CN105739754B - 触摸面板和包括触摸面板的显示设备 - Google Patents

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Abstract

触摸面板和包括触摸面板的显示设备。提供一种触摸面板。触摸面板包括第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、第三电极以及介电层。第二基板面向第一基板。第一电极在第一基板的一个表面上。第二电极在与第一电极相同的平面上与第一电极隔开。第三电极在第二基板的一个表面上并与第一电极以及第二电极交叠。介电层在第一电极与第三电极之间并在第二电极与第三电极之间，并且包括各向异性介电材料。

Description

触摸面板和包括触摸面板的显示设备
技术领域
本公开涉及触摸面板和包括触摸面板的显示设备。更具体地，本公开涉及能够感测触摸输入的2D坐标和触摸输入力的触摸面板和包括触摸面板的显示设备。
背景技术
作为感测用户的触摸输入(诸如显示设备上的屏幕触摸或手势等)的设备的触摸面板除了被应用于包括智能电话、平板PC等的便携式显示设备之外，已经被广泛用于诸如公共设施的显示设备和智能TV等的大型显示设备。触摸面板可以分类为电阻式、电容式、光学式、电磁(EM)式等。
在各种触摸面板中，通常使用电容式触摸面板。在电容式触摸面板中，当改变彼此交叉的触摸电极的电容时，通过测量电容的变化量来检测输入触摸的点。
然而，因为电容式触摸面板是检测输入触摸的点的X坐标和Y坐标的类型，所以2D触摸感测是可用的，但是无法测量触摸输入力。因此，电容式触摸面板的缺点在于区分弱触摸输入和强触摸输入的3D触摸感测是不可用的。
近年来，通过使用压力传感器来测量触摸输入力的触摸面板类型已经用于3D触摸感测。测量触摸输入力的压力传感器包括光学式压力传感器、电容式压力传感器等。
光学式压力传感器通过使用在用户的触摸输入期间在手指的触摸面上改变光的波导路径的现象来感测压力。然而，因为光学式压力传感器需要额外的波导，所以存在的问题在于触摸面板的厚度增加。
电容式压力传感器基于根据插在彼此面向的两个电极之间并由弹性体制成的绝缘层的厚度的变化的电容的变化量来测量压力。然而，电容式压力传感器的缺点在于它无法在绝缘层被压缩且此后再次恢复的恢复时间测量触摸压力的力。进一步地，因为电容式压力传感器的绝缘层需要具有大厚度，以便充分地感测压力，所以缺点在于触摸面板的厚度增加。将参照图1更详细地描述出现在电容式压力传感器中的问题。
图1是描述了包括电容式压力传感器的、相关技术中的触摸面板的问题的示意性截面图。参照图1，触摸面板100包括下基板110、下电极120、绝缘层130、上电极140以及上基板160。下电极120和上电极140彼此交叉，并且在绝缘层130插在下电极120与上电极140之间的情况下彼此电分离。当使绝缘层130变形时，绝缘层130由具有抵抗变形的恢复力的弹性体制成。
如图1例示，当经由触摸输入从顶部施加压力时，上基板160的局部变形发生，并且上电极140与下电极120之间的间隙被压力改变。例如，如图1例示，当向设置第一下电极121、第二下电极122以及第三下电极123的区域施加触摸输入时，刚好在触摸输入所施加到的点下方的第二下电极122与上电极140之间的间隙的尺寸减小。因此，第二下电极122与上电极140之间的电容C2增大。
详细地，彼此面向的两个电极之间的电容与两个电极之间的相对介电常数成比例并与两个电极之间的间隙成反比。因此，当上电极140与第二下电极122之间的间隙的尺寸减小时，上电极140与第二下电极122之间的电容C2增大。
触摸面板100的触摸控制器通过测量上电极140与第二下电极122之间的电容C2的变化量来检测触摸输入的力。当触摸输入结束时，上电极140和上基板150由于绝缘层130的恢复力而恢复到原形，并且触摸输入所施加到的点处的电容C2也恢复到初始值。
然而，当强烈地施加触摸输入时，绝缘层130被大幅压缩，因此，可能需要将绝缘层130恢复到初始状态的足够时间。在这种情况下，在恢复绝缘层130的同时，即使向恢复点施加新触摸输入，也可能无法精确地测量新触摸输入的力。
进一步地，上电极140与下电极120之间的间隙需要足够的宽度变化，以便在具有小压力的触摸输入与具有大压力的触摸输入之间区分。因此，绝缘层130的厚度需要足够大，以便充分地增大上电极140与下电极120之间的间隙。然而，因为随着绝缘层130的厚度增加，触摸面板100的厚度不能增加，所以存在的问题在于包括触摸面板100的显示设备的厚度也增加。
发明内容
要由本公开实现的目的是提供能够感测3D触摸输入并向用户提供各种触摸接口的触摸面板和包括触摸面板的显示设备。
根据本公开的方面，提供了一种触摸面板，该触摸面板包括第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、第三电极以及介电层。第二基板面向第一基板。第一电极在第一基板的一个表面上。第二电极被设置为在与第一电极相同的平面上与第一电极隔开。第三电极在第二基板的一个表面上并被设置为与第一电极以及第二电极交叠。介电层设置在第一电极与第三电极之间并在第二电极与第三电极之间，并且包括各向异性介电材料。这里，各向异性介电材料可以具有非立方晶体结构。这里，各向异性介电材料可以是液晶。另外，液晶的最大相对介电常数与最小相对介电常数之间的差可以为2或更大。
根据本公开的另一个方面，提供了一种显示设备，该显示设备包括显示面板、触摸面板以及触摸控制器。触摸面板设置在显示面板上，并且包括下电极、介电层以及上电极。介电层设置在下电极上并由各向异性介电材料制成。上电极设置在介电层上，与下电极交叠，并且包括被设置为彼此隔开的第一电极和第二电极。
其他示例性实施方式的详细内容包括在说明书和附图中。
根据本公开，可以通过使用包括具有各向异性介电材料的介电层的触摸面板来检测触摸输入的坐标和触摸输入的力，并且可以感测3D触摸输入。
进一步地，根据本公开，可以通过使用包括根据排列方向而具有不同相对介电常数的各向异性介电材料的触摸面板来精确地感测触摸输入，而不管介电层的厚度变化如何。由此，可以精确地测量连续的触摸输入的所有力，并且提供具有小厚度的触摸面板。
本公开的效果不限于上述效果，并且其他各种效果包括在本说明书中。
附图说明
将根据以下结合附图进行的详细描述来更清晰地理解本公开的上述和其他方面、特征以及其他优点，附图中：
图1是描述了包括电容式压力传感器的、相关技术中的触摸面板的问题的示意性截面图；
图2A是描述了根据本公开的示例性实施方式的触摸面板的示意性分解立体图；
图2B是图2A的触摸面板的示意性平面图；
图2C是图2B的区域A的局部放大平面图；
图3是沿着图2C的线III-III’截取的触摸面板的示意性截面图；
图4A是沿着图2C的线IV-IV’截取的触摸面板的示意性截面图；
