CN105278787A - 电极结构以及利用其的触摸检测传感器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了电极结构以及利用其的触摸检测传感器。该电极结构包括：第一非导电层；第一导电层，设置在第一非导电层上；第二非导电层，设置在第一导电层上；第二导电层，设置在第二非导电层上；以及第三非导电层，设置在第二导电层上，其中第一导电层和第二导电层中的至少一个包括二维导电材料。

Description

电极结构以及利用其的触摸检测传感器
技术领域
本公开涉及电极结构以及包括该电极结构的触摸检测传感器。
背景技术
具有各种形状和功能的电极用于许多电器和电子器件，例如显示装置，但是不限于此。这些电极包括提供足够的透明性以透射光以及优良的导电率的透明电极。透明电极的材料包括铟锡氧化物(ITO)、锡氧化物(SnO2)、锌氧化物(ZnO)等。由于ITO具有不足的柔性，并且由于有限的铟储量其价格上升是不可避免的，所以期望发展其替代材料。锡氧化物(SnO2)和锌氧化物(ZnO)也具有不足的导电性和不利的柔性。
近来，除图像显示功能之外的用于与使用者交互的触摸检测功能已经被广泛地一起结合在平板显示器中，平板显示器例如是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)和电泳显示器，但是不限于此。触摸检测功能一般地通过检测当使用者利用他/她的手指或触摸笔接近或触摸显示器以写字或绘画时显示器上的压力、电荷、光等的变化而通知是否物体(例如，使用者的手指或触摸笔)接近或触摸显示器的屏幕的触摸信息。显示装置可以根据触摸信息而接收视频信号并显示图像。
触摸检测功能可以通过触摸检测传感器实现。触摸检测传感器可以根据不同的方法而分为电阻型、电容型、电磁型、光学型等。
例如，电容型的触摸检测传感器包括检测电容器，该检测电容器包括传输检测信号的多个检测电极，并检测当导电材料诸如手指接近触摸检测传感器时产生的检测电容器的电容变化和/或电荷变化，以通知是否以及何处发生触摸。电容型触摸检测传感器包括设置在触摸检测区域中的多个触摸电极以及连接到触摸电极的信号传输线。信号传输线可以传递检测输入信号到触摸电极或可以传递由触摸产生的触摸电极的检测输出信号到检测信号控制器。
发明内容
透明电极被广泛地用于触摸检测传感器，透明电极被期望具有高透明性和低薄层电阻。在用于柔性显示装置的触摸检测传感器中，透明电极还被期望为高度柔性的。然而，常规透明电极材料诸如铟锡氧化物(ITO)不具有这样的期望特性。
在示范性实施方式中，一种电极结构包括：第一非导电层；第一导电层，设置在第一非导电层上；第二非导电层，设置在第一导电层上；第二导电层，设置在第二非导电层上；以及第三非导电层，设置在第二导电层上。在这样的实施方式中，第一导电层和第二导电层中的至少一个包括二维导电材料。
在示范性实施方式中，第一导电层和第二导电层的每个可以包括导电材料，该导电材料包括所述二维导电材料、银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属网格或其组合。
在示范性实施方式中，第一导电层的导电材料和第二导电层的导电材料可以彼此不同。
在示范性实施方式中，第一导电层或第二导电层的导电材料的一部分可以设置在第二非导电层中。
在示范性实施方式中，第一非导电层、第二非导电层和第三非导电层可以包括粘合剂，该粘合剂被湿法涂覆有第一导电层或第二导电层的导电材料。
在示范性实施方式中，二维导电材料可以包括低价碱金属氧化物、低价碱金属碳化物、低价碱土金属氮化物、低价过渡金属碳化物、低价过渡金属氧化物、富过渡元素的硫族化物、含过渡金属的低价卤化物、硼化物化合物、氧化物或其组合。
在示范性实施方式中，电极结构还可以包括设置在第一导电层和第二导电层之间的第四非导电层，第四非导电层可以具有在约1.6至约1.8的范围内的折射率以及在约75纳米(nm)至约95nm的范围内的厚度。
在示范性实施方式中，第三非导电层可以包括包含粘合剂的下层和包含基于聚丙烯酸酯的材料的保护层。
在示范性实施方式中，电极结构还可以包括设置在第三非导电层上的第三导电层和设置在第三导电层上的第四非导电层。
在示范性实施方式中，第三导电层可以包括二维导电材料、银纳米线、金属网格、碳纳米管、石墨烯或其组合，第四非导电层可以包括被湿法涂覆有第三导电层的导电材料的粘合剂。
在示范性实施方式中，第四非导电层可以包括包含粘合剂的下层和包含基于聚丙烯酸酯的材料的保护层。
在示范性实施方式中，电极结构还可以包括设置在包括第一非导电层、第一导电层、第二非导电层、第二导电层和第三非导电层的堆叠结构的表面上的导电连接器，其中导电连接器电连接到第一导电层和第二导电层。
在示范性实施方式中，导电连接器可以包含第一导电层的导电材料、第二导电层的导电材料、钼(Mo)、银(Ag)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)或其组合。
