例中,第一触摸电极121可以具有网状结构以便对用户不可见。当第一触摸电极121具有网状结构时,第一触摸电极121可以布置为不与显示面板300的发光区域叠置。换句话说,与发光区域叠置的网状孔可以限定在具有网状结构的第一触摸电极121的每个中。
在一些示例性实施例中,沿第二方向Y彼此分隔开的第一触摸电极121可以形成电极列。在图3中,八个第一触摸电极121设置在一个列中,并且沿第二方向Y布置的第一触摸电极121形成第一电极列CE1、第二电极列CE2、第三电极列CE3、第四电极列CE4、第五电极列CE5、第六电极列CE6、第七电极列CE7和第八电极列CE8。然而,本公开不局限于这种情况,并且可以对由第一触摸电极121形成的电极列的数量进行各种改变。
第一触摸电极121中的每个可以包括第一开口OP1。例如,第一触摸电极121中的每个的至少中心部分可以是敞开的以暴露位于第一触摸电极121之下的层。例如,当绝缘层IL位于第一触摸电极121之下时,绝缘层IL的一部分可以通过第一开口OP1中的每个暴露。
第一连接部分123中的每个可以将沿第一方向X彼此相邻的第一触摸电极121电连接,并且可以接触第一触摸电极121。在一些示例性实施例中,第一连接部分123中的每个可以被构造为桥型连接图案。在一些示例性实施例中,第一连接部分123可以位于不同于第一层L1(第一触摸电极121定位在第一层L1中)的第二层L2中。
在一些示例性实施例中,绝缘层IL可以位于第一触摸电极121与第一连接部分123之间。在一些示例性实施例中,位于第二层L2中的第一连接部分123可以位于基体层110上,绝缘层IL可以位于第一连接部分123上,并且位于第一层L1中的第一触摸电极121可以位于绝缘层IL上。第一连接部分123和第一触摸电极121可以通过形成在绝缘层IL中的第一接触孔CH1彼此连接并且彼此直接接触。
绝缘层IL可以包括绝缘材料。在一些示例性实施例中,绝缘材料可以是无机绝缘材料或有机绝缘材料。无机绝缘材料可以包括氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧氮化硅、氧化锆和氧化铪中的至少一种。有机绝缘材料可以包括丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚异戊二烯、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂、硅氧烷树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂和苝树脂中的至少一种。
第一连接部分123可以包括导电材料。在一些示例性实施例中,第一连接部分123可以与第一触摸电极121包括相同的材料,或者可以包括从示例作为第一触摸电极121的构成材料的材料中选择的一种或更多种材料。在一些示例性实施例中,第一连接部分123可以具有单层结构或多层结构。例如,
第一连接部分123可以具有Ti/Al/Ti的三层结构。可选择地,第一连接部分123与第一触摸电极121可以由不同的材料制成。
在附图中,一个第一连接部分123设置在沿第一方向X彼此相邻的第一触摸电极121之间。然而,可以对第一连接部分123的数量进行各种改变。例如,两个或更多个第一连接部分123可以设置在沿第一方向X彼此相邻的两个第一触摸电极121之间。
如上所述,第二触摸电极构件130可以沿第二方向Y延伸,并且可以沿第一方向X彼此分隔开。沿第一方向X彼此分隔开的第二触摸电极构件130中的每个可以形成列。在图3中,七个第二触摸电极构件130沿第一方向X设置以分别形成沿与第一方向X相反的方向顺序地布置的第一列CO1、第二列CO2、第三列CO3、第四列CO4、第五列CO5、第六列CO6和第七列CO7。然而,本公开不局限于这种情况,而是可以对第二触摸电极构件130的数量进行各种改变。
第二触摸电极构件130中的每个可以包括沿第二方向Y布置的多个第二触摸电极131以及均将沿第二方向Y彼此相邻的第二触摸电极131电连接的
第二连接部分133。
第二触摸电极131可以沿第二方向Y彼此电连接。另外,第二触摸电极131可以沿第一方向X彼此分隔开。
在一些示例性实施例中,沿第一方向X彼此分隔开的第二触摸电极131可以形成行。在图3中,八个第二触摸电极131可以设置在一列中,并且沿第二方向Y布置的第二触摸电极131形成第一行RO1、第二行RO2、第三行RO3、第四行RO4、第五行RO5、第六行RO6、第七行RO7和第八行RO8。然而,本公开不局限于这种情况,而是可以对由第二触摸电极131形成的行的数量进行各种改变。
在一些示例性实施例中,由第二触摸电极131形成的行可以位于由第一触摸电极构件120形成的两个电极行之间。例如,第一行RO1可以位于第一电极行RE1与第二电极行RE2之间,并且第二行RO2可以位于第二电极行RE2与第三电极行RE3之间。也就是说,由第二触摸电极131形成的行和由第一触摸电极构件120形成的电极行可以沿第二方向Y交替地布置。
第二触摸电极131中的每个可以包括第二开口OP2。例如,第二触摸电极131中的每个的至少中心部分可以是敞开的,以暴露位于第二触摸电极131之下的层。例如,当绝缘层IL位于第二触摸电极131之下时,绝缘层IL的一部分可以通过第二开口OP2中的每个暴露。
在一些示例性实施例中,第二开口OP2中的每个的面积与第一开口OP1中的每个的面积可以不同。例如,第二开口OP2中的每个的面积可以比第一开口OP1中的每个的面积大。
在一些示例性实施例中,第二触摸电极131与第一触摸电极121可以位于同一第一层L1中。第二触摸电极131可以具有菱形平面形状。然而,第二触摸电极131的平面形状不局限于菱形形状,而是可以改变为诸如三角形、除菱形之外的四边形、五边形、圆形和条形的各种形状。
第二连接部分133中的每个可以将沿第二方向Y彼此相邻的第二触摸电极131电连接,并且可以接触第二触摸电极131。在一些示例性实施例中,第二连接部分133与第一触摸电极121和第二触摸电极131可以位于同一第一层L1中。
第二连接部分133可以与第一连接部分123绝缘,并且可以与第一连接部分123交叉。在一些示例性实施例中,绝缘层IL可以位于第二连接部分133与第一连接部分123之间。
第二触摸电极131和第二连接部分133可以包括导电材料。在一些示例性实施例中,第二触摸电极131和第二连接部分133与第一触摸电极121可以由相同的导电材料制成。
在一些示例性实施例中,当第一触摸电极121具有网状结构时,第二触摸电极131和第二连接部分133也可以具有网状结构。
在一些示例性实施例中,第二触摸电极131中的每个可以是接收用于检测触摸位置的驱动信号Ts的驱动电极,并且第一触摸电极121中的每个可以是输出用于检测触摸位置的感测信号Rs的感测电极。
应变计150可以位于传感器单元100的感测区域SA中。应变计150可以位于由第一触摸电极构件120形成的电极行中。例如,应变计150可以位于第一电极行RE1、第二电极行RE2、第三电极行RE3、第四电极行RE4、第五电极行RE5、第六电极行RE6、第七电极行RE7和第八电极行RE8中。
应变计150可以包括第一电阻线151、第一连接线153和第二连接线155。
第一电阻线151可以位于形成在第一触摸电极121中的第一开口OP1中,并且可以与第一触摸电极121分隔开。在一些示例性实施例中,第一电阻线151可以分别位于第一开口OP1中。
第一电阻线151中的每条可以弯曲以具有预定图案。当一定强度的压力施加到触摸传感器TSM的传感器单元100时,第一电阻线151的长度和剖面面积改变。第一电阻线151的长度和剖面面积的改变引起第一电阻线151的电阻值的改变,并且触摸压力的强度可以基于改变的电阻值来确定。