图4B是描述了施加驱动电压时的各向异性介电材料的排列方向的触摸面板的示意性截面图；
图4C是描述了施加弱触摸输入时的各向异性介电材料的排列方向的触摸面板的示意性截面图；
图4D是描述了施加强触摸输入时的各向异性介电材料的排列方向的触摸面板的示意性截面图；
图5A和5B是比较并描述通用电容式触摸面板和根据本公开的示例性实施方式的触摸面板的X-Y轴触摸灵敏度的示意图；
图6是描述了根据本公开的示例性实施方式的触摸面板的Z轴触摸灵敏度的图；
图7是描述了根据本公开的另一个示例性实施方式的触摸面板的示意性截面图；
图8是描述了根据本公开的示例性实施方式的显示设备的示意性截面图；以及
图9A、图9B、图9C、图9D、图9E和图9F是例示了根据本公开的各种示例性实施方式可以有利地使用显示设备的示例的图。
具体实施方式
本公开的优点和特征以及完成这些优点和特征的方法参照要在下面连同附图一起详细描述的示例而变得明显。然而，本公开不限于下面阐述的示例性实施方式，并且可以以各种其他形式来实施。本示例性实施方式用于使本公开的描述完整，并被阐述以向本公开所属技术领域中的普通技术人员提供公开范围的完全理解，并且本公开将仅由权利要求的范围来限定。
因为用于描述本公开的示例性实施方式的附图中所公开的形状、尺寸、比率、角度、数量等是示例性的，所以本公开不限于所例示的内容。相同的附图标记贯穿说明书指示相同的元件。进一步地，在本公开的描述中，如果已知相关构成或其功能的详细描述使得本公开的主旨不清晰，则可以省略。这里所使用的诸如“包括”、“具有”以及“由……构成”等的术语通常旨在允许增加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。对单数的任意提及可以包括多个，除非另外明确地规定。
即使没有明确规定，部件也被解释为包括普通误差范围。
当使用诸如“在……上”、“在……上方”、“在……下方”以及“与……邻近”等的术语来描述两个零件之间的位置关系时，一个或更多个零件可以位于两个零件之间，除非这些术语与术语“紧接地”或“直接”的一起使用。
当元件或层被提及在另一个元件或层“上”时，该元件或层可以直接在另一个元件或层上，或者可以存在插入的元件或层。
虽然术语“第一”、“第二”等用于描述各种部件，但这些部件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个部件和其他部件进行区分。因此，下面将要提到的第一部件可以是本公开的技术概念中的第二部件。
贯穿整个说明书，相同的附图标记表示相同的元件。
因为附图中所例示的各部件的尺寸和厚度是为了便于说明而表示，所以本公开不是必须限于所例示的各部件的尺寸和厚度。
本公开的各种实施方式的特征可以部分或整体地彼此结合或组合，并且因为可以被本领域普通技术人员完全理解，所以可以在技术上以各种方式互锁并操作，并且实施方式可以彼此独立或关联地执行。
下文中，将参照附图详细描述本公开的各种示例性实施方式。
图2A是描述了根据本公开的示例性实施方式的触摸面板的示意性分解立体图。图2B是图2A的触摸面板的示意性平面图。图2C是图2B的区域A的局部放大平面图。图3是沿着图2C的线III-III’截取的触摸面板的示意性截面图。在图2B和图2C中，未例示上基板260，并且在图2A和图3中，未例示触摸印刷电路板270和触摸控制器280。参照图2A，触摸面板200包括下基板210、下电极220、介电层230、上电极240以及上基板260。
下基板210是用于支撑下电极220的基板，而上基板260是用于支撑上电极240的基板。下基板210和上基板260彼此面向。下基板210和上基板260中的每一个可以由具有优秀刚度和优秀透光率的玻璃或具有柔性的塑料制成。
上电极240设置在上基板260的一个表面上，并且更详细地，上电极240设置在面向下基板210的表面上。上电极240包括第一电极241和第二电极242。第一电极241和第二电极242彼此隔开并且被设置在同一平面上。
第一电极241和第二电极242由导电材料制成。当触摸面板200应用于显示设备时，为了抑制显示设备的能见度由于第一电极241和第二电极242而恶化，第一电极241和第二电极242可以由透明导电氧化物(TCO)制成。TCO可以包括诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等。进一步地，第一电极241和第二电极242可以由具有优秀透光率和优秀电导率的Ag纳米线、碳纳米管(CNT)或石墨烯制成。根据一些示例性实施方式，第一电极241和第二电极242可以由网眼式金属线构成。在这种情况下，金属线的宽度小，因此，第一电极241和第二电极242可以整体具有透明度。
第一电极241和第二电极242是用于感测触摸面板200的触摸输入的2D坐标的电极。第一电极241和第二电极242沿不同的方向延伸，以便感测2D坐标。即，第一电极241沿第一方向延伸，而第二电极242沿不同于第一方向的第二方向延伸。第一电极241和第二电极242彼此交叉，以按矩阵模式设置。例如，第一电极241沿Y轴方向延伸，而第二电极242沿X轴方向延伸。因此，可以基于第一电极241与第二电极242之间的电场的变化来感测触摸输入的2D坐标。详细地，触摸输入的Y坐标可以由第一电极241来感测，并且触摸输入的X坐标可以由第二电极242来感测。
在图2A中，Y轴方向被表示为水平方向，并且X轴方向被表示为竖直方向。与此相反，在图2B中，Y轴方向被表示为竖直方向，并且X轴方向被表示为水平方向。
保护层250设置在上电极240下方。保护层250覆盖上电极240的下表面，使得第一连接电极243与上电极240的第二电极242电分离。保护层250包括多个接触孔CH，使得第一连接电极243与第一电极241电连接。第一连接电极243与上电极240的第一电极的第一子电极连接，并且设置在保护层250下方。下面将对第一连接电极243进行详细描述。
介电层230被设置在上基板260与下基板210之间，并且更详细地，介电层230被设置在上电极240与下电极220之间。例如，介电层230被设置在第一连接电极243下方，并且使上电极240和下电极220彼此电分离。
下电极220被设置在下基板210的一个表面上。更详细地，下电极220设置在面向上基板260的表面上，并且被设置为与第一电极241和第二电极242交叠。下电极220由导电材料制成。进一步地，下电极220可以由与上电极240相同的材料制成。例如，下电极220可以由诸如ITO、IZO等的透明导电氧化物制成，或由具有优秀透光率和优秀电导率的Ag纳米线、碳纳米管或石墨烯制成。
下电极220在介电层230插入在下电极220与上电极240之间的情况下连同上电极240一起构成电容器。进一步地，可以基于上电极240与下电极220之间的电容的变化量来测量触摸输入的力。下面将参照图4A至图4D进行其详细描述。