在示范性实施方式中，一种触摸检测传感器包括：多个第一触摸电极，基本上布置在第一方向上；多个第二触摸电极，基本上布置在交叉第一方向的第二方向上；以及触摸控制器，连接到多个第一触摸电极和多个第二触摸电极，其中触摸控制器施加检测输入信号并接收检测输出信号以检测第一触摸电极和第二触摸电极上的触摸，其中第一触摸电极和第二触摸电极的每个包括堆叠结构，其中多个导电层和多个非导电层交替地堆叠在彼此上，并且导电层包含二维导电材料。
在示范性实施方式中，多个导电层可以分别包括导电材料中的至少一种，该导电材料包括二维导电材料、银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属网格或其组合。
在示范性实施方式中，二维导电材料可以包括低价碱金属氧化物、低价碱金属碳化物、低价碱土金属氮化物、低价过渡金属碳化物、低价过渡金属氧化物、富过渡元素的硫族化物、含过渡金属的低价卤化物、硼化物化合物、氧化物或其组合。
在示范性实施方式中，非导电层可以包括被湿法涂覆有多个导电层的导电材料的粘合剂。
在示范性实施方式中，触摸检测传感器还可以包括设置在堆叠结构的表面上的导电连接器，其中导电连接器电连接到导电层。
在示范性实施方式中，导电连接器可以覆盖堆叠结构的侧表面和堆叠结构的上表面的一部分。
在示范性实施方式中，导电连接器可以连接到将第一触摸电极和第二触摸电极连接到触摸控制器的线。
附图说明
从以下结合附图对本发明的实施方式的详细说明，本发明的这些和/或其他的特征将变得明显并更易于理解，附图中：
图1至图3是根据本发明的电极结构的示范性实施方式的截面图；
图4是示出根据本发明的包括触摸检测传感器的显示装置的示范性实施方式的框图；
图5是示出根据本发明的触摸检测传感器的示范性实施方式的俯视平面图；
图6是图5所示的触摸检测传感器的一部分的放大图；以及
图7是图6所示的触摸检测传感器沿线IV-IV截取的截面图。
具体实施方式
在下文将参照附图更全面地描述本发明，本发明的示范性实施方式在附图中示出。如本领域技术人员将认识到的，所述的实施方式可以以各种不同的方式修改，而不背离本发明的精神或范围。
将理解，当称元件或层在另一元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或联接到另一元件或层，或者可以存在插入的元件或层。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件或层“上”或“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，不存在插入的元件或层。相同的附图标记始终指代相同的元件。当在这里使用时，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任意和所有组合。
将理解，尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区别开。因此，以下论述的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而没有背离本发明的教导。
为了描述的方便，这里可以使用空间关系术语诸如“在...下面”、“在...之下”、“下”、“之上”、“上”等来描述一个元件或特征与另一个(另一些)元件或特征如附图所示的关系。将理解，空间关系术语旨在涵盖除了附图所示的取向之外装置在使用或操作中的不同的取向。例如，在示范性实施方式中，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他的元件或特征“下面”或“之下”的元件将会取向在该其他元件或特征“之上”或“上面”。因此，示范性术语“下面”能够涵盖之上和之下两种取向。装置可以另外地取向(旋转90度或在其他的取向)，这里使用的空间关系描述符据此被解释。
这里使用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的而不意在限制本发明。如这里使用的，单数形式“一”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。
如这里所用的“约”或“大致”是包括所述值的并表示在由本领域普通技术人员所确定的对于特定值的偏差的可接受范围内，考虑所述的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的限制)。例如，“约”能够表示在一个或多个标准偏差内，或在所述值的±30％、20％、10％、5％内。
除非另外地限定，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属的领域内的普通技术人员所通常理解的相同的含义。还将理解的是，术语诸如通用词典中限定的那些应当被解释为与现有技术的背景中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化或过度形式化的含义，除了这里明确如此限定。
这里参照截面描述示范性实施方式，这些图是理想化实施方式的示意图。因而，由例如制造技术和/或公差引起的图示形状的偏差将是可能发生的。因此，这里描述的实施方式不应被解释为限于如这里示出的区域的形状而是将包括由例如制造引起的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域可以通常具有粗糙和/或非线性的特征。此外，示出的锐角可以被倒圆。因此，附图所示的区域在本质上是示意的，它们的形状不旨在示出区域的精确形状，并且不旨在限制权利要求的范围。