在一些示例性实施例中,如在图6中所示出的,第一电阻线151中的每条可以包括两个或更多个弯曲部分以及沿在平面图中与第一方向X和第二方向Y交叉的方向延伸的部分。
可以对第一电阻线151中的每条的形状进行各种改变。例如,如在图7中所示出的,第一电阻线151-1可以包括多个弯曲部分和在平面图中平行于第一方向X延伸的部分。在另一示例性实施例中,第一电阻线151-2可以形成为如图8中所示出的角螺旋形状,或者可以形成为环状螺旋形状。
在一些示例性实施例中,第一电阻线151与第一触摸电极121和第二触摸电极131可以位于同一第一层L1中。
第一电阻线151可以包括导电材料。在一些示例性实施例中,第一电阻线151与第一触摸电极121和第二触摸电极131可以由相同的材料制成。
当第一触摸电极121和第二触摸电极131具有网状结构时,可以通过去除网状结构的部分来形成第一电阻线151中的每条。当通过去除网状结构的部分来形成第一电阻线151中的每条时,在一些示例性实施例中还可以在每个第一开口OP1中定位连接到第一电阻线151并且彼此分隔开的多个分支BR,如在图9中所示。
分支BR可以是在去除网状结构的部分之后剩余的部分。分支BR可以与第一触摸电极121分隔开。分支BR与第一电阻线151可以位于同一第一层L1中,并且与第一电阻线151可以由相同的材料制成。
第一连接线153中的每条可以将沿第一方向X彼此相邻的第一电阻线151电连接,并且可以直接接触第一电阻线151。第一连接线153可以与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130分隔开,而不与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130接触。在一些示例性实施例中,第一连接线153与第一连接部分123可以位于同一第二层L2中,并且与第一连接部分123可以由相同的材料制成。
在一些示例性实施例中,绝缘层IL可以位于第一电阻线151与第一连接线153之间,并且第一电阻线151和第一连接线153可以通过形成在绝缘层IL中的第二接触孔CH2彼此连接并且彼此直接接触。
在附图中,第一连接线153设置在沿第一方向X彼此相邻的第一电阻线151之间。然而,可以对第一连接线153的数量进行各种改变。例如,两条或更多条第一连接线153可以设置在沿第一方向X彼此相邻的两条相邻的第一电阻线151之间。
第二连接线155中的每条可以将位于沿第二方向Y彼此相邻的电极行中的第一电阻线151电连接,并且可以直接接触第一电阻线151。
在一些示例性实施例中,第二连接线155中的每条可以将第一电阻线151中的沿第二方向Y彼此相邻的并且位于相邻电极行的端部处的两条第一电阻线151连接。
在一些示例性实施例中,绝缘层IL可以位于第一电阻线151与第二连接线155之间,第一电阻线151和第二连接线155可以通过形成在绝缘层IL中的第二接触孔CH2彼此连接并且彼此直接接触。第二连接线155可以与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130分隔开,而不与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130接触。在一些示例性实施例中,第二连接线155与第一连接部分123可以位于同一第二层L2中,并且与第一连接部分123可以由相同的材料制成。
第二连接线155与第一电阻线151的示例性连接关系可以如下。
位于第一电极行RE1与第二电极行RE2之间的第二连接线155可以与位于第一电极行RE1和第一电极列CE1中的第一电阻线151以及位于第二电极行RE2和第一电极列CE1中的第一电阻线151接触。也就是说,位于第一电极行RE1和第一电极列CE1中的第一电阻线151以及位于第二电极行RE2和第一电极列CE1中的第一电阻线151可以通过位于第一电极行RE1与第二电极行RE2之间的第二连接线155彼此电连接。
位于第二电极行RE2和第八电极列CE8中的第一电阻线151以及位于第三电极行RE3和第八电极列CE8中的第一电阻线151可以通过位于第二电极行RE2与第三电极行RE3之间的第二连接线155彼此电连接。
位于第三电极行RE3和第一电极列CE1中的第一电阻线151以及位于第四电极行RE4和第一电极列CE1中的第一电阻线151可以通过位于第三电极行RE3与第四电极行RE4之间的第二连接线155彼此电连接。
位于第四电极行RE4和第八电极列CE8中的第一电阻线151以及位于第五电极行RE5和第八电极列CE8之间的第一电阻线151可以通过位于第四电极行RE4与第五电极行RE5之间的第二连接线155彼此电连接。
位于第五电极行RE5和第一电极列CE1中的第一电阻线151以及位于第六电极行RE6和第一电极列CE1中的第一电阻线151可以通过位于第五电极行RE5与第六电极行RE6之间的第二连接线155彼此电连接。
位于第六电极行RE6和第八电极列CE8中的第一电阻线151以及位于第七电极行RE7和第八电极列CE8中的第一电阻线15可以通过位于第六电极行RE6与第七电极行RE7之间的第二连接线155彼此电连接。
位于第七电极行RE7和第一电极列CE1中的第一电阻线151以及位于第八电极行RE8和第一电极列CE1中的第一电阻线151可以通过位于第七电极行RE7与第八电极行RE8之间的第二连接线155彼此电连接。
也就是说,位于感测区域SA中的第一电阻线151可以全部通过第一连接线153和第二连接线155彼此串联连接。
在一些示例性实施例中,如在图3中所示出的,第二连接线155可以全部位于感测区域SA内。可选择地,在示例性实施例中,第二连接线155中的每条的一部分可以位于***区域NSA中。
虚设电极190可以位于第二触摸电极131的第二开口OP2中。在一些示例性实施例中,虚设电极190可以分别设置在第二开口OP2中。形成在第二触摸电极131中的第二开口OP2可能导致外部光反射的差异。因此,可能从外部看到图案污迹。虚设电极190使外部光反射的差异降低,因此使从外部看到图案污迹的可能性降低。
在一些示例性实施例中,虚设电极190与第二开口OP2可以具有相同的形状。例如,当第二开口OP2中的每个的是类似于诸如菱形的四边形形状时,虚设电极190中的每个也可以是类似于诸如菱形的四边形形状。
虚设电极190可以设置在第二开口OP2中,并且可以与第二触摸电极131分隔开。也就是说,虚设电极190中的每个可以是岛状图案。在一些示例性实施例中,虚设电极190中的每个可以是浮置电极。
虚设电极190与第一触摸电极121、第二触摸电极131和第一电阻线151可以位于同一第一层L1中,并且与第一触摸电极121、第二触摸电极131和第一电阻线151可以由相同的材料制成。
在一些示例性实施例中,当第二触摸电极131具有网状结构时,虚设电极190也可以具有如在图10中所示出的网状结构。
在一些示例性实施例中,第一导线901、第二导线903和第三导线903'以及信号线9111和9113可以设置在基体层110的***区域NSA中。
例如,第一导线901、第二导线903和第三导线903'可以包括连接到第一触摸电极构件120中的每个的第一导线901、连接到第二触摸电极构件130中的每个的一端的第二导线903以及连接到第二触摸电极构件130中的每个的另一端的第三导线903'。这里,第二触摸电极构件130中的每个的另一端指每个第二触摸电极构件130的与第二导线903连接的一端的相反端。也就是说,连接到第二触摸电极构件130中的每个的导线可以具有双布线结构,这可以改善由第二触摸电极构件130的电阻导致的电阻电容(RC)延时。然而,本公开不局限于这种情况。例如,与图3中不同,第二导线903可以连接到第二触摸电极构件130中的每个的一端,并且没有导线可以连接到第二触摸电极构件130中的每个的另一端。也就是说,在示例性实施例中,连接到第二触摸电极构件130中的每个的导线可以具有单布线结构。