参照图2B、图2C以及图3，上电极240的第一电极241和上电极240的第二电极242中的每一个包括多个子电极。即，第一电极241包括多个第一子电极241a，并且第二电极242包括多个第二子电极242a。第一子电极241a和第二子电极242a中的每一个具有特定形状的电极面。例如，如图2A和图2B例示，第一电极241和第二电极242中的每一个包括具有钻石形状的电极面的多个第一子电极241a和多个第二子电极242a。然而，本公开不限于此，并且第一子电极241a和第二子电极242a的电极面可以被构造为具有包括多边形、圆形或椭圆形的各种形状。
如图2B例示，多个第二子电极242a彼此连接。例如，如图2C例示，第二子电极242a经由第二连接电极242b彼此连接，第二连接电极242b从第二子电极242a的一个角落延伸且被设置在与第二子电极242a相同的平面上。即，一体形成第二子电极242a和第二连接电极242b，因此，形成第二电极242。
如图2C例示，多个第一子电极241a经由在与第一子电极241a不同的平面上所设置的第一连接电极243彼此电连接。详细地，如图3例示，由绝缘材料制成的保护层250被设置在上基板260下方，以便覆盖第一电极241和第二电极242。进一步地，第一连接电极243可以经由保护层250上所形成的接触孔CH来电连接多个第一子电极241a。在这种情况下，第一连接电极243可以经由保护层250与第二电极242的第二连接电极242b电分离。因此，第一电极241和第二电极242可以在彼此电力分离的同时彼此交叉。
下电极220包括多个图案电极220a。多个图案电极220a与构成第一电极241的多个第一子电极241a中的至少一个第一子电极241a交叠，并且与构成第二电极242的多个第二子电极242a中的至少一个第二子电极242a交叠。例如，如图2C例示，下电极220的图案电极220a与两个第一子电极241a和两个第二子电极242a交叠。与图案电极220a交叠的第一子电极241a和第二子电极242a被彼此一致地定位。即，图案电极220a与两个连续的第一子电极241a以及与第一子电极241a一致的两个第二子电极242a交叠。
下电极220的图案电极220a具有特定形状的电极面。例如，如图2B和图2C例示，图案电极220a具有钻石形状的电极面。然而，本公开不限于此，并且图案电极220a的电极面可以被构造为具有包括多边形、圆形或椭圆形的各种形状。图案电极220a的电极面可以具有对应于人的一个手指关节的区域。例如，图案电极220a的电极面可以具有2cm×2cm的面积。
虽然在说明书中，上基板260下方所设置的电极被指定为上电极240，并且下基板210上方所设置的电极被指定为下电极220，但上电极240和下电极220的位置可以彼此交换。即，用于感测触摸输入的坐标的第一电极241和第二电极242可以被设置在下基板210上，并且用于测量触摸输入的力的下电极220可以被设置在上基板260下方。
在图2B中，作为用于感测触摸输入的部件的触摸控制器280包括：触摸坐标检测单元281，该触摸坐标检测单元281被配置为检测触摸输入的坐标；以及触摸力检测单元282，该触摸力检测单元282被配置为检测触摸输入的力。触摸控制器280可以被配置为包括：模数转换器，该模数转换器将从上电极240和下电极220接收到的触摸信号转换为数字信号；微控制器单元(MCU)，该微控制器单元用于基于触摸信号计算触摸输入的坐标和触摸输入的力；存储器等。然而，触摸控制器280的构造不限于此。在一些示例性实施方式中，触摸坐标检测单元281和触摸力检测单元282可以由一个微控制器单元构成。
触摸控制器280被设置在印刷电路板290上。当触摸面板200应用于显示设备时，印刷电路板290可以是内部设置显示设备的各种控制器的显示设备的印刷电路板。
柔性印刷电路板270是用于在触摸控制器280与上电极240和下电极220之间传递信号的基板。例如，柔性印刷电路板270向触摸控制器280传递上电极240和下电极220的触摸信号。
触摸控制器280向第一电极241施加第一电压并向第二电极242施加第二电压。第一电压和第二电压彼此不同，因此，在第一电极241与第二电极242之间形成电场。当施加触摸输入时，改变第一电极241与第二电极242之间的电场，并且触摸控制器280经由电场的变化来感测触摸输入的坐标(即，触摸输入的X坐标和Y坐标)。下面将参照图4A至图4D对关于触摸面板100感测触摸输入的坐标进行详细描述。
进一步地，触摸控制器280向下电极220施加第三电压。第三电压可以不同于向第一电极241施加的第一电压。因为第一电压和第三电压彼此不同，所以在第一电极241与下电极220之间产生电场。触摸控制器280基于下电极220与上电极240的第一电极241之间的电容的变化来测量触摸输入的力。下面将参照图4A至图4D进行关于触摸面板100测量触摸输入的力的详细描述。
参照图3，介电层230被设置在上基板260与下基板210之间，并且更详细地，介电层230被设置在上电极240与下电极220之间。介电层230具有相对介电常数根据排列方向而改变的各向异性介电材料231。这里，相对介电常数(relative permittivity)是指介质的介电常数与真空的介电常数的比，并且还被称为介电常数(electric constant)。作为各向异性介电材料231，可以是具有非立方晶体结构的二氧化钛(TiO2)、液晶等。在图3中，描述了介电层230包括液晶231的示例性实施方式。然而，根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200的各向异性介电材料231不一定具体是液晶，并且可以使用具有非立方晶体结构的所有各向异性介电材料。下文中，为了易于描述，将描述介电层230包括液晶231的情况。
当改变介电层230的液晶231的排列方向时，可以改变介电层230的相对介电常数，因此，可以改变上电极240与下电极220之间的电容。根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200基于随着液晶231的排列方向改变而改变的、上电极240与下电极220之间的电容来测量触摸输入的力。将参照图4A至图4D进行其更详细的描述。
图4A是沿着图2C的线IV-IV’截取的触摸面板的示意性截面图。图4B是描述了施加驱动电压时的各向异性介电材料的排列方向的触摸面板的示意性截面图。图4C是描述了施加弱触摸输入时的各向异性介电材料的排列方向的触摸面板的示意性截面图。图4D是用于描述施加强触摸输入时的各向异性介电材料的排列方向的触摸面板的示意性截面图。
首先，参照图4A，下电极220的图案电极220a与两个第一电极241的第一子电极241a交叠，并且与两个第二电极242的第二子电极242a交叠。液晶(即，各向异性介电材料)231被设置在上电极240与下电极220之间，并且最初沿竖直方向排列。因此，当触摸面板200不操作时，液晶231全部沿竖直方向排列。然而，液晶231的最初排列方向不限于此，并且液晶231最初可以沿水平方向排列。