在附图中，为了清晰，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。同样的附图标记在说明书中始终指代同样的元件。将理解，当称一个元件诸如层、膜、区域或基板在另一个元件上时，它能够直接在另一个元件上，或者还可以存在居间元件。相反，当元件被称为直接在另一个元件上时，不存在居间元件。
在下文，将参照附图更详细地描述本发明的示范性实施方式。
首先，将参照图1至图3来描述根据本发明的电极结构的示范性实施方式。
图1至图3是根据本发明的电极结构的示范性实施方式的截面图。
图1示出电极结构的示范性实施方式，该电极结构包括堆叠结构和设置在该堆叠结构的侧表面上的导电连接构件(也称为“导电连接器”)30，在该堆叠结构中，第一非导电层51、第一导电层41、第二非导电层52、第二导电层42、第三非导电层53顺序地设置在基板10上。第一导电层41包括第一导电材料11，第二导电层42包括第二导电材料21。
在示范性实施方式中，第一导电材料11和第二导电材料21中的至少一个包括二维导电材料，剩余的一个例如包括透明导电材料诸如二维导电材料、银纳米线(AgNw)、金属网格(metalmesh)、碳纳米管(CNT)、石墨烯等。在这样的实施方式中，二维导电材料是包含低价碱金属氧化物、低价碱金属碳化物、低价碱土金属氮化物、低价过渡金属碳化物、低价过渡金属氧化物、富过渡元素的硫族化物、含过渡金属的低价卤化物、硼化物化合物、氧化物等的导电材料。在这样的实施方式中，碱金属可以包括Cs、Rb、K、Na或其组合，碱土金属可以包括Ca、Mg、Sr、Ba或其组合，过渡金属可以包括Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Ag或其组合。低价碱金属氧化物可以由A3O、A2O、A6O、A7O表示(其中A是Cs、Rb、K、Na或其组合)。低价碱土金属氮化物可以由AE2N(其中AE为Mg、Sr、Ba或其组合)或AE3N(其中AE为Mg、Ca、Sr、Ba或其组合)表示。低价过渡金属碳化物可以由M2C或M4C表示(其中M为Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Ag或其组合)。富过渡元素硫族化物可以是富过渡金属硫族化物。富过渡金属硫族化物可以由M3E2、M2E、M5E、M4E3或ME表示(其中M是Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Ag或其组合，E是S、Se或Te)。含过渡元素的低价卤化物可以由M2X或MX表示(其中M为Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mn、Tc、Re、Ag或其组合，X为F、Cl、Br或I)。硼化物化合物可以包括AuB2、AlB2、AgB2、MgB2、TaB2、NbB2、YB2、WB2、VB2、MoB2、ScB2或其组合。氧化物可以包括RuO2等。在示范性实施方式中，二维导电材料可以包括包含至少两个金属原子层的重复单元结构以及在重复单元结构之间的二维电子气层。
在这样的实施方式中，第一导电材料11和第二导电材料21中的至少一个包括二维导电材料，从而改善包括堆叠结构的电极结构的柔性。
导电的连接构件30例如可以包括低电阻的材料，诸如钼(Mo)、银(Ag)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)和钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)或包括在第一导电层41或第二导电层42中的导电材料。
在示范性实施方式中，第一导电材料11的一部分可以从第一导电层41和第一非导电层51之间或第一导电层41和第二非导电层52之间的边界面延伸到第一非导电层51或第二非导电层52，或者第二导电材料21的一部分可以从第二导电层42和第二非导电层52之间或第二导电层42和第三非导电层53之间的边界平坦表面延伸到第二非导电层52或第三非导电层53。因此，在这样的实施方式中，第一导电材料11的延伸部分和第二导电材料21的延伸部分可以在第二非导电层52中彼此接触，使得第一导电层41和第二导电层42可以电连接到彼此。在替代的示范性实施方式中，第一导电材料11和第二导电材料21可以不彼此接触，第一导电材料11和第二导电材料21可以经由导电连接构件30连接到彼此。