信号线9111和9113可以包括连接到应变计150的一端的第一信号线9111和连接到应变计150的另一端的第二信号线9113。
在一些示例性实施例中,第一信号线9111可以连接到应变计150的一端。例如,第一信号线9111可以连接到应变计150中的位于第八电极行RE8和第八电极列CE8中的第一电阻线151。
在一些示例性实施例中,第二信号线9113可以连接到应变计150的另一端。例如,第二信号线9113可以连接到应变计150中的位于第一电极行RE1和第八电极列CE8中的第一电阻线151。
在一些示例性实施例中,第一信号线9111和第二信号线9113可以与第一导线901定位在感测区域SA的相反侧上。在一些示例性实施例中,第一信号线9111和第二信号线9113可以位于***区域NSA中,但是可以位于第三导线903'与感测区域SA之间。
垫(pad,或称为“焊盘”)部分TP1和TP2可以位于基体层110的***区域NSA中。垫部分TP1和TP2可以电连接到导线901、903和903'以及信号线9111和9113。另外,控制器200可以电连接到垫部分TP1和TP2。
在一些示例性实施例中,垫部分TP1和TP2可以包括沿第一方向X彼此分隔开的第一垫部分TP1和第二垫部分TP2。第一垫部分TP1可以连接到第二导线903和第三导线903',并且第二垫部分TP2可以连接到第一导线901。然而,本公开不局限于这种情况。例如,第一垫部分TP1和第二垫部分TP2可以形成一个垫部分而不彼此分隔开。另外,可以对连接到第一垫部分TP1和第二垫部分TP2中的每个的导线和信号线进行各种改变。
在根据上述实施例的触摸传感器TSM中,因为第一触摸电极121、第二触摸电极131和第一电阻线151位于同一第一层L1中,所以他们可以在同一工艺中同时形成,因此简化了制造工艺。另外,因为第一触摸电极121、第二触摸电极131和第一电阻线151位于同一第一层L1中,所以触摸传感器TSM可以在具有压力感测功能的同时被实现为薄的传感器。
此外,因为应变计150的第一连接线153和第二连接线155与第一连接部分123位于同一第二层L2中,所以他们与第一连接部分123可以在同一工艺中同时形成,因此进一步简化了制造工艺。
另外,因为应变计150同时设置在整个感测区域SA,所以可以对整个感测区域SA执行压力感测,因此改善了显示装置1的操作的便利性。
在一些示例性实施例中,可以对触摸传感器TSM的结构(特别地,第一电阻线151的位置)进行改变。
图15是示出图12的修改结构的剖视图。图16是示出图13的修改结构的剖视图。图17是示出图14的修改结构的剖视图。除参照图3至图14之外,还参照图15至图17,与图12至图14中不同,在一些示例性实施例中,第一电阻线151可以与第一触摸电极121位于不同的层中。例如,第一电阻线151与第一连接线153、第二连接线155和第一连接部分123可以位于同一第二层L2中。当第一电阻线151位于第二层L2中时,第一电阻线151与第一连接线153、第二连接线155和第一连接部分123可以由相同的材料制成,并且可以与第一连接线153、第二连接线155和第一连接部分123一起形成。
根据示例性实施例,用作传感器单元100的基体的基体层110可以是有机发光显示面板的薄膜封装层。在这种情况下,基体层110可以被实施为包括至少一个有机层和至少一个无机层的多层,或者可以被实施为包括有机材料和无机材料的组合的单层。例如,基体层110可以是包括至少两个无机层和插置在无机层之间的至少一个有机层的多层。在基体层110被实施为有机发光显示面板的薄膜封装层的显示装置中,构成传感器单元100的电极和构成显示面板300的组件可以形成在基体层110的不同的表面上。
图18是图5的Q4部分的放大平面图。图19是沿图18的剖面线X4-X4'截取的传感器单元100和显示面板300的剖视图。
另外参照图18和图19,传感器单元100可以包括显示面板300(特别地,有机发光显示面板)的薄膜封装层作为基体层110。也就是说,显示面板300和传感器单元100可以彼此一体地形成。在下文中,将用与基体层110相同的附图标记来指示薄膜封装层110。为了方便,仅在图19中示出了发光元件OLED(例如,有机发光二极管)以及连接到在设置在显示面板300的每个像素中的组件之中的发光元件OLED的一个薄膜晶体管TFT。
显示面板300包括基体基底330、设置在基体基底330的表面上的发光元件OLED以及设置在发光元件OLED上并至少覆盖发光元件OLED的薄膜封装层110。另外,根据示例性实施例,显示面板300还可以包括连接到发光元件OLED的至少一个薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管TFT可以位于基体基底330与发光元件OLED之间。
显示面板300还可以包括至少一条电源线、信号线和/或未在附图中示出的电容器。
根据示例性实施例,基体基底330可以是刚性基底或柔性基底,并且不特别地限制基体基底330的材料。例如,基体基底330可以是具有柔性特性的薄膜基底。
缓冲层BFL设置在基体基底330的表面上。缓冲层BFL可以防止或限制杂质从基体基底330的扩散,并且提高基体基底330的平坦度。缓冲层BFL可以被设置为单层,但是也可以被设置为由至少两层组成的多层。缓冲层BFL可以是由无机材料制成的无机绝缘层。例如,缓冲层BFL可以由氮化硅、氧化硅或氧氮化硅制成。
薄膜晶体管TFT设置在缓冲层BFL上。薄膜晶体管TFT包括有源层ACT、栅电极GE、源电极SE和漏电极DE。根据示例性实施例,有源层ACT可以设置在缓冲层BFL上并且可以由半导体材料制成。例如,有源层ACT可以是由多晶硅、非晶硅或氧化物半导体制成的半导体图案。有源层ACT的一个区域(例如,与栅电极GE叠置的区域)可以不掺杂杂质,并且其他区域可以掺杂杂质。
栅极绝缘层GI可以设置在有源层ACT上,并且栅电极GE可以设置在栅极绝缘层GI上,另外,层间绝缘膜ILA可以设置在栅电极GE上,源电极SE和漏电极DE可以设置在层间绝缘膜ILA上。源电极SE和漏电极DE可以分别通过穿透栅极绝缘层GI和层间绝缘膜ILA的接触孔CHA接触并电连接到有源层ACT。
根据示例性实施例,钝化层PSV设置在源电极SE和漏电极DE上。钝化层PSV可以覆盖薄膜晶体管TFT。
发光元件OLED设置在钝化层PSV上。发光元件OLED可以包括第一电极EL1、第二电极EL2以及插置在第一电极EL1与第二电极EL2之间的发光层EML。根据示例性实施例,发光元件OLED的第一电极EL1可以是阳极。发光元件OLED的第一电极EL1可以通过穿透钝化层PSV的接触孔CHB接触并且电连接到薄膜晶体管TFT的一个电极(例如,漏电极)。
用于限定每个像素的发光区域PXA的像素限定层PDL设置在基体基底330的其上形成有发光元件OLED的第一电极EL1的表面上。像素限定层PDL可以暴露第一电极EL1的上表面,并且可以沿着每个像素区域的***从基体基底330突出。
发光层EML设置在被像素限定层PDL围绕的发光区域PXA中。例如,发光层EML可以设置在第一电极EL1的暴露的表面上。根据示例性实施例,发光层EML可以具有包括至少光生成层的多层薄膜结构。例如,发光层EML可以包括空穴注入层、空穴传输层、光生成层、空穴阻挡层(HBL)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)。根据示例性实施例,通过发光层EML生成的光的颜色可以是红色、绿色和蓝色中的一种。可选择地,通过发光层EML生成的光的颜色可以是品红色、青色和黄色中的一种。
发光元件OLED的第二电极EL2可以设置在发光层EML上。发光元件OLED的第二电极EL2可以是阴极。