介电层230的相对介电常数根据液晶231的排列方向来确定。即，因为液晶231的竖直相对介电常数1和水平相对介电常数2彼此不同，所以介电层230的相对介电常数可以根据液晶231的排列方向是竖直方向还是水平方向而改变。当液晶231是正型液晶时，竖直相对介电常数1大于水平相对介电常数2。与此相反，当液晶231是负型液晶时，水平相对介电常数2可以大于竖直相对介电常数1。下文中，描述液晶231是正型液晶。
参照图4B，向第一电极241施加第一电压，向第二电极242施加第二电压，并且向下电极220施加第三电压。这里，第二电压不同于第一电压，并且第三电压不同于第一电压。因此，在第一电极241的第一子电极241a与下电极220的图案电极220a之间形成竖直电场E2，并且在第一电极241的第一子电极241a与第二电极242的第二子电极242a之间形成水平电场E1。与此相反，第二电压和第三电压是彼此相同的电压。在这种情况下，第二子电极242a与图案电极220a之间不形成电场。例如，当向第一电极241施加第一电压并且第二电极242和下电极220这两者接地时，竖直电场E2从第一子电极241a形成在图案电极220a上，并且水平电场E1从第一子电极241a形成在第二子电极242a上。下文中，将假定并描述第二子电极242a和图案电极220a接地的情况。
如上所述，当液晶231是正型液晶时，因为液晶231沿平行于电场方向的方向排列，所以受水平电场E1影响的液晶231b沿水平方向排列。进一步地，受竖直电场E2影响的液晶231a沿竖直方向排列。即，因为第一子电极241a与第二子电极242a之间所设置的液晶231b受水平电场E1影响，所以液晶231b沿水平方向排列，并且因为第一子电极241a与图案电极220a之间所设置的液晶231a受竖直电场E2影响，所以液晶231a沿竖直方向排列。同时，因为第二子电极242a和图案电极220a这两者接地，以没有势差，所以第二子电极242a与图案电极220a之间不产生电场。同样地，因为第二子电极242a与图案电极220a之间所设置的液晶231c不受电场影响，所以液晶231c可以维持最初的竖直排列状态。在一些示例性实施方式中，当液晶231是负型液晶时，液晶231的排列方向可以被确定为与正型液晶的排列方向相反。
在这种情况下，第一子电极241a与图案电极220a之间的电容C1可以由介电层230的相对介电常数来确定。即，电容器的电容可以由下面给出的【等式1】来表达。
等式1
(C：电容器的电容、：介电层的相对介电常数、0：真空的介电常数、A：电容器的两个电极的面积、d：电容器的两个电极之间的间隙)
如上所述，因为液晶231的相对介电常数根据液晶231的排列方向而改变，所以第一子电极241a与图案电极220a之间的电容C1可以由竖直排列的液晶231a和231c的数量以及水平排列的液晶231b的数量来确定。
同时，在图4A至图4D中，图案电极220a与两个第一子电极241a交叠，并且如上所述，第一子电极241a经由第一连接电极243彼此电连接。因此，第一子电极241a与图案电极220a之间的电容C1是指与图案电极220a交叠的两个第一子电极241a与图案电极220a之间的电容C1。
参照图4C，当施加触摸输入时，改变液晶的排列。详细地，因为人的手指处于电接地状态，所以在触摸输入所施加到的点从第一子电极241a向用户的手指生成局部电场E3。因此，与触摸输入所施加到的点相邻的第一子电极241a的水平电场E1’和竖直电场E2’的强度可能降低。随着水平电场E1’的强度降低，与触摸输入所施加到的点相邻的第一子电极241a周围的液晶231的排列方向可以返回到最初的竖直方向。在这种情况下，随着一些液晶231的排列方向返回到竖直方向，改变介电层230的相对介电常数。因此，与图案电极220a交叠的两个第一子电极241a与图案电极220a之间的电容C2可能不同于施加触摸输入之前的图4B中的电容C1。
同时，如图4C例示，当微弱地施加触摸输入时，因为上基板260和手指的接触面积小，所以仅在离手指最近的第一子电极241a与手指之间产生电场E3。另外，离手指较远的第一子电极241a与手指之间不产生电场。因此，离手指最近的第一子电极241a周围的液晶231b的排列方向被改变为竖直方向，但离手指较远的第一子电极241a周围的液晶231d可以仍然沿水平方向排列。
参照图4D，当施加触摸输入并且此后触摸压力增大或施加强触摸输入时，手指和上基板260的接触面积可能大于图4B中所例示的接触面积。因此，连同手指一起形成电场E3的第一子电极241a的数量可能增加。因此，如图4D例示，离手指最近的第一子电极241a的水平电场E1’和离手指较远的另一个第一子电极241a的水平电场E1’这两者可能减弱。因此，在施加弱触摸输入时沿水平方向排列的液晶231d的水平排列方向可能根据向水平排列的液晶231d施加强触摸输入而返回到竖直方向。因此，随着水平电场E1’减小，竖直排列的液晶231的数量可能增加，因此，改变介电层230的相对介电常数。即，当将图4C与图4D彼此比较时，在弱触摸输入期间沿竖直方向排列的液晶232的数量大于在强触摸输入期间沿竖直方向排列的液晶231的数量。由此，改变介电层230的相对介电常数。因此，与图案电极220a交叠的两个第一子电极241a与图案电极220a之间的电容C3可以不同于施加弱触摸输入时的电容C2。
触摸控制器280的触摸力检测单元282感测图案电极220a与第一子电极241a之间的电容变化，以检测触摸输入的力。详细地，触摸力检测单元282在施加触摸输入之前存储图案电极220a与第一子电极241a之间的电容(C1)，作为基准电容。
当施加触摸时，因为液晶231中设置在图案电极220a上的一些液晶231的排列方向返回到竖直方向，所以改变介电层230的相对介电常数。在正型液晶的情况下，沿竖直方向排列的液晶231的相对介电常数1大于沿水平方向排列的液晶232的相对介电常数2。因此，当施加触摸输入时，随着沿竖直方向排列的液晶231的数量增加，图案电极220a与第一子电极241a之间的电容(C2)增大。触摸力检测单元282根据图案电极220a与第一子电极241a之间的电容(C2)与基准电容(C1)之间的偏差来计算触摸输入的力。
当触摸输入的力增大时，手指的接触面积增大，并且随着手指的接触面积增大，沿竖直方向排列的液晶231的数量进一步增加。因此，介电层230的相对介电常数进一步增大。因此，图案电极220a与第一子电极241a之间的电容(C3)可能表现出与基准电容(C1)更大的偏差。触摸力检测单元282根据电容偏差计算触摸输入的力。在这种情况下，图4D中计算的触摸输入的力大于图4C中计算的触摸输入的力。