在下文，现在将描述根据本发明的形成具有上述结构的电极结构的方法的示范性实施方式。在示范性实施方式中，第一导电材料11与第一粘合剂混合并以预定厚度涂覆(例如，湿法涂覆)在基板10上并且被干燥，然后用于第一粘合剂的非导电材料限定第二非导电层52的一部分和第一非导电层51，第一导电材料11支配地或主要地分布的中间部分限定第一导电层41。在这样的实施方式中，第二导电材料21与第二粘合剂混合并涂覆(例如，湿法涂覆)在其上并且被干燥，然后用于第二粘合剂的非导电材料限定第二非导电层52的剩余部分和第三非导电层53的一部分，第二导电材料21支配地或主要地分布的中间部分限定第二导电层42。在这样的实施方式中，第一导电材料11和第二导电材料21可以不均匀分布，使得第一导电材料11和第二导电材料21的一部分可以进入到相邻的非导电层中。因此，在这样的实施方式中，第一导电材料11的一部分可以被第二非导电层52暴露，第一导电材料11的该部分可以接触第二导电材料21的一部分，使得第一导电层41和第二导电层42可以电连接到彼此。在这样的实施方式中，孔可以通过第二非导电层52限定，第一导电材料11或第二导电材料21的一部分可以设置在该孔中使得第一导电材料11可以连接到第二导电材料21。在这样的实施方式中，在第一导电材料11连接到第二导电材料21的地方，堆叠结构的柔性可以被改善。
在这样的实施方式中，用于形成第一非导电层51、第二非导电层52和第三非导电层53的至少一部分的粘合剂可以包括基于纤维素的粘合剂诸如羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚乙烯醇、聚乙烯丙烯酸(polyvinylacrylicacid)或其组合。第三非导电层53可以通过由第二粘合剂形成的部分和由单独堆叠在其上的保护层(overcoating)材料形成的部分来限定。用于第三非导电层53的保护层材料例如可以包括基于聚丙烯酸酯的材料。
根据示范性实施方式，如图1所示，电极结构可以包括两个导电层和三个非导电层，但是不限于此。在替代的示范性实施方式中，导电层和非导电层的数目可以大于或等于3。
参照图2，在根据本发明的电极结构的替代的示范性实施方式中，第一非导电层51、第一导电层41、第二非导电层52、第二导电层42、第三非导电层53、第三导电层43和第四非导电层54顺序地设置在基板10上。在这样的实施方式中，导电连接构件30设置在堆叠结构的侧表面上以将第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43电连接到彼此。导电连接构件30可以延伸以接触第四非导电层54的上表面的一部分以及该堆叠结构的侧表面，该第四非导电层54可以是堆叠结构的最上层。
基板10可以限定堆叠结构的底部构件(例如，基底层)，并可以是非导电层。基板10例如可以包括塑料或玻璃或由塑料或玻璃形成。基板10的材料可以根据采用该电极结构的装置的配置来决定。
在这样的实施方式中，第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43中的至少一个可以包括二维导电材料。在一个示范性实施方式中，例如，第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43中的一个可以是包括二维导电材料的层，剩余的两个可以是包括二维导电材料、AgNw、金属网格、CNT、石墨烯或其组合的层。在这样的实施方式中，第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43可以包括导电材料(例如，上面描述的导电材料)的不同组合中的一个。第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43的导电材料可以彼此不同。在一个示范性实施方式中，例如，在第一导电层41包括二维导电材料的情况下，第二导电层42可以包括AgNw，第三导电层42可以包括CNT、石墨烯或金属网格。在一个示范性实施方式中，例如，在第一导电层41包括石墨烯的情况下，第二导电层42可以包括二维导电材料，第三导电层42可以包括CNT、金属网格、AgNw或其组合。第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43的导电材料可以包括彼此不同的二维导电材料。第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43可以每个包括导电材料的组合。在一个示范性实施方式中，例如，第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43可以每个包括AgNw和二维导电材料的组合、或者二维导电材料、AgNw和石墨烯的组合。在示范性实施方式中，第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43可以包括导电材料的不同组合。在一个示范性实施方式中，例如，第一导电层41可以包括AgNw，第二导电层42可以包括AgNw和石墨烯，第三导电层43可以包括二维导电材料和CNT或金属网格。在一个替代的示范性实施方式中，例如，第一导电层41可以包括石墨烯和二维导电材料，第二导电层42可以包括AgNw和二维导电材料，第三导电层43可以包括石墨烯和金属网格或二维导电材料。
第一非导电层51、第二非导电层52、第三非导电层53和第四非导电层54可以包括与用于第一导电层41、第二导电层42和第三导电层43的材料混合并被涂覆的粘合剂。粘合剂可以包括基于纤维素的粘合剂诸如HPMC、聚乙烯醇、聚乙烯丙烯酸等。第四非导电层54可以通过由粘合剂形成的部分和由单独堆叠在其上的保护层材料形成的部分来限定。用于第四非导电层54的保护层材料可以包括例如基于聚丙烯酸酯的材料。