薄膜封装层110可以设置在发光元件OLED的第二电极EL2上,以覆盖发光元件OLED的第二电极EL2。薄膜封装层110将发光元件OLED密封。薄膜封装层110包括至少一个无机层(在下文中,称为封装无机层)。薄膜封装层110还可以包括至少一个有机层(在下文中,称为封装有机层)。封装无机层保护发光元件OLED免受湿气/氧的影响,并且封装有机层保护发光元件OLED免受诸如灰尘颗粒的异物的影响。当通过使用薄膜封装层110来密封发光元件OLED时,可以降低显示装置1的厚度,并且可以保证柔性特性。
薄膜封装层110可以具有多层结构或单层结构。例如,薄膜封装层110可以包括顺序地堆叠在第二电极EL2上的第一封装无机层111、封装有机层112和第二封装无机层113。
在一些示例性实施例中,第一封装无机层111和第二封装无机层113中的每个可以由氮化硅、氮化铝、氮化锆、氮化钛、氮化铪、氮化钽、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锡、氧化铈、氧氮化硅(SiON)或氟化锂制成。
在一些示例性实施例中,封装有机层112可以由丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚异戊二烯、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂或苝树脂制成。
薄膜封装层110的结构不局限于上述示例,并且可以对薄膜封装层110的堆叠结构进行各种改变。
上面描述的第二层L2的组件可以设置在薄膜封装层110上。绝缘层IL可以位于第二层L2上,并且第一层L1可以位于绝缘层IL上。在附图中,第一触摸电极121被示出为第一层L1的组件。第一触摸电极121可以具有网状结构,以便如上面描述的对用户不可见并且可以设置为不与发光区域PXA叠置。换句话说,与发光区域PXA叠置的网状孔可以限定在具有网状结构的第一触摸电极121中的每个中。
在根据上述的实施例的显示装置1中,显示面板300被实施为具有薄膜封装层110的有机发光显示面板,并且传感器单元100的组件设置在薄膜封装层110上。例如,应变计150的第一连接线153和第二连接线155、第一触摸电极构件120的第一连接部分123等可以设置在薄膜封装层110上,绝缘层IL可以设置在应变计150的第一连接线153和第二连接线155、第一触摸电极构件120的第一连接部分123等上,并且第一触摸电极121、第二触摸电极131、第二连接部分133、第一电阻线151和虚设电极190可以设置在绝缘层IL上。
现在将通过另外参照图20来描述控制器200的触摸位置检测操作。
图20是用于解释根据示例性实施例的触摸传感器TSM的触摸位置检测操作的示图。
另外参照图20,触摸驱动器210可以通过第二导线903将驱动信号Ts提供到第二触摸电极构件130。在一些示例性实施例中,驱动信号Ts可以顺序地提供到第二触摸电极构件130中的每个。
触摸检测器230可以通过第一导线901从第一触摸电极构件120中的每个接收的感测信号Rs。在一些示例性实施例中,感测信号Rs可以包括如上面描述的关于第一触摸电极构件120与第二触摸电极构件130之间的互电容的变化的信息。当驱动信号Ts提供到第二触摸电极构件130中的每个时,在每个第二触摸电极构件130与每个第一触摸电极构件120之间形成互电容Cm。当发生触摸输入时,可以改变互电容Cm,并且感测信号Rs可以包括关于互电容Cm的变化的信息。
在一些示例性实施例中,触摸检测器230可以包括诸如运算放大器(OP amp)的至少一个放大器231、ADC 233和处理器235。
放大器231可以包括第一输入端子231a、第二输入端子231b和输出端子231c。根据示例性实施例,放大器231的第一输入端子231a(例如,OP amp的反相输入端子)可以通过第一导线901电连接到第一触摸电极构件120中的每个,并且感测信号Rs可以输入到第一输入端子231a。
在一些示例性实施例中,放大器231的第二输入端子231b(例如OP amp的非反相输入端子)可以是基准电位端子,并且可以连接到例如基准电源。在一些示例性实施例中,基准电源可以是接地(GND)电源。可以将噪声感测信号Ns提供到放大器231的第二输入端子231b。因此,放大器231的基准电压可以分别根据噪声感测电极构件的电压变化而改变。也就是说,放大器231的基准电位可以分别根据噪声感测电极构件的电位(电压电平)而改变。
在一些示例性实施例中,电容器C和复位开关SW可以在放大器231的第一输入端子231a与输出端子231c之间彼此并联连接。
在上面的示例中,放大器231被实施为非反相放大器。然而,在示例性实施例中,放大器231也可以被实施为反相放大器。
放大器231的输出端子231c可以电连接到ADC 233。
ADC 233可以将输入的模拟信号转换成数字信号。在一些示例性实施例中,可以提供与第一触摸电极构件120的数量相同的数量的ADC 233,使得ADC 233可以与第一触摸电极构件120一一对应。可选择地,在示例性实施例中,第一触摸电极构件120可以被构造为共用一个ADC 233。在这种情况下,可以另外设置用于选择通道的开关电路。
处理器235可以处理从ADC 233接收的已转换的信号(数字信号),并且可以基于信号处理结果检测触摸输入。例如,处理器235可以全面地分析被放大器231放大并且被ADC233转换的第一感测信号,以检测触摸输入的发生以及触摸输入的位置。根据示例性实施例,处理器235可以被实施为微处理器(MPU)。在这种情况下,可以在触摸检测器230中另外设置用于驱动处理器235所需的存储器。然而,处理器235的构造不局限于该示例。在另一示例中,处理器235可以被实施为微控制器(MCU)。
下面将通过另外参照图21和图22来描述控制器200的触摸压力检测操作。
图21是示意性地示出在图3中所示出的应变计150、第一信号线9111和第二信号线9113的布置以及应变计150、第一信号线9111和第二信号线9113与惠斯通电桥电路WB的连接关系的平面图。
图22是电连接到图21的应变计150的惠斯通电桥电路WB的电路图,用于解释根据示例性实施例的触摸传感器TSM的触摸压力检测操作。
参照图21和图22,应变计150可以包括第一端E1和第二端E2。如上所述,应变计150的第一端E1可以连接到第一信号线9111,应变计150的第二端E2可以连接到第二信号线9113。
在一些示例性实施例中,应变计150的第一端E1和第二端E2都可以位于感测区域SA的一侧上的***区域NSA中。例如,如在附图中所示出的,应变计150的第一端E1和第二端E2可以位于感测区域SA的左侧上。
压力检测器250可以包括惠斯通电桥电路WB。
惠斯通电桥电路WB包括第一节点N1、第二节点N2、第一输出节点N3和第二输出节点N4。在一些示例性实施例中,第一节点N1可以提供有驱动电压Vd,第二节点N2可以提供有基准电压Vref。在一些示例性实施例中,基准电压Vref可以是接地电压。
在一些示例性实施例中,惠斯通电桥电路WB还可以包括连接到第二节点N2和第二输出节点N4的第一电阻器251a、连接到第一节点N1和第二输出节点N4的第二电阻器251b以及连接到第二节点N2和第一输出节点N3的第三电阻器251c。
在一些示例性实施例中,第一电阻器251a的电阻值R2、第二电阻器251b的电阻值R3和第三电阻器251c的电阻值R4中的每个可以是预定值。在示例性实施例中,第一电阻器251a的电阻值R2、第二电阻器251b的电阻值R3和第三电阻器251c的电阻值R4可以是固定值。在一些示例性实施例中,第一电阻器251a的电阻值R2、第二电阻器251b的电阻值R3和第三电阻器251c的电阻值R4可以彼此相等。