液晶231的最大相对介电常数和最小相对介电常数需要具有预定值或更大的偏差，使得触摸力检测单元282容易地计算触摸输入的力。在正型液晶的情况下，竖直相对介电常数1是最大相对介电常数，并且水平相对介电常数2可以是最小相对介电常数。因此，竖直相对介电常数1和水平相对介电常数2具有预定值偏差或更大的偏差。例如，竖直相对介电常数1与水平相对介电常数2之间的偏差可以为2或更大。如上所述，因为相对介电常数代表介质的介电常数与真空的介电常数的比，所以相对介电常数没有单位。当竖直排列的液晶231的相对介电常数1与水平排列的液晶232的相对介电常数2之间的差小于2时，介电层230的相对介电常数根据液晶的排列方向的变化太小。因此，上电极240与下电极220之间的电容偏差可能减小。因此，触摸力检测单元282可以检测到触摸输入的力。同时，不特别限制最大相对介电常数与最小相对介电常数之间的偏差的最大值。即，随着各向异性介电材料的介电常数偏差增大，介电层230的相对介电常数在更大的范围内改变，并且可以更精确地测量触摸输入的力。因此，随着各向异性介电材料的相对介电常数偏差越大，越有利。
同时，如图4A至图4D例示，虽然触摸输入的力增大，但也恒定地维持上基板260与下基板210之间的间隙d1。即，根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200基于根据各向异性介电材料的排列方向而改变的介电层230的相对介电常数来测量触摸输入的力。因此，可以测量触摸输入的力，而不管介电层230厚度的变化如何。然而，当改变介电层230的厚度时，上电极240与下电极220之间的电容可能由于介电层230的厚度变化而改变，并且无法精确地测量触摸输入的力。因此，需要恒定地维持介电层230的厚度，而不管触摸输入是否存在。为了恒定地维持介电层230的厚度，根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200可以包括具有优秀刚度的上基板260和下基板210。
如上所述，因为下电极220的图案电极220a具有对应于人的一个手指关节的预定区域，所以可以更精确地测量触摸输入的力。当下电极220被形成为覆盖下基板210的整个表面时，下电极220与第一子电极241a之间的电容甚至可能受触摸输入未施加到的另一个区域中所设置的液晶231的排列方向影响。因此，无法精确地测量触摸输入所施加到的区域的电容。与此相反，当对下电极220进行构图时，可以经由图案电极220a来更精确地测量特定区域的电容的变化量。特别地，更有利的在于可以比图案电极220a具有对应于人的一个手指关节的区域的情况更精确地测量电容的变化量。
进一步地，触摸控制器280的触摸坐标检测单元281感测第一子电极241a与第二子电极242a之间的水平电场E2的变化，以检测触摸输入的坐标。例如，触摸坐标检测单元281可以经由自电容式或互电容式检测触摸坐标。作为示例性实施方式，将参照图4B和图4C描述作为触摸坐标检测法的互电容式。
在图4B和图4C中，当向第一电极241施加第一电压并且使第二电极接地时，第一电极241可以充当驱动电极，并且第二电极242可以充当感测电极。当施加触摸输入时，因为在第一子电极241a与手指之间形成电场E3，所以第一子电极241a与第二子电极242a之间的水平电场E2’可能微弱。因此，可以改变第一子电极241a与第二子电极242a之间的互电容。触摸坐标检测单元281经由第二电极242感测触摸信号根据互电容的变化的变化，以检测触摸输入的坐标。
同时，触摸坐标检测单元281基于弱触摸输入来检测触摸坐标，以检测精确的触摸坐标。强触摸输入伴随弱触摸输入。即，用户的手指微弱地触摸上基板260，此后，向上基板260施加压力。因此，执行增大触摸输入的力的操作。因此，在施加强触摸输入之前首先伴随弱触摸输入。触摸坐标检测单元281在用户的手指首先触摸上基板260时感测第一电极241与第二电极242之间的互电容变化，以检测触摸输入的坐标。
图5A和图5B是用于比较并描述通用电容式触摸面板和根据本公开的示例性实施方式的触摸面板的X-Y轴触摸灵敏度的示意图。
作为比较例的图5A是例示了通用电容式触摸面板的X-Y轴触摸灵敏度的示意图。图5的数据通过使用通用互电容式触摸面板来测量。图5A的触摸面板除了省略具有各向异性介电材料的介电层230和下电极220之外，与图2A至图4D中所例示的、根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200相同。即，通用电容式触摸面板包括彼此交叉的第一电极和第二电极，并且第一电极和第二电极中的每一个包括具有特定形状的电极面的多个第一子电极和第二子电极。第一子电极和第二子电极按矩阵模式设置，并且第一子电极和第二子电极彼此交叉的点可以被识别为各自的触摸坐标。在图5A中，矩形单元格是指各个触摸坐标，并且矩形中的数字是通过将第一子电极与第二子电极之间的互电容的变化量转换为各个触摸坐标而获取的数字数据值。即，随着矩形中的数字越大，对应点处的第一子电极与第二子电极之间的互电容的变化量越大。在图5A中，向触摸面板的中心施加触摸输入。
作为示例性实施方式的图5B是例示了根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200的X-Y轴触摸灵敏度的示意图。图5B的数据通过使用图2A至图4D中所例示的、根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200来测量。除了图5B的触摸面板200还包括介电层230和下电极220之外，图5B的触摸面板200与图5A的触摸面板类似地形成。即，图5B的触摸面板200具有与图5A的触摸面板相同的面积，并且包括相同数量的第一子电极241a和第二子电极242a。类似于图5A的触摸面板，向中心施加图5B的触摸面板200中的触摸输入。
参照图5A，根据比较例的触摸面板中触摸输入所施加到的中心处的数字数据值被测量为531。即，触摸输入所施加到的点处的数字数据值被测量为比触摸输入未施加到的点处的数字数据值大大约200或更多。
参照图5B，根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200中触摸输入所施加到的中心处的数字数据值被测量为522。即，触摸输入所施加到的点处的数字数据值被测量为比触摸输入未施加到的点处的数字数据值大大约200或更多。
如参照图5A和图5B所知，根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200可以以与通用互电容式触摸面板几乎等同的灵敏度执行X-Y轴触摸感测。即，在根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200中，在触摸输入所施加到的点处充分地改变互电容，并且触摸控制器可以通过感测互电容变化来精确地检测触摸输入的坐标。
图6是描述了根据本公开的示例性实施方式的触摸面板的Z轴触摸灵敏度的曲线图。