在示范性实施方式中，导电连接构件30可以包括第一导电层41、第二导电层42或第三导电层43中包括的导电材料、或低电阻材料诸如钼(Mo)、银(Ag)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)等。
在示范性实施方式中，第二非导电层52可以覆盖其下的整个第一导电层41，或可以覆盖第一导电层41的一部分。在示范性实施方式中，第三非导电层53可以覆盖其下的整个第二导电层42，或可以覆盖第二导电层42的一部分。在这样的实施方式中，第一导电层41和第二导电层42可以彼此接触并电连接到彼此，第二导电层42和第三导电层43可以彼此接触并电连接到彼此。
第一非导电层51、第二非导电层52、第三非导电层53和第四非导电层54可以包括包含粘合剂的单层，但是不限于此。在替代的示范性实施方式中，第一非导电层51、第二非导电层52、第三非导电层53和第四非导电层54可以包括电介质层和包含粘合剂的层。
参照图3，在根据本发明的电极结构的另一个替代的示范性实施方式中，第一非导电层51、第一导电层41、第二非导电层52、第二导电层42和第三非导电层53顺序地设置在基板10上。在这样的实施方式中，导电连接构件(未示出)设置在堆叠结构的侧表面上。在这样的实施方式中，导电连接构件电连接到第一导电层41和第二导电层42以使第一导电层41与第二导电层42连接。
在这样的实施方式中，如图3所示，第二非导电层52可以包括彼此相对设置的两个粘合剂膜52'以及设置在两个粘合剂膜52'之间的抗反射涂层52”。在这样的实施方式，如图3所示，第三非导电层53包括设置在第二导电层42上的粘合剂膜53'以及设置在粘合剂膜53'上的保护层53”。
抗反射涂层52”是在透射光穿过电极结构时减少在具有不同的折射率的多个层之间的分界面上的光反射的层，抗反射涂层52”的折射率和厚度可以根据电极结构的层的厚度和折射率来确定。根据示范性实施方式，抗反射涂层52”可以包括具有约1.7的折射率(n)的透明电介质材料并可以具有约85纳米(nm)的厚度。在这样的实施方式中，电极结构的非导电层可以包括具有约1.59的折射率的聚碳酸酯膜、具有约1.55的折射率的HPMC粘合剂以及具有约1.47的折射率的聚氨酯丙烯酸酯(urethaneacrylate)保护层。在这样的实施方式中，导电层具有根据波长的不同的折射率。抗反射涂层52”可以通过堆叠具有在约1.6至约1.8的范围内的折射率(n)的透明电介质材料来提供以具有在约75nm至约95nm的范围内的厚度。
以下的表1比较电极结构的一个示范性实施方式的薄层电阻和雾度(haze)，其中两个导电层41和42之一用AgNw形成，两个导电层41和42中的另一个用RuO2(其是二维导电材料中的一种)形成(在下文，这样的电极结构将被称为“复合电极结构”)，具有AgNw单层和RuO2单层的每个。该复合电极结构的AgNw层的厚度为约40nm，该复合电极结构的RuO2层的厚度小于或等于约10nm。AgNw单层的厚度为约40nm，RuO2单层的厚度小于或等于约10nm。
(表1)
薄层电阻(ohm/sq) 雾度(％)
AgNw 50 1.0
二维导电材料(RuO2) 50 0.0
复合电极结构 25 1.0
如表1所示，复合电极结构，其中AgNw层和RuO2层与非导电层一起堆叠并平行连接到彼此，具有比AgNw单层或RuO2单层更小的薄层电阻，并且复合电极结构的雾度与AgNw单层的雾度基本上相同。因此，在通过将二维导电材料膜与AgNw层混合而形成电极结构的示范性实施方式中，薄层电阻被实质上减小，并且雾度基本上被维持在与AgNw层相当的水平。因此，电极结构的示范性实施方式可以有效地用作透明电极等。
电极结构可以用于各种领域，例如可以用于显示装置中采用的触摸检测传感器的电极。
在下文，现在将参照图4至图7描述根据本发明的包括触摸检测传感器的显示装置的示范性实施方式。
图4是示出根据本发明的包括触摸检测传感器的显示装置的示范性实施方式的框图，图5是示出根据本发明的触摸检测传感器的示范性实施方式的俯视平面图，图6是示出图5所示的触摸检测传感器的一部分的放大图，图7是图6所示的触摸检测传感器沿线IV-IV截取的截面图。
参照图4，包括触摸检测传感器的显示装置的示范性实施方式包括显示面板300、连接到显示面板300的显示控制器600、以及触摸控制器700。
显示面板300可以显示图像并检测触摸。当从平面图(例如，如图4所示的俯视平面图)观看时，显示面板300包括用于显示图像的显示区域DA和在显示区域DA周围的外围区域PA。
在这样的实施方式中，触摸有源区TA可以限定在用于感测触摸的显示面板300的局部区域或整个区域中。触摸有源区TA是其中当物体实质上接近显示面板300或触摸显示面板300时触摸被检测的区域。这里，术语“触摸”包括使外部对象接近显示面板300或在接近的状态悬浮的情形以及使外部对象诸如使用者的手直接触摸到显示面板300的情形。
在示范性实施方式中，如图5所示，几乎整个显示区域DA限定触摸有源区TA，但是不限于此。在替代的示范性实施方式中，外围区域PA的一部分也可以用作触摸有源区TA，并且显示区域DA的仅一部分可以用作触摸有源区TA。