另外,在一些示例性实施例中,惠斯通电桥电路WB还可以包括连接到第一输出节点N3和第二输出节点N4的第一元件253以及连接到第一节点N1和第二节点N2的第二元件255。
第一元件253可以感测第一输出节点N3与第二输出节点N4之间的电流。例如,第一元件253可以是检流计或电压测量计。
第二元件255可以是用于将电压供应到第一节点N1和第二节点N2的电压供应元件。在一些示例性实施例中,第二元件255可以将驱动电压Vd提供到第一节点N1,并且将基准电压Vref提供到第二节点N2。
在一些示例性实施例中,应变计150的第一端E1可以通过第一信号线9111电连接到第一节点N1,并且应变计150的第二端E2可以通过第二信号线9113电连接到第一输出节点N3。参照图22,应变计150的电阻表示为可变电阻值Ra。
在当前实施例中,应变计150、第一电阻器251a、第二电阻器251b和第三电阻器251c可以彼此连接以实现惠斯通电桥。
在一些示例性实施例中,当未施加触摸输入时,应变计150的电阻值Ra可以基本上与第一电阻器251a的电阻值R2、第二电阻器251b的电阻值R3和第三电阻器251c的电阻值R4相等。
当触摸输入未施加到传感器单元100时,第一电阻器251a的电阻值R2、第二电阻器251b的电阻值R3、第三电阻器251c的电阻值R4和应变计150的电阻Ra可以保持平衡状态。换句话说,第一输出节点N3的电压和第二输出节点N4的电压可以彼此相等。
当触摸输入施加到传感器单元100时,应变计150的形状(例如第一电阻线151的形状)可以根据触摸的强度或所施加的压力的强度而改变。应变计150的改变的形状可以使应变计150的电阻值Ra改变。因此,在第一输出节点N3与第二输出节点N4之间产生电压差。可以通过第一元件253来测量所述电压差或者由所述电压差产生的电流量,以检测触摸的强度或触摸的压力。
可以对应变计150与惠斯通电桥电路WB的电连接关系进行各种改变。例如,可以将图22中的应变计150的位置和第三电阻器251c的位置颠倒。
也就是说,根据当前实施例的触摸传感器TSM可以使用第一触摸电极构件120、第二触摸电极构件130和触摸驱动器210来检测触摸的位置,并且可以使用应变计150和压力检测器250来检测压力的强度。
触摸传感器TSM的应变计150可以被用作包括显示装置1的各种电子设备的输入装置。应变计150可以取代物理输入按钮或者可以与物理输入按钮结合使用。例如,可以使用应变计150和压力检测器250来检测压力的强度,并且可以根据压力的强度来输出显示装置1的预编程操作。例如,可以执行诸如屏幕锁定、屏幕解锁、特定硬件(例如,以指纹传感器的传感器为例)的操作的执行、屏幕转换、应用程序调用、应用程序执行、拍摄或呼叫接收的预编程功能。
在下文中,将描述另一实施例。在以下实施例中,与上面描述的组件相同的组件将由相同的附图标记来指示,并且将省略或简要给出组件的冗余描述。将主要集中于与前面的实施例的不同之处来描述以下实施例。
图23是根据示例性实施例的触摸传感器TSM-1的传感器单元100-1的平面图,并且示出了传感器单元100-1与控制器200之间的连接关系。
参照图23,当前实施例与图3的示例性实施例在触摸传感器TSM-1的传感器单元100-1的构造方面不同。更具体地,除包括在传感器单元100-1中的每条第二连接线155的一部分位于***区域NSA中之外,当前实施例与图3的示例性实施例基本上相同或相似。
图24是根据示例性实施例的触摸传感器TSM-2的传感器单元100-2的平面图,并且示出了传感器单元100_2与控制器200之间的连接关系。图25是图24的Q5部分的放大图。图26示出了图25的传感器单元100-2的第一层L1的结构。图27示出了图25的传感器单元100-2的第二层L2的结构。图28是沿图25的剖面线X11-X11'截取的剖视图。图29是沿图25的剖面线X12-X12'截取的剖视图。图30是沿图25的剖面线X13-X13'截取的剖视图。图31是沿图25的剖面线X14-X14'截取的剖视图。
参照图24至图31,根据当前实施例的触摸传感器TSM-2包括传感器单元100-2和控制器200。
传感器单元100-2除包括应变计150-1和虚设电极191且不包括图3中示出的虚设电极190之外与图3的传感器单元100基本上相同或相似。因此,下面将主要描述不同之处。
应变计150-1可以位于感测区域SA内,并且可以位于由第二触摸电极构件130的第二触摸电极131形成的行中。例如,应变计150-1可以位于第一行RO1、第二行RO2、第三行RO3、第四行RO4、第五行RO5、第六行RO6、第七行RO7和第八行RO8中。
如上所述,在一些示例性实施例中,第二触摸电极构件130中的每个可以是驱动电极构件。
应变计150-1可以包括第二电阻线1511、第三连接线1531和第四连接线1551。
第二电阻线1511可以位于形成在第二触摸电极131中的第二开口OP2中,并且可以与第二触摸电极131分隔开。在一些示例性实施例中,第二电阻线1511可以分别位于第二开口OP2中。
第二电阻线1511中的每条可以弯曲以具有预定图案。在一些示例性实施例中,第二电阻线1511中的每条的形状可以与图6中所示出的结构的形状基本上相同。然而,第二电阻线1511中的每条的形状也可以改变为与图7和图8中所示出的结构的形状相似的形状。
第二电阻线1511的其他特征可以与上面描述的第一电阻线151的其他特征基本上相同。
在一些示例性实施例中,第二电阻线1511与第一触摸电极121和第二触摸电极131可以位于同一第一层L1中。第二电阻线1511可以包括导电材料。在一些示例性实施例中,第二电阻线1511与第一触摸电极121和第二触摸电极131可以由相同的材料制成。
在一些示例性实施例中,第二电阻线1511中的每条可以通过去除网状结构的部分来形成。在这种情况下,在每个第二开口OP2中还可以定位有连接到第二电阻线1511的多个分支,如图9中所示。
第三连接线1531中的每条可以将沿第一方向X彼此相邻的第二电阻线1511电连接,并且可以直接接触第二电阻线1511。第三连接线1531可以与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130分隔开而不与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130接触。在一些示例性实施例中,第三连接线1531与第一连接部分123可以位于同一第二层L2中,并且与第一连接部分123可以由相同的材料制成。
在一些示例性实施例中,绝缘层IL可以位于第二电阻线1511与第三连接线1531之间,并且第二电阻线1511和第三连接线1531可以通过形成在绝缘层IL中的第三接触孔CH3彼此连接或彼此直接接触。
尽管第三连接线1531中的一条被示出为设置在沿第一方向X彼此相邻的第二电阻线1511之间,但是本公开不局限于这种情况。也可以在沿第一方向X彼此相邻的两条第二电阻线1511之间设置两条或更多条第三连接线1531。
第四连接线1551中的每条可以将位于沿第二方向Y彼此相邻的行中的第二电阻线1511电连接,并且可以直接接触第二电阻线1511。
在一些示例性实施例中,第四连接线1551中的每条可以将沿第二方向Y彼此相邻并且位于相邻的行的端部处的两个第二电阻线1511连接。
在一些示例性实施例中,绝缘层IL可以位于第二电阻线1511与第四连接线1551之间,并且第二电阻线1511和第四连接线1551可以通过形成在绝缘层IL中的第三接触孔CH3彼此连接或彼此直接接触。第四连接线1551可以与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130分隔开,而不与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130接触。在一些示例性实施例中,第四连接线1551与第一连接部分123可以位于同一第二层L2中,并且与第一连接部分123可以由相同的材料制成。