参照图6，可以知道：根据本公开的示例性实施方式的触摸面板200可以执行2D坐标的触摸感测，甚至测量触摸输入的力。在图6中，触摸面板200包括作为各向异性介电材料的正型液晶，并且正型液晶的竖直相对介电常数2与水平相对介电常数1之间的差为4。液晶231最初沿竖直方向排列。当未施加触摸输入时(正常)，一些液晶231b如图4B例示由于第一子电极241a与第二子电极242a之间的水平电场E1沿水平方向排列。在这种情况下，图案电极220a与第一子电极241a之间的电容C1被测量为大约5fF。当施加弱触摸输入时(软触摸)，触摸所施加到的部分中的第一子电极241a与第二子电极242a之间的水平电场E2’可能减小，并且图案电极220a上的一些液晶231b的排列方向可能返回到竖直方向。因此，可以改变图案电极220a与第一子电极241a之间的电容C2。在这种情况下，图案电极220a与第一子电极241a之间的电容C2被测量为大约7fF。当施加强触摸输入时(硬触摸)，因为在手指的接触面积增大的同时竖直排列的液晶231的数量增加，所以可以如图4D例示更大地改变图案电极220a与第一子电极241a之间的电容。在这种情况下，图案电极220a与第一子电极241a之间的电容C3被测量为大约10.5fF。
触摸力检测单元282在存储器中将未施加触摸输入时(正常)的电容C1存储为基准电容。触摸力检测单元282通过将施加弱触摸输入时(软触摸)的电容C2与基准电容C1进行比较来计算触摸输入的力，并且通过将施加强触摸输入时(硬触摸)的电容C3与基准电容C1进行比较来计算触摸输入的力。在一些实施方式中，触摸力检测单元282可以以查找表(LUT)格式分别存储未施加触摸输入时(正常)的电容C1、施加弱触摸输入时(软触摸)的电容C2以及施加强触摸输入时(硬触摸)的电容C3。在这种情况下，触摸力检测单元282可以被配置为通过将测量得的电容与LUT中所存储的电容数据进行比较来立即检测触摸输入的力。
根据本公开的实施方式的触摸面板200通过感测第一电极241与第二电极242之间的电场的变化来检测触摸输入的坐标。另外，触摸面板200通过感测上电极240与下电极220之间的介电层230的相对介电常数的变化来检测触摸输入的力。因此，根据本公开的实施方式的触摸面板200可以通过测量触摸输入的力以及触摸输入的2D X-Y坐标来感测3D触摸。
进一步地，根据本公开的实施方式的触摸面板200基于根据介电各向异性材料的排列方向的相对介电常数的变化来测量触摸输入的力。因此，触摸面板200可以测量触摸输入的力，而不管介电层230的厚度如何。即，可以一致地维持上基板260与下基板210之间的距离d1，而不管触摸输入的力如何。因为相等地维持介电层230的厚度，所以触摸面板200与相关技术中的电容式压力传感器相比可以具有各种优点。即，因为介电层230的厚度没有变化，所以不需要恢复介电层230的厚度。介电各向异性材料的速度变化快于介电层230的厚度的恢复速度。因此，即使施加连续的触摸输入，触摸面板200也可以精确并快速地感测触摸输入。进一步地，因为不需要介电层230的厚度变化，所以介电层230可以形成有足够小的厚度，并且显示面板200可以更薄。
图7是用于描述根据本公开的另一个实施方式的触摸面板的示意性截面图。除了与图2A至图3中所例示的触摸面板200相比由分隔壁733分割介电层730的液晶731之外，图7中所例示的触摸面板700与图2A至图3中所例示的触摸面板200大致相同。因此，将省略触摸面板700的重复描述。参照图7，介电层730包括液晶731和分隔壁733。
参照图7，分隔壁733被设置在上基板260与下基板210之间。分隔壁733维持上基板260与下基板210之间的距离，并且介电层730可以由分隔壁733来维持大致相同的厚度。
参照等式1，第一子电极241a与图案电极220a之间的电容受介电层730的厚度以及介电层730的相对介电常数影响。虽然上基板260和下基板210由具有优秀刚度的材料形成，但上基板260与下基板210之间的距离可能由于强触摸输入而微小地改变。在这种情况下，因为相等地改变第一子电极241a与图案电极220a之间的距离，所以可以微小地改变第一子电极241a与图案电极220a之间的电容。
分隔壁733一致地维持上基板260与下基板210之间的距离，并且可以使介电层730的厚度的变化最小化。因此，第一子电极241a与图案电极220a之间的电容可以仅基于液晶731的排列来改变，并且可以更精确地测量触摸输入的力。
进一步地，分隔壁733围绕下电极220的图案电极220a。即，分隔壁733沿着构成下电极220的多个图案电极220a中的每一个的外部设置。分隔壁733使图案电极220a与图案电极220a上所设置的液晶731彼此分离。因此，图案电极220a经由分隔壁733彼此隔开，并且图案电极220a上所设置的液晶731经由分隔壁733彼此隔开。
分隔壁733使特定图案电极220a上的液晶731与另一个图案电极220a上的液晶731彼此隔开。因此，可以使对除了施加触摸输入的区域之外的另一个区域中的液晶731的干扰最小化。详细地，如上所述，图案电极220a与第一子电极241a之间的电容的变化经由图案电极220a上所设置的液晶731的排列方向来确定。液晶731需要彼此隔开，以便不改变除了施加触摸输入的部分之外的液晶731的排列。
当改变上基板260与下基板210之间的距离时，可能影响介电层730的液晶731的排列。例如，在施加强触摸输入的同时，可以向上基板260的预定区域施加局部压力。当施加压力时，改变施加触摸输入的区域中的图案电极220a上的液晶731的排列。另外，在由于压力而微小地减小上基板260与下基板210之间的距离的同时，可以微小地改变与施加触摸输入的区域相邻的另一个图案电极220a上的液晶731的排列。因此，可以微小地改变另一个图案电极220a与第一子电极241a之间的电容。然而，当设置分隔壁733时，液晶731可以经由设置图案电极220a的各个区域的分隔壁733彼此隔开。因此，可以使对除了施加触摸输入的区域之外的另一个区域中所设置的液晶731的干扰最小化。
分隔壁733可以由透明聚合物制成。在这种情况下，当触摸面板700应用于显示设备时，可以使由于分隔壁733而造成的能见度的降低最小化。然而，分隔壁733的材料不限于此，并且分隔壁733在不降低显示设备的能见度的情况下可以由具有光学特性的各种材料形成。
因此，根据本公开的另一个实施方式的触摸面板700还包括分隔壁733，该分隔壁733一致地维持上基板260与下基板210之间的距离，以一致地维持介电层730的距离。因此，第一子电极241a与图案电极220a之间的电容的变化可以仅根据液晶731的排列而产生，并且可以精确地测量触摸输入的力。进一步地，分隔壁733使图案电极220a上的液晶731与另一个图案电极220a上的液晶731分离。因此，可以通过局部施加强压力来使相邻图案电极220a上的液晶731的排列的变化最小化。