参照图4，多个像素PX和多个显示信号线(未示出)设置在显示区域DA中，多个显示信号线连接到像素PX并传输驱动信号。
显示信号线包括用于传输扫描信号的多个扫描信号线(未示出)和用于传输数据信号的多个数据线(未示出)。扫描信号线和数据线可以在彼此不同的方向上延伸以彼此交叉。显示信号线可以朝向其中设置焊盘部分(未示出)的外围区域PA延伸。
在示范性实施方式中，多个像素PX可以基本上布置成矩阵形式，但是不限于此。每个像素PX可以包括连接到栅线和数据线的开关(未示出)以及连接到该开关的像素电极(未示出)。该开关可以是与显示面板300集成的三端子元件，例如薄膜晶体管。该开关可以响应于由栅线传输的栅信号而导通或关闭以选择性地传输由数据线传输的数据信号到像素电极。像素PX还可以包括与像素电极相对的相对电极(未示出)。在显示装置的示范性实施方式中，在显示装置是有机发光二极管(OLED)显示器的情况下，发射层设置在像素电极和相对电极之间，从而限定光发射元件。相对电极可以施加公共电压。
每个像素PX可以表现或显示用于表现彩色显示的基色中的一种，所希望的颜色可以通过结合这样的基色来识别。在一个示范性实施方式中，例如，基色可以包括诸如红色、绿色和蓝色的三基色、或四个基色。每个像素PX被限定为对应于每个像素电极并且还可以包括用于表现基色之一的滤色器，包括光发射元件的发射层可以发射具有预定颜色的光。
触摸检测传感器设置在触摸有源区TA中。触摸检测传感器可以通过各种方法检测其上的触摸。在一个示范性实施方式中，例如，触摸检测传感器可以根据不同的方法而分为电阻型、电容型、电磁(EM)型或光学型。
在下文，为了描述的方便起见，将更详细地描述包括电容型触摸检测传感器的示范性实施方式，但是不限于此。
参照图5，在显示装置的示范性实施方式中，触摸检测传感器可以包括多个触摸电极，并且多个触摸电极可以包括多个第一触摸电极410和多个第二触摸电极420。第一触摸电极410与第二触摸电极420分离。
参照图5和图6，多个第一触摸电极410和多个第二触摸电极420被交替地设置和定位以在触摸有源区TA中彼此不交叠。第一触摸电极410可以沿第一方向(例如，列方向)和第二方向(例如，行方向)设置，第二触摸电极420可以沿第一方向和第二方向设置。这里，第一和第二方向彼此交叉(例如，彼此垂直)，并可以分别被称为水平方向和垂直方向。
在这样的实施方式中，第一触摸电极410和第二触摸电极420可以设置在相同的层中。
在示范性实施方式中，如图5和图6所示，第一触摸电极410和第二触摸电极420的每个可以具有四边形形状，但是不限于此。在替代的示范性实施方式中，第一触摸电极410和第二触摸电极420可以具有各种形状，例如具有突出部分的形状以改善触摸检测传感器的灵敏度。
在示范性实施方式中，布置在相同的列或行中的第一触摸电极410可以在触摸有源区TA的内部或外面连接到彼此，或可以彼此电分离。在这样的实施方式中，布置在相同的列或行中的多个第二触摸电极420的至少一些可以在触摸有源区TA的内部或外面连接到彼此或可以彼此电分离。在一个示范性实施方式中，例如，如图5所示，布置在相同的列中的第一触摸电极410在触摸有源区TA的内部连接到彼此，布置在相同的行中的第二触摸电极420可以在触摸有源区TA的内部连接到彼此。
在这样的实施方式中，位于每列中的多个第一触摸电极410可以通过第一连接部分412连接到彼此，位于每行中的多个第二触摸电极420可以通过第二连接部分422连接到彼此。
参照图6和图7，在示范性实施方式中，连接在相邻的第一触摸电极410之间的第一连接部分412可以位于与第一触摸电极410相同的层上，并可以包括与第一触摸电极410相同的材料或由与第一触摸电极410相同的材料制成。在这样的实施方式中，第一触摸电极410和第一连接部分412可以被集成并可以被同时图案化。
连接在相邻的第二触摸电极420之间的第二连接部分422可以位于与第二触摸电极420不同的层上。在这样的实施方式中，第二触摸电极420和第一连接部分412可以彼此间隔开，并可以被分别地图案化。第二触摸电极420和第二连接部分422可以通过直接接触而连接到彼此。
非导电层430设置在第一连接部分412和第二连接部分422之间以使第一连接部分412和第二连接部分422彼此绝缘。非导电层430可以包括设置在第一连接部分412和第二连接部分422的每个交叉区域处的多个独立的岛状绝缘体，如图6和图7所示。
非导电层430可以暴露第二触摸电极420的至少一部分以将第二连接部分422与第二触摸电极420连接。
绝缘层430可以具有圆形的边缘或可以具有多边形的边缘。
根据另一个示范性实施方式，绝缘层430基本上设置在整个触摸有源区TA上，并且孔可以在第二触摸电极420的一部分处限定在绝缘层430中以连接在行方向上的相邻的第二触摸电极420。
在替代的示范性实施方式中，用于将相邻的第二触摸电极420连接到彼此的第二连接部分422可以位于与第一触摸电极410相同的层中并可以与第一触摸电极410集成，并且用于将相邻的第一触摸电极410连接到彼此的第一连接部分412可以位于与第一触摸电极410不同的层中。