第四连接线1551与第二电阻线1511之间的示例性连接关系可以如下。
位于第一行RO1与第二行RO2之间的第四连接线1551可以与位于第一行RO1和第一列CO1中的第二电阻线1511以及位于第二行RO2和第一列CO1中的第二电阻线1511接触。也就是说,位于第一行RO1和第一列CO1中的第二电阻线1511与位于第二行RO2和第一列CO1中的第二电阻线1511可以通过位于第一行RO1和第二行RO2之间的第四连接线1551彼此电连接。
位于第二行RO2和第七列CO7中的第二电阻线1511与位于第三行RO3和第七列CO7中的第二电阻线1511可以通过位于第二行RO2和第三行RO3之间的第四连接线1551彼此电连接。
位于第三行RO3和第一列CO1中的第二电阻线1511与位于第四行RO4和第一列CO1中的第二电阻线1511可以通过位于第三行RO3和第四行RO4之间的第四连接线1551彼此电连接。
位于第四行RO4和第七列CO7中的第二电阻线1511与位于第五行RO5和第七列CO7中的第二电阻线1511可以通过位于第四行RO4和第五行RO5之间的第四连接线1551彼此电连接。
位于第五行RO5和第一列CO1中的第二电阻线1511与位于第六行RO6和第一列CO1中的第二电阻线1511可以通过位于第五行RO5和第六行RO6之间的第四连接线1551彼此电连接。
位于第六行RO6和第七列CO7中的第二电阻线1511与位于第七行RO7和第七列CO7中的第二电阻线1511可以通过位于第六行RO6和第七行RO7之间的第四连接线1551彼此电连接。
位于第七行RO7和第一列CO1中的第二电阻线1511与位于第八行RO8和第一列CO1中的第二电阻线1511可以通过位于第七行RO7和第八行RO8之间的第四连接线1551彼此电连接。
也就是说,位于感测区域SA中的第二电阻线1511全部可以通过第三连接线1531和第四连接线1551彼此串联连接。
尽管在附图中第四连接线1551全部位于感测区域SA内,但是本公开不局限于这种情况。在附图中第四连接线1551中的每条的位于感测区域SA的左侧上的至少一部分也可以位于***区域NSA中。
虚设电极191可以位于第一触摸电极121的第一开口OP1中。在一些示例性实施例中,虚设电极191可以分别设置在第一开口OP1中。与上面描述的虚设电极190(见图3)类似,虚设电极191可以使外部光反射的差异减小,因此使从外部看到图案污迹的可能性降低。
在一些示例性实施例中,虚设电极191与第一开口OP1可以具有相同的形状。
虚设电极191可以设置在第一开口OP1中,并且可以与第一触摸电极121分隔开。虚设电极191中的每个可以是岛状图案。在一些示例性实施例中,虚设电极191中的每个可以是浮置电极。
虚设电极191与第一触摸电极121、第二触摸电极131和第二电阻线1511可以位于同一第一层L1中,并且与第一触摸电极121、第二触摸电极131和第二电阻线1511可以由相同的材料制成。
在一些示例性实施例中,当第二触摸电极131具有网状结构时,虚设电极191也可以具有网状结构。
在一些示例性实施例中,第一信号线9111可以连接到应变计150-1的一端。例如,第一信号线9111可以连接到位于应变计150-1中的第八行RO8和第七列CO7中的第二电阻线1511。
在一些示例性实施例中,第二信号线9113可以连接到应变计150-1的另一端。例如,第二信号线9113可以连接到位于应变计150-1中的第一行RO1和第七列CO7中的二电阻线1511。
如上面描述的,应变计150-1可以通过第一信号线9111和第二信号线9113连接到惠斯通电桥电路WB(见图22)。
第二开口OP2中的每个的面积可以比第一开口OP1中的每个的面积大,并且第二电阻线1511中的一个的长度可以比在图3中所示出的第一电阻线151中的一个的长度大。因此,在当前实施例中,当发生相同的压力的触摸输入时,应变计150-1的电阻的变化可以比应变计150(见图3)的电阻的变化大。也就是说,当前实施例除了具有出上面描述的效果之外还具有改善压力检测灵敏度的优点。
在一些示例性实施例中,可以对触摸传感器TSM-2的结构(特别地,第二电阻线1511的位置)进行改变。
图32是示出图28的修改结构的剖视图。图33是示出图29的修改结构的剖视图。图34是示出图30的修改结构的剖视图。图35是示出图31的修改结构的剖视图。除参照图24至图31之外还参照图32至图35,在一些示例性实施例中,与图24至图31中的不同,第二电阻线1511可以与第二触摸电极131位于不同的层中。例如,第二电阻线1511与第三连接线1531、第四连接线1551和第一连接部分123可以位于同一第二层L2中。当第二电阻线1511位于第二层L2中时,第二电阻线1511与第三连接线1531、第四连接线1551和第一连接部分123可以由相同的材料制成,并且可以与第三连接线1531、第四连接线1551和第一连接部分123一起形成。
图36是根据示例性实施例的触摸传感器TSM-3的传感器单元100-3的平面图,并且示出了传感器单元100-3与控制器200之间的连接关系。图37是图36的Q6部分的放大图。图38示出了图37的传感器单元100-3的第一层L1的结构。图39示出了图37的传感器单元100-3的第二层L2的结构。图40是沿图37的剖面线X21-X21'截取的剖视图。图41是沿图37的剖面线X22-X22'截取的剖视图。
参照图36至图41,根据当前实施例的触摸传感器TSM-3包括传感器单元100-3和控制器200。
传感器单元100-3除包括应变计150-2且不包括虚设电极(图3中的190)之外与图3的传感器单元100基本上相同或相似。因此,下面将主要描述不同之处。
应变计150-2可以位于感测区域SA内,并且可以位于由第一触摸电极构件120形成的电极行和由第二触摸电极构件130的第二触摸电极131形成的行中。例如,应变计150-2可以位于第一电极行RE1、第一行RO1、第二电极行RE2、第二行RO2、第三电极行RE3、第三行RO3、第四电极行RE4、第四行RO4、第五电极行RE5、第五行RO5、第六电极行RE6、第六行RO6、第七电极行RE7、第七行RO7、第八电极行RE8和第八行RO8中。
应变计150-2可以包括第一电阻线151、第二电阻线1511、第一连接线153、第三连接线1531和第五连接线1553。
第一电阻线151可以位于第一触摸电极121的第一开口OP1中,并且第一连接线153中的每条可以将沿第一方向X彼此相邻的第一电阻线151连接。
第二电阻线1511可以位于第二触摸电极131的第二开口OP2中。第三连接线1531中的每条可以将沿第一方向X彼此相邻的第二电阻线1511连接。
在一些示例性实施例中,第一电阻线151、第二电阻线1511、第一触摸电极121和第二触摸电极131可以位于第一层L1中,并且第一连接线153、第三连接线1531和第一连接部分123可以位于第二层L2中。
第一电阻线151、第二电阻线1511、第一连接线153和第三连接线1531的其他特征可以与上面描述的其他特征基本上相同,因此省略了他们的描述。
第五连接线1553中的每条可以将位于沿第二方向Y彼此相邻的行中的第一电阻线151和第二电阻线1511电连接,并且可以直接接触第一电阻线151和第二电阻线1511。
在一些示例性实施例中,第五连接线1553中的每条可以将沿第二方向Y彼此相邻并且位于相邻的行的端部处的第一电阻线151和第二电阻线1511连接。