图8是用于描述根据本公开的实施方式的显示设备的示意性截面图。因为图8中所例示的显示设备800包括图2A至图3中所例示的触摸面板200，所以将省略触摸面板200的重复描述。
参照图8，显示设备800包括显示面板801、显示面板801上所设置的偏振器802、触摸面板200、触摸面板200上所设置的透明胶粘层803以及透明胶粘层803上所设置的盖玻璃804。
显示面板801包括用于实现图像的多个像素，并且显示设备800的种类可以根据构成像素的元件的种类来确定。当显示设备800被构成为有机发光显示设备时，各个像素可以包括至少一个有机发光元件和至少一个薄膜晶体管。然而，显示设备800的种类不限于此，并且显示设备800还可以经由液晶显示器、电泳显示设备等来实现。
显示面板801包括显示区域和非显示区域。显示区域是指内部像素被设置为实现图像的区域，并且还可以被称为有源区域或像素区域。非显示区域是指围绕显示区域的剩余区域，并且是指内部设置与像素连接的各种类型的线的区域。触摸面板200的上电极240和下电极220可以被设置为对应于显示面板801的显示区域。用户可以通过向内部显示图像的显示面板801的显示区域直接施加触摸输入来向显示设备800施加各种压力。
偏振器802仅传播或吸收从显示面板801发出的光中预定偏振状态的光，并且抑制从显示设备800的外部输入的光的反射。
偏振器802被设置在显示面板801与触摸面板200之间。当偏振器802被设置在触摸面板200上时，从显示面板801发出的光穿过触摸面板200的介电层230，由此，可以改变光学特性。即，因为介电层230的液晶231具有光学折射率各向异性，所以从显示面板801发出的光的光学特性可以在穿过液晶231的同时改变。因此，可能降低显示设备800的能见度。然而，如同根据本公开的实施方式的显示设备800，偏振器802被设置在显示面板801与触摸面板200之间。在这种情况下，从显示面板801发出的光被发出为具有预定偏振状态的光，由此，可以使在穿过液晶231的同时而产生的光学特性的变化最小化。
虽然图8中未例示，但显示设备800还可以包括印刷电路板。在印刷电路板上，可以设置用于基于触摸面板200的触摸信号来检测触摸输入的坐标和触摸输入的力的触摸控制器。触摸控制器包括用于检测触摸输入的坐标的触摸输入检测单元和用于检测触摸输入的力的触摸力检测单元。
在一些实施方式中，显示设备800还可以包括触觉反馈元件。触觉反馈元件可以响应于触摸面板200上的用户的触摸输入而产生各种触觉反馈。例如，触觉反馈元件可以经由偏心旋转块(ERM)、压电陶瓷、电活性聚合物(EAP)等来实现，但不限于此。当显示设备800包括触觉反馈元件时，显示设备800不仅可以感测用户的触摸输入，还可以向用户提供情绪上的触觉效果。
根据本公开的实施方式的显示设备800包括触摸面板200，该触摸面板200具有上电极240、下电极220以及由介电各向异性材料制成的介电层230。触摸面板200基于沿介电各向异性材料的排列方向改变的介电层230的相对介电常数来感测上电极240与下电极220之间的电容的变化。因此，检测触摸输入的力。即，根据本公开的实施方式的显示设备800可以感测触摸输入的力以及触摸输入的2D坐标。因此，根据本公开的实施方式的显示设备800可以感测各种用户的触摸输入。
进一步地，触摸输入的力基于上电极240与下电极220之间的介电层230的相对介电常数的变化来感测，由此，甚至可以在介电层230的厚度没有变化的情况下感测触摸输入。因此，可以补偿由于厚度的变化而产生的、相关技术中的电容式压力传感器的缺点。即，因为介电层230的厚度没有变化，所以可以解决不识别介电层230上的连续触摸输入的问题。因为可以减小介电层230的厚度，所以也可以减小显示设备800的厚度。
图9A-图9F是例示了可以有利地使用根据本公开的各种实施方式的显示设备的示例的图。图9A例示了根据本公开的实施方式的显示设备910用于移动设备900中的情况。图9A例示了根据本公开的实施方式的显示设备910包括在移动设备900中。这里，移动设备900是指诸如智能电话、便携式电话、平板PC以及个人数字助理(PDA)等的紧凑设备。当显示设备910安装在移动设备900中时，用户在显示设备910的屏幕上直接施加触摸输入，以执行移动设备900的各种功能。特别地，根据本公开的实施方式的触摸面板可以感测触摸输入的力以及触摸输入的坐标。因此，触摸面板可以被构成为根据触摸输入的力来执行不同的功能，并且可以提高移动设备900的用户操作的便利性。
图9B例示了根据本公开的实施方式的显示设备用于车辆导航系统1000的情况。车辆导航系统1000可以包括显示设备1010和多个操作元件，并且可以由车辆中所安装的处理器来控制。当显示设备1010应用于车辆导航系统1000时，用户直接触摸显示设备1010的屏幕，而不使用单独的输入按钮使用车辆导航系统1000的各种功能。另外，用户可以通过改变触摸输入的力来向车辆导航系统1000施加各种输入。车辆导航系统1000可以被实现为根据触摸输入的力向用户提供不同的信息。
图9C例示了根据本公开的实施方式的显示设备用作诸如监视器和TV等的显示装置1100的情况。当根据本公开的实施方式的显示设备1110用作显示装置1100时，用户向显示设备1110的屏幕直接施加触摸输入，以执行显示装置1100的各种功能。因此，用户可以容易地使用各种类型的电子设备并容易地控制显示装置1100的各种功能。例如，当用户经由大压力施加触摸输入时，显示设备1110的亮度可以被实现为明亮。当用户经由小压力施加触摸输入时，显示设备1110的亮度可以被实现为暗淡。
图9D例示了根据本公开的实施方式的显示设备用于户外广告牌1200的情况。户外广告牌1200可以包括显示设备1210和连接地面与显示设备1210的支撑物。当根据本公开的实施方式的显示设备1210应用于户外广告牌1200时，用户可以通过向户外广告牌1200的显示设备1210施加触摸输入来查询广告对象的详细信息。例如，可以经由触摸输入以各种角度观看广告对象的外观。特别地，当用户向显示设备1210施加强触摸输入时，可以放大广告对象。进一步地，当用户向显示设备1210施加弱触摸输入时，可以缩小广告对象。因此，可以使广告效果最大化。
图9E例示了根据本公开的各种实施方式的显示设备用于游戏机1300的情况。游戏机1300可以包括显示设备1310和内部嵌入各种处理器的壳体。当根据本公开的实施方式的显示设备1310应用于游戏机1300时，用户可以通过向显示设备1310直接施加触摸输入来实际操作游戏。游戏机1300的显示设备1310可以区分强触摸输入和弱触摸输入，由此，微小游戏操作是可以的。
图9F例示了根据本公开的实施方式的显示设备用于电子白板1400的情况。电子白板1400可以包括显示设备1410、扬声器以及用于使显示设备1410和扬声器免受外部影响的结构。当根据本公开的实施方式的显示设备1410应用于电子白板1400时，教育者可以通过经由手写笔或手指在显示设备1410上直接输入讲课内容来向受教育者传递可视数据。在这种情况下，字符的厚度或颜色可以根据教育者的手写笔或手指的输入力来改变，并且教育者可以通过改变触摸输入的力来强调预定部分。因此，可以使教育效果最大化。