参照图5，每个列中的连接到彼此的第一触摸电极410通过第一触摸线411连接到触摸控制器700，并且每行中连接到彼此的第二触摸电极420可以通过第二触摸线421连接到触摸控制器700。在示范性实施方式中，第一触摸线411和第二触摸线421可以位于显示面板300的外围区域PA中，如图5所示，但是不限于此。在替代的示范性实施方式中，第一触摸线411和第二触摸线421可以位于触摸有源区TA中。
第一触摸线411和第二触摸线421的末端可以限定显示面板300的外围区域PA中的焊盘部分450。
第一触摸电极410和第二触摸电极420可以具有等于或大于预定透射率的透射率以允许来自显示面板300的光从其穿过。第一触摸电极410和第二触摸电极420可以包括电极结构，在该电极结构中，包括二维导电材料的导电层(例如，一个或多个导电层)和包括二维导电材料、AgNw、金属网格、CNT、石墨烯等中的至少一个导电材料的导电层交替地堆叠，且使多个非导电层在其间。
在这样的实施方式中，非导电层可以是用于涂覆液相AgNw、CNT、石墨烯等的有机粘合剂。有机粘合剂可以包括基于纤维素的粘合剂诸如HPMC、聚乙烯醇、聚乙烯丙烯酸等。在这样的实施方式中，最上面的非导电层可以是基于聚丙烯酸酯的保护层。多个导电层可以包括包含导电材料诸如二维导电材料、AgNw、金属网格、CNT和石墨烯的导电层以及包括二维导电材料的导电层，每个层可以包括不同种类的导电材料。在一个示范性实施方式中，例如，二维导电材料可以与粘合剂混合并被涂覆(例如，湿法涂覆)并且被干燥以提供位于导电层中的最下面的层的第一导电层，然后AgNw可以与有机粘合剂混合并被涂覆(例如，湿法涂覆)在其上并且被干燥以提供包括AgNw的第二导电层和包括有机粘合剂的非导电层，CNT或石墨烯可以与有机粘合剂混合并被涂覆(例如，湿法涂覆)并且被干燥以提供包括CNT或石墨烯的第三导电层和包括有机粘合剂的非导电层。有机粘合剂可以设置在CNT或石墨烯的表面上以在第三导电层上提供非导电层。多个导电层可以通过设置在电极结构的侧表面上的连接构件电连接到彼此。返回参照图4，根据示范性实施方式，用于在第二触摸电极420之间连接的第二连接部分422可以限定连接构件，该连接构件连接其侧表面上的电极结构的多个导电层。在示范性实施方式中，第一触摸线411和第二触摸线421可以限定连接电极结构的多个导电层的连接构件，并可以设置在其侧表面上。在替代的示范性实施方式中，连接构件可以与第二连接部分422、第一触摸线411和第二触摸线421分开地提供。
第一触摸线411和第二触摸线421可以包括第一触摸电极410和第二触摸电极420中包括的透明导电材料或低电阻的材料诸如钼(Mo)、银(Ag)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)或其组合。
相邻的第一触摸电极410和第二触摸电极420可以限定用作触摸检测传感器的互感电容器。互感电容器可以通过第一触摸电极410和第二触摸电极420中的一个接收检测输入信号，并可以通过剩余的触摸电极将由于外部对象在其上的触摸引起的电荷变化作为检测输出信号输出。
在替代的示范性实施方式中，多个第一触摸电极410和多个第二触摸电极420可以彼此分离并可以每个通过触摸线(未示出)连接到触摸控制器700。在这样的实施方式中，每个触摸电极可以限定作为触摸检测传感器的自感电容器。自感电容器可以在接收检测输入信号时在预定的列中被充电，该列的电荷可以在其被外部对象诸如手指触摸时改变，从而排出与接收的检测输入信号不同的检测输出信号。
返回参照图4，显示控制器600控制显示面板300的图像显示操作。
在示范性实施方式中，信号控制器600从外部接收包括每个像素PX的亮度信息的输入视频信号和用于控制输入视频信号的显示的输入控制信号。信号控制器600根据输入视频信号和输入控制信号处理输入视频信号，使得信号控制器600将输入视频信号转换成输出视频信号并产生控制信号诸如栅极控制信号和数据控制信号。信号控制器600发送栅极控制信号到栅极驱动器(未示出)，并发送数据控制信号和输出视频信号到数据驱动器(未示出)。
在示范性实施方式中，数据驱动器根据数据控制信号接收输出视频信号用于一列像素PX，通过选择对应于每个输出视频信号的灰阶电压将输出视频信号转换成数据电压，然后施加选择的灰阶电压到对应的数据线。在这样的实施方式中，栅极驱动器根据栅极控制信号施加栅极导通电压到栅线以导通连接到该栅线的开关，使得施加到数据线的数据电压通过导通的开关被施加到对应的像素PX。当数据电压被施加到像素PX时，像素PX可以通过各种光学转换器诸如光发射元件表现对应于数据电压的亮度。
触摸控制器700连接到位于触摸有源区中的触摸检测传感器以控制触摸检测传感器的操作。触摸控制器700可以通过传输检测输入信号到触摸检测传感器或接收检测输出信号来操作。触摸控制器700操作检测输出信号以产生触摸信息诸如其上触摸的发生和位置。
驱动装置诸如数据驱动器、栅极驱动器和显示控制器600可以直接安装在显示面板300上作为集成电路(IC)芯片的形式，或可以安装在柔性印刷电路膜(未示出)上以被附接到显示面板300上作为载带式封装(TCP)的形式，或者可以安装在额外的印刷电路板(未示出)上。替代地，驱动装置可以与显示信号线和开关等一起被集成到显示面板300。
触摸控制器700也可以直接安装在显示面板300上作为IC芯片的形式，或可以安装在柔性印刷电路膜上以被附接到显示面板300上作为TCP的形式，或可以安装在额外的印刷电路板上。触摸控制器700可以通过显示面板300的焊盘部分450连接到第一触摸线411和第二触摸线421。