在一些示例性实施例中,第二电阻线1511和第五连接线1553可以通过形成在绝缘层IL中的第三接触孔CH3彼此接触,并且第一电阻线151和第五连接线1553可以通过形成在绝缘层IL中的第二接触孔CH2彼此接触。第五连接线1553可以与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130分隔开,而不与第一触摸电极构件120和第二触摸电极构件130接触。在一些示例性实施例中,第五连接线1553与第一连接部分123可以位于同一第二层L2中,并且与第一连接部分123可以由相同的材料制成。
第五连接线1553、第一电阻线151和第二电阻线1511之间的示例性连接关系可以如下。
位于第一电极行RE1和第一电极列CE1中的第一电阻线151与位于第一行RO1和第一列CO1中的第二电阻线1511可以通过位于第一电极行RE1与第一行RO1之间的第五连接线1553彼此电连接。
位于第一行RO1和第七列CO7中的第二电阻线1511与位于第二电极行RE2和第八电极列CE8中的第一电阻线151可以通过位于第二电极行RE2与第一行RO1之间的第五连接线1553彼此电连接。
可以重复与上面描述的结构相似的结构。例如,当n是2至8的自然数时,位于第n电极行和第一电极列CE1中的第一电阻线151与位于第n行和第一列CO1中的第二电阻线1511可以通过位于第n电极行与第n行之间的第五连接线1553彼此连接。另外,位于第n行和第七列CO7中的第二电阻线1511与位于第n+1电极行和第八电极列CE8中的第一电阻线151可以通过位于第n行和第n+1电极行之间的第五连接线1553彼此连接。
也就是说,位于感测区域SA中的第一电阻线151和第二电阻线1511全部可以通过第一连接线153、第三连接线1531和第五连接线1553彼此串联连接。
尽管在附图中第五连接线1553全部位于感测区域SA中,但是本公开不局限于这种情况。在一些示例性实施例中,第五连接线1553中的每条的一部分可以位于***区域NSA中。
在一些示例性实施例中,第一信号线9111可以连接到应变计150-2的一端。例如,第一信号线9111可以连接到位于应变计150-2中的第八行RO8和第七列CO7中的第二电阻线1511。
在一些示例性实施例中,第二信号线9113可以连接到应变计150-2的另一端。例如,第二信号线9113可以连接到位于应变计150-2中的第一电极行RE1和第八电极列CE8中的第一电阻线151。
如上面所描述的,应变计150-2可以通过第一信号线9111和第二信号线9113连接到惠斯通电桥电路WB(见图22)。
在当前实施例中,第一电阻线151设置在第一开口OP1中,并且第二电阻线1511设置在第二开口OP2。因此,这可以使触摸压力可检测区域增加,并且可以使由于压力引起的应变计150-2的电阻的变化增加,从而改善了压力检测的灵敏度。
在一些示例性实施例中,可以对触摸传感器TSM-3的结构(特别地,第一电阻线151的位置和第二电阻线1511的位置)进行改变。
图42是示出图40的修改结构的剖视图。图43是示出图41的修改结构的剖视图。除参照图36至图41之外还参照图42和图43,在一些示例性实施例中,与图36至图41中的不同,第一电阻线151和第二电阻线1511与第一触摸电极121和第二触摸电极131可以位于不同的层中。例如,第一电阻线151和第二电阻线1511与第一连接线153、第三连接线1531和第一连接部分123可以位于同一第二层L2中。当第一电阻线151和第二电阻线1511位于第二层L2中时,他们与第一连接线153、第三连接线1531和第一连接部分123可以由相同的材料制成,并且可以与第一连接线153、第三连接线1531和第一连接部分123在同一工艺中一起形成。
可以对第一电阻线151与第二电阻线1511的相对位置进行各种改变。例如,第一电阻线151可以位于第一层L1中,并且第二电阻线1511可以位于第二层L2中。可选择地,第一电阻线151可以位于第二层L2中,并且第二电阻线1511可以位于第一层L1中。
图44是根据示例性实施例的触摸传感器TSM-4的传感器单元100-4的平面图,并且示出了传感器单元100-4与控制器200之间的连接关系。
参照图44,当前实施例与图36的示例性实施例在触摸传感器TSM-4的传感器单元100-4的构造方面不同。更具体地,除包括在传感器单元100-4中的每条第五连接线1553的一部分位于***区域NSA中之外,当前实施例与图36的示例性实施例基本上相同或相似。因此,省略了冗余的描述。
在根据上面描述的实施例中的任意实施例的触摸传感器和包括触摸传感器的显示装置中,因为应变计位于触摸传感器中,所以即使在没有压力传感器的情况下,也可以检测压力的强度。另外,应变计可以在制造触摸电极和连接部分的工艺中形成,并且应变计的添加不会使触摸传感器的厚度增加。此外,因为应变计可以取代物理输入按钮或者可以与物理输入按钮组合使用,所以可以向用户提供各种用户接口。
根据实施例,可以提供一种不仅能够感测触摸输入的位置而且能够感测触摸输入的压力的触摸传感器以及一种包括该触摸传感器的显示装置。
尽管已经在此描述了某些示例性实施例和实施方式,但是其他实施例和修改将通过本说明书而明显。因此,发明构思不限于这样的实施例,而是限于权利要求以及如对于本领域普通技术人员将清楚的各种明显的修改和等同布置的更宽的范围。

Claims (23)

1.一种触摸传感器,所述触摸传感器包括:
基体层;
第一触摸电极构件,所述第一触摸电极构件中的每个包括:第一触摸电极,沿第一方向布置在所述基体层上并且沿所述第一方向彼此电连接;以及第一开口,所述第一触摸电极中的每个包括所述第一开口中的一个;
第二触摸电极构件,所述第二触摸电极构件中的每个包括:第二触摸电极,沿第二方向布置在所述基体层上并且沿所述第二方向彼此电连接,所述第二方向与所述第一方向交叉;以及
应变计,包括沿所述第二方向布置的电阻线行,所述电阻线行中的每个电阻线行包括在所述第一方向上布置并且沿所述第一方向彼此电连接的电阻线,
其中,所述第一触摸电极构件沿所述第二方向布置并且沿所述第二方向彼此分隔开,
其中,所述电阻线分别位于所述第一开口中,并且
其中,两个相邻的电阻线行彼此电连接。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器,其中,所述电阻线行中的每个电阻线行包括全部彼此串联连接的所述电阻线。
3.根据权利要求1所述的触摸传感器,其中,位于第一电阻线行的远端处的电阻线与位于第二电阻线行的远端处的电阻线彼此电连接,所述第二电阻线行沿所述第二方向与所述第一电阻线行相邻,并且
其中,位于所述第一电阻线行的所述远端处的所述电阻线与位于所述第二电阻线行的所述远端处的所述电阻线设置在同一电极列中。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器,其中,所述第一触摸电极构件还包括:第一连接部分,将所述第一触摸电极中的沿所述第一方向彼此相邻的两个第一触摸电极连接,
其中,所述第二触摸电极构件还包括:第二连接部分,将所述第二触摸电极中的沿所述第二方向彼此相邻的两个第二触摸电极连接,所述第二连接部分与所述第一连接部分绝缘,
其中,所述应变计还包括:第一连接线,将同一电阻线行中的两条相邻的电阻线连接;以及第二连接线,将位于沿所述第二方向彼此相邻的不同电阻线行的各自的远端处的两条相邻的电阻线连接,
其中,所述第一触摸电极、所述第二触摸电极和所述电阻线全部位于第一层中并且由相同的材料制成,
其中,所述第一连接部分和所述第二连接部分中的一个位于与所述第一层不同的第二层中,
其中,所述第一连接部分和所述第二连接部分中的另一个位于所述第一层中,并且
其中,所述第一连接线和所述第二连接线位于所述第二层中。
5.根据权利要求4所述的触摸传感器,所述触摸传感器还包括:绝缘层,位于所述基体层上,
其中,所述第一连接线和所述第二连接线位于所述基体层上,
其中,所述绝缘层位于所述第一连接线上,
其中,所述第一触摸电极、所述第二触摸电极和所述电阻线位于所述绝缘层上,并且