可以经由处理器所执行的硬件和软件模块或其组合来直接实现与说明书中所公开的实施方式关联地描述的方法或算法的步骤。软件模块可以存在于诸如RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘以及CD-ROM等的存储介质或本领域技术人员已知的不同类型的预定存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，并且处理器可以从存储介质读取信息并在存储介质中写信息。作为另一个方法，存储介质可以与处理器一体化。处理器和存储介质可以存在于特定用途集成电路(ASIC)中。ASIC可以存在于用户终端中。作为另一个方法，处理器和存储介质可以作为独立部件存在于用户终端中。
虽然已经参照附图详细描述了本公开的示例性实施方式，但本公开不限于此，并且可以在不偏离本公开的技术概念的情况下实施为许多不同的形式。因此，本公开中所公开的示例性实施方式用于不限制但描述技术精神，并且本公开技术精神的范围不受示例性实施方式限制。因此，上述示例性实施方式全部是例示性的且不限于所限形式。本公开的范围可以由旨在由公开包含的所附权力要求以及等同范围中的技术精神来解释。
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年12月29日于韩国知识产权局提交的第10-2014-0192709号韩国专利申请和2015年12月11日于韩国知识产权局提交的第10-2015-0176648号韩国专利申请的优先权，此处用于所有用途以引证的方式将上述申请的公开并入。

Claims (18)

1.一种触摸面板，该触摸面板包括：
第一基板；
第二基板，该第二基板面向所述第一基板；
第一电极，该第一电极直接位于所述第一基板的面向所述第二基板的表面上；
第二电极，该第二电极直接位于所述第一基板的所述表面上并且在与所述第一电极相同的平面上与所述第一电极隔开；
第三电极，该第三电极在所述第二基板的面向所述第一基板的表面上并与所述第一电极和所述第二电极交叠；以及
介电层，该介电层在所述第一电极与所述第三电极之间并在所述第二电极与所述第三电极之间，并且包括各向异性介电材料。
2.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述第三电极包括多个图案电极。
3.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，
所述第一电极包括多个第一子电极，
所述第二电极包括多个第二子电极，并且
所述第三电极的所述多个图案电极中的相应图案电极与所述多个第一子电极中的至少一个第一子电极和所述多个第二子电极中的至少一个第二子电极交叠。
4.根据权利要求3所述的触摸面板，其中，所述多个图案电极中的与至少一个第一子电极交叠的所述图案电极与至少一个第一子电极之间的电容是基于所述各向异性介电材料的排列方向来确定的。
5.根据权利要求3所述的触摸面板，其中，
所述第一电极和所述第二电极沿彼此不同的方向延伸，并且
所述多个第一子电极经由在不同于所述第一子电极的平面上所设置的第一连接电极来彼此电连接，并且所述多个第二子电极经由在与所述第二子电极相同的平面上所设置的第二连接电极来彼此连接。
6.根据权利要求3所述的触摸面板，所述触摸面板还包括所述第一基板与所述第二基板之间的多个隔离部，其中，所述多个隔离部是沿着所述多个图案电极中的相应图案电极的轮廓的。
7.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，所述各向异性介电材料具有非立方晶体结构。
8.根据权利要求7所述的触摸面板，其中，所述各向异性介电材料是液晶。
9.根据权利要求8所述的触摸面板，其中，所述液晶的最大相对介电常数与最小相对介电常数之间的差为2或更大。
10.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板；
所述显示面板上的触摸面板；以及
触摸控制器，该触摸控制器被配置为检测向所述触摸面板施加的触摸输入的坐标和所述触摸输入的力，
其中，所述触摸面板包括：
下电极；
介电层，该介电层在所述下电极上并包括各向异性介电材料；以及
上电极，该上电极在所述介电层上，所述上电极与所述下电极交叠，并且包括在同一平面上彼此隔开的第一电极和第二电极，并且
其中，所述触摸控制器被配置为向所述第一电极施加第一电压，向所述第二电极施加不同于所述第一电压的第二电压，并且向所述下电极施加不同于所述第一电压的第三电压。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中，
所述第一电极包括多个第一子电极，
所述第二电极包括多个第二子电极，并且
所述下电极包括图案电极，所述图案电极与所述多个第一子电极中的至少一个第一子电极以及所述多个第二子电极中的至少一个第二子电极交叠。
12.根据权利要求11所述的显示设备，其中，
所述第一电极沿第一方向延伸，
所述第二电极沿不同于所述第一方向的第二方向延伸，并且
所述第一电极和所述第二电极彼此交叉以按矩阵模式设置。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，彼此一致地定位与所述图案电极交叠的至少一个第一子电极和至少一个第二子电极。
14.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述介电层的厚度被恒定地维持，而不管所述触摸输入是否存在。
15.根据权利要求10所述的显示设备，其中，
所述各向异性介电材料是液晶，
所述液晶的排列方向是通过所述第一电极与所述第二电极之间的电场来确定的，并且，
所述上电极与所述下电极之间的电容是基于所述排列方向被改变的所述液晶的数量来确定的。
16.根据权利要求15所述的显示设备，其中，所述触摸控制器包括：
触摸坐标检测单元，该触摸坐标检测单元被配置为通过感测所述第一电极与所述第二电极之间的所述电场的变化来检测所述触摸输入的坐标，以及
触摸力检测单元，该触摸力检测单元被配置为通过感测所述上电极与所述下电极之间的所述电容的变化来检测所述触摸输入的所述力。
17.根据权利要求10所述的显示设备，该显示设备还包括：
所述显示面板与所述触摸面板之间的偏振器；以及
所述触摸面板上的盖玻璃。
18.根据权利要求10所述的显示设备，其中，当向所述触摸面板施加所述触摸输入时，维持所述介电层的厚度相同。
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