尽管已经结合目前认为可行的示范性实施方式描述了本发明，但是将理解，本发明不限于公开的实施方式，而是相反地，旨在涵盖被包括在权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。
本申请要求于2014年7月18日提交的韩国专利申请No.10-2014-0091127的优先权，其内容通过引用整体地结合于此。

Claims (20)

1.一种电极结构，包括：
第一非导电层；
第一导电层，设置在所述第一非导电层上；
第二非导电层，设置在所述第一导电层上；
第二导电层，设置在所述第二非导电层上；以及
第三非导电层，设置在所述第二导电层上，
其中所述第一导电层和所述第二导电层中的至少一个包括二维导电材料。
2.如权利要求1所述的电极结构，其中
所述第一导电层和所述第二导电层的每个包括导电材料，所述导电材料包括所述二维导电材料、银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属网格或其组合。
3.如权利要求2所述的电极结构，其中
所述第一导电层的导电材料和所述第二导电层的导电材料彼此不同。
4.如权利要求3所述的电极结构，其中
所述第一导电层或所述第二导电层的所述导电材料的一部分设置在所述第二非导电层中。
5.如权利要求4所述的电极结构，其中
所述第一非导电层、所述第二非导电层和所述第三非导电层包括粘合剂，
其中所述粘合剂被湿法涂覆有所述第一导电层或所述第二导电层的所述导电材料。
6.如权利要求5所述的电极结构，其中
所述二维导电材料包括低价碱金属氧化物、低价碱金属碳化物、低价碱土金属氮化物、低价过渡金属碳化物、低价过渡金属氧化物、富过渡元素的硫族化物、含过渡金属的低价卤化物、硼化物化合物、氧化物或其组合。
7.如权利要求5所述的电极结构，还包括：
抗反射涂层，设置在所述第一导电层和所述第二导电层之间，
其中所述抗反射涂层具有在1.6至1.8的范围内的折射率以及在75纳米至95纳米的范围内的厚度。
8.如权利要求5所述的电极结构，其中所述第三非导电层包括：
下层，包含所述粘合剂；和
保护层，包含基于聚丙烯酸酯的材料。
9.如权利要求1所述的电极结构，还包括：
第三导电层，设置在所述第三非导电层上；和
第四非导电层，设置在所述第三导电层上。
10.如权利要求9所述的电极结构，其中
所述第三导电层包括二维导电材料、银纳米线、金属网格、碳纳米管、石墨烯或其组合，
所述第四非导电层包括被湿法涂覆有所述第三导电层的导电材料的粘合剂。
11.如权利要求10所述的电极结构，其中所述第四非导电层包括：
下层，包含所述粘合剂；和
保护层，包含基于聚丙烯酸酯的材料。
12.如权利要求1所述的电极结构，还包括：
导电连接器，设置在包括所述第一非导电层、所述第一导电层、所述第二非导电层、所述第二导电层和所述第三非导电层的堆叠结构的侧表面上，
其中所述导电连接器电连接到所述第一导电层和所述第二导电层。
13.如权利要求12所述的电极结构，其中
所述导电连接器包含所述第一导电层或所述第二导电层的所述导电材料、钼(Mo)、银(Ag)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、钼/铝/钼(Mo/Al/Mo)或其组合。
14.一种触摸检测传感器，包括：
多个第一触摸电极，布置在第一方向上；
多个第二触摸电极，布置在交叉所述第一方向的第二方向上；以及
触摸控制器，连接到所述多个第一触摸电极和所述多个第二触摸电极，其中所述触摸控制器施加检测输入信号并接收检测输出信号以检测所述第一触摸电极和所述第二触摸电极上的触摸，
其中所述第一触摸电极和所述第二触摸电极的每个包括堆叠结构，在所述堆叠结构中多个导电层和多个非导电层交替地堆叠在彼此上，并且
所述导电层包含二维导电材料。
15.如权利要求14所述的触摸检测传感器，其中
所述导电层包括导电材料，所述导电材料包括所述二维导电材料、银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属网格或其组合。
16.如权利要求15所述的触摸检测传感器，其中
所述二维导电材料包括低价碱金属氧化物、低价碱金属碳化物、低价碱土金属氮化物、低价过渡金属碳化物、低价过渡金属氧化物、富过渡元素的硫族化物、含过渡金属的低价卤化物、硼化物化合物、氧化物或其组合。
17.如权利要求16所述的触摸检测传感器，其中
所述非导电层包括被湿法涂覆有所述导电层的所述导电材料的粘合剂。
18.如权利要求17所述的触摸检测传感器，还包括：
导电连接器，设置在所述堆叠结构的表面上，
其中所述导电连接器电连接到所述导电层。
19.如权利要求18所述的触摸检测传感器，其中
所述导电连接器覆盖所述堆叠结构的侧表面和所述堆叠结构的上表面的一部分。
20.如权利要求18所述的触摸检测传感器，其中
所述导电连接器连接到将所述多个第一触摸电极和所述多个第二触摸电极连接到所述触摸控制器的线。
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