其中,所述绝缘层位于所述电阻线与所述第一连接线之间。
6.根据权利要求1所述的触摸传感器,所述触摸传感器还包括:多个分支,位于所述第一开口中的每个中,连接到所述电阻线中的每条并且彼此分隔开,
其中,所述多个分支与所述电阻线由相同的材料制成。
7.根据权利要求1所述的触摸传感器,所述触摸传感器还包括:控制器,连接到所述第一触摸电极构件、所述第二触摸电极构件和所述应变计,
其中,所述控制器被构造为:
基于由触摸输入引起的所述第一触摸电极与所述第二触摸电极之间的电容的变化来检测所述触摸输入的位置;并且
基于由所述触摸输入引起的所述应变计的电阻值的变化来检测所述触摸输入的压力。
8.根据权利要求7所述的触摸传感器,所述触摸传感器还包括:
第一信号线;以及
第二信号线,
其中,所述控制器包括电连接到所述应变计的惠斯通电桥电路,
其中,第一信号线将所述应变计的第一端与所述惠斯通电桥电路电连接,
其中,所述第二信号线将所述应变计的第二端与所述惠斯通电桥电路电连接,
其中,所述第一触摸电极、所述第二触摸电极和所述电阻线位于其中的感测区域以及位于所述感测区域周围的***区域限定在所述基体层中,并且
其中,所述第一信号线和所述第二信号线位于所述***区域中,并且全部位于所述感测区域的一侧上。
9.根据权利要求7所述的触摸传感器,
其中,所述控制器包括电连接到所述应变计的惠斯通电桥电路,并且
其中,所述惠斯通电桥电路包括:
第一节点,被配置为接收驱动电压并且电连接到所述应变计的第一端;
第二节点,被配置为接收基准电压;
第一输出节点,所述第一输出节点电连接到所述应变计的第二端;
第二输出节点;
第一电阻器,连接在所述第二节点与所述第二输出节点之间;
第二电阻器,连接在所述第一节点与所述第二输出节点之间;以及
第三电阻器,连接在所述第二节点与所述第一输出节点之间。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器,其中,当未施加触摸输入时,所述应变计的所述电阻值、所述第一电阻器的电阻值、所述第二电阻器的电阻值和所述第三电阻器的电阻值相等。
11.根据权利要求1所述的触摸传感器,所述触摸传感器还包括:多个虚设电极,位于所述基体层上,
其中,所述第二触摸电极中的每个包括第二开口,
其中,所述第一触摸电极、所述第二触摸电极和所述电阻线全部位于第一层中,
其中,所述虚设电极位于所述第二开口中,与所述第二触摸电极分隔开并且位于所述第一层中,并且
其中,所述第一触摸电极、所述第二触摸电极、所述电阻线以及所述虚设电极由相同的材料制成。
12.根据权利要求11所述的触摸传感器,其中,所述第二开口中的每个的面积比所述第一开口中的每个的面积大。
13.根据权利要求1所述的触摸传感器,其中,所述第二触摸电极是驱动电极,并且所述第一触摸电极是感测电极。
14.一种触摸传感器,所述触摸传感器包括:
基体层;
第一触摸电极构件,所述第一触摸电极构件中的每个包括:第一触摸电极,沿第一方向布置在所述基体层上并且沿所述第一方向彼此电连接;第二触摸电极构件,所述第二触摸电极构件中的每个包括:第二触摸电极,沿与所述第一方向交叉的第二方向布置在所述基体层上,并且沿所述第二方向彼此电连接;以及第一开口,所述第二触摸电极中的每个包括所述第一开口中的一个;以及
应变计,包括沿所述第二方向布置的电阻线行,所述电阻线行中的每个电阻线行包括在所述第一方向上布置并且沿所述第一方向彼此电连接的电阻线,
其中,所述第二触摸电极构件沿所述第一方向布置并且沿所述第一方向彼此分隔开,
其中,所述电阻线分别位于所述第一开口中,并且
其中,两个相邻的电阻线行彼此电连接。
15.根据权利要求14所述的触摸传感器,其中,所述第一触摸电极构件还包括:第一连接部分,将所述第一触摸电极中的沿所述第一方向彼此相邻的两个第一触摸电极连接,
其中,所述第二触摸电极构件还包括:第二连接部分,将所述第二触摸电极中的沿所述第二方向彼此相邻的两个第二触摸电极连接,所述第二连接部分与所述第一连接部分绝缘,
其中,所述第一触摸电极和所述第二触摸电极全部位于第一层中,
其中,所述第一连接部分和所述第二连接部分中的一个位于与所述第一层不同的第二层中,
其中,所述第一连接部分和所述第二连接部分中的另一个位于所述第一层中,并且
其中,所述电阻线位于所述第一层或所述第二层中。
16.根据权利要求15所述的触摸传感器,其中,所述电阻线与所述第二触摸电极位于所述第一层中,并且
其中,所述第二触摸电极和所述电阻线由相同的材料制成。
17.根据权利要求15所述的触摸传感器,其中,所述应变计还包括:
第一连接线,将位于同一电阻线行中的电阻线连接;以及
第二连接线,将位于沿所述第二方向彼此相邻的不同电阻线行中的两条相邻的电阻线连接,并且
其中,所述第一连接线和所述第二连接线与所述电阻线位于不同的层中。
18.一种触摸传感器,所述触摸传感器包括:
基体层;
第一触摸电极构件,所述第一触摸电极构件中的每个包括:第一触摸电极,沿第一方向布置在所述基体层上并且沿所述第一方向彼此电连接;以及第一开口,所述第一触摸电极中的每个包括所述第一开口中的一个;
第二触摸电极构件,所述第二触摸电极构件中的每个包括:第二触摸电极,沿与所述第一方向交叉的第二方向布置在所述基体层上并且沿所述第二方向彼此电连接;以及第二开口,所述第二触摸电极中的每个包括所述第二开口中的一个;以及
应变计,所述应变计包括:第一电阻线行,沿所述第二方向布置,所述第一电阻线行中的每个第一电阻线行包括第一电阻线,所述第一电阻线在所述第一方向上布置并且沿所述第一方向彼此电连接;以及第二电阻线行,沿所述第二方向布置,所述第二电阻线行中的每个第二电阻线行包括第二电阻线,所述第二电阻线在所述第一方向上布置并且沿所述第一方向彼此电连接,
其中,所述第一触摸电极构件沿所述第二方向布置,并且沿所述第二方向彼此分隔开,
其中,所述第二触摸电极构件沿所述第一方向布置,并且沿所述第一方向彼此分隔开,
其中,所述第一电阻线分别位于所述第一开口中并且与所述第一触摸电极分隔开,并且所述第二电阻线分别位于所述第二开口中并且与所述第二触摸电极分隔开,并且
其中,沿所述所述第二方向彼此相邻的所述第一电阻线中的一条和所述第二电阻线中的一条可以彼此电连接。
19.根据权利要求18所述的触摸传感器,其中,所述第一触摸电极、所述第二触摸电极、所述第一电阻线和所述第二电阻线位于同一层中,并且由相同的材料制成。
20.根据权利要求18所述的触摸传感器,其中,所述第二电阻线中的每条的长度与所述第一电阻线中的每条的长度不同。
21.根据权利要求20所述的触摸传感器,其中,所述第二开口中的每个面积比所述第一开口中的每个的面积大,并且所述第二电阻线中的每条的长度比所述第一电阻线中的每条的长度长。
22.根据权利要求18所述的触摸传感器,其中,所述应变计还包括:连接线,将位于一个第一电阻线行的远端处的第一电阻线与位于沿所述第二方向与所述一个第一电阻线行相邻的一个第二电阻线行的远端处的第二电阻线连接,
其中,所述连接线与所述第一触摸电极和所述第二触摸电极位于不同的层中。
23.一种显示装置,所述显示装置包括:
基体基底;
发光元件,位于所述基体基底上;
薄膜封装层,位于所述发光元件上;
触摸电极,位于所述薄膜封装层上,所述触摸电极中的每个包括开口;以及
应变计,所述应变计包括:电阻线,分别位于所述开口中,所述电阻线与所述触摸电极位于同一层中,并且具有响应于触摸输入而改变的可变电阻值;第一连接线,将沿第一方向彼此相邻的两条电阻线连接;以及第二连接线,将沿第二方向彼此相邻的两条电阻线连接,所述第二方向与所述第一方向交叉,
其中,所述第一连接线和所述第二连接线位于所述薄膜封装层与所述电阻线之间。
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