CN105739797B - 包括触摸屏面板的触摸感测系统 - Google Patents

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Abstract

包括触摸屏面板的触摸感测系统。一种显示设备包括沿第一方向设置的第一电极和沿第二方向设置的第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极交叉。基膜位于所述第一电极和所述第二电极之间，并且驱动孔在所述第一电极和所述第二电极中的一个中。所述驱动孔位于所述第一电极与所述第二电极交叠的区域中，并且所述驱动孔的侧面相对于所述第一方向或所述第二方向倾斜。

Description

包括触摸屏面板的触摸感测系统
本申请要求于2014年12月30日提交的韩国专利申请No.10-2014-0194432的优先权，该专利申请出于所有目的以引用方式并入本文，如同在本文中进行完全阐述。
技术领域
本发明涉及显示设备，并且更具体地，涉及具有触摸感测系统的显示设备。
背景技术
正在开发能够减轻重量并且减小体积(重量和体积是阴极射线管的缺点)的各种类型的平板显示设备。这种平板显示设备可以包括液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子显示板(PDP)和电致发光(EL)设备。
期望的是，便携式设备或移动设备使用薄的、轻的且具有低功耗的显示设备。因此，因为平板显示设备薄并且重量轻，所以平板显示设备通常用作移动通信终端或手持信息处理设备的显示装置。
此外，近年来已经看到用户例如通过使用手指或导电物质直接触摸屏幕而输入信息的触摸屏面板的研发。触摸屏面板因不是必须需要附加的输入设备所以会有优势，并且仅通过手指的触摸可以容易地和快速地操作显示在屏幕上的内容。具有这种优点的触摸屏面板已经被用于各种显示设备，例如便携式信息设备(例如智能电话)和家用电器(例如，形成有显示单元的冰箱)。
根据检测被触摸的部分的方法，触摸屏面板可以是电阻型、电容型或电磁型，在电阻型中，金属电极形成在上板或下板中，并且当施加DC电压时，根据电阻以电压梯度的形式确定被触摸的位置，在电容型中，在导电层中形成等电位，并且通过感测上/下板的电压因触摸而改变的位置来检测被触摸的部分，在电磁型中，通过读取电子笔与导电层相接触时所感应的LC值来检测被触摸的部分。
电容型触摸屏面板可以是自电容型或互电容型。在互电容型的触摸屏面板中，当手指或导电物质与触摸屏面板相接触时，可以通过感测电容变化(例如，电荷变化)来检测触摸输入。
下文，参照图1和图2描述示例互电容型触摸屏面板。图1是示意性地例示互电容型触摸屏面板的平面图,并且图2是沿图1的线I-I’截取的示意截面图。
参照图1和图2，互电容型触摸屏面板可以包括触摸驱动电极Tx、触摸感测电极Rx和插入在触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx之间的基膜BF。
触摸驱动电极Tx形成在基膜BF的一个表面上，并且沿第一方向(例如，X轴方向)平行地设置。触摸感测电极Rx形成在基膜BF的另一个表面上，并且沿与触摸驱动电极Tx交叉的第二方向(例如，Y轴方向)平行地设置。触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx被设置为彼此交叉并且通过插入在它们之间的(包括绝缘物质的)基膜BF而彼此绝缘。触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx彼此交叠且基膜BF插入在它们之间以形成互电容Cm。
下文将简要描述如上配置的互电容型触摸屏面板的感测方法。通过将驱动电压施加到触摸驱动电极Tx，将电荷提供至互电容Cm。在这种情况下，能够通过经由触摸感测电极Rx与驱动信号同步地感测电容变化来检测外部触摸输入。
在上文描述的互电容型触摸屏面板中，因为触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx具有宽的交叠区域，所以互电容的初始值Cm可以是大的。如果初始电容(Cm)值为大，则因为在触摸前和触摸后电容的变化小，所以可能存在难以区分触摸和非触摸的问题。另外，如果初始电容(Cm)值为大，则因为时间常数增加，所以在触摸感测中产生RC延迟。如上所述，RC延迟可以减小在触摸前和触摸后电容的变化。为了解决这种问题，通过考虑RC延迟，可以降低感测频率。但是，随着感测频率降低，因为触摸报告速率(即，传输每一个触摸输入的坐标的速率)减小，所以可能存在触摸敏感度下降的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过在触摸驱动电极中形成驱动孔而能够减小初始电容的触摸感测系统。
本发明的另一目的是提供一种通过在触摸驱动电极中形成倾斜的驱动孔而具有改进的可视性的触摸感测系统。
将在下面的描述中阐述本发明的其它特征和优点，并且部分从描述中将是明显的，或者可以通过实施本发明而了解。通过在书面描述及其权利要求书以及附图中特别指出的结构，将实现和获得本发明的目的和其它优点。
根据示例实施方式的显示设备包括沿第一方向设置的第一电极、和沿第二方向设置的第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极交叉。基膜位于所述第一电极和所述第二电极之间，并且驱动孔在所述第一电极和所述第二电极中的一个中，所述驱动孔位于所述第一电极与所述第二电极交叠的区域中。所述驱动孔的侧面相对于所述第一方向或所述第二方向倾斜。
将理解的是，上述一般描述和下面的详细描述是示例性和解释性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解并被并入且构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示意性地例示互电容型触摸屏面板的平面图。
图2是沿图1的I-I’线截取的示意性截面图。
图3是示意性地例示根据本发明的第一实施方式的互电容型触摸屏面板的平面图。
图4是沿图3的II-II’线截取的示意性截面图。
图5是示意性例示根据本发明的第二实施方式的互电容型触摸屏面板的平面图。
图6是沿图5的III-III’线截取的示意性截面图。
图7是示意性地例示在图5中例示的触摸驱动电极和对应于该触摸驱动电极的像素区的平面图。
图8是例示在触摸驱动电极中形成的驱动孔和子像素之间的关系的示图。
图9和图10是例示根据本发明的示例实施方式的触摸屏面板和显示面板的各种组合的示图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施方式，在附图中例示了本发明实施方式的示例。只要可能，在所有附图中，相同或相似的附图标记用来指相同或相似的部件。会省略现有技术的详细说明。
<第一实施方式>
下文参照图3和图4描述根据本发明的第一实施方式的示例的互电容型触摸屏面板。图3是示意性地例示根据本发明的第一实施方式的互电容型触摸屏面板的平面图,并且图4是沿图3的II-II’线截取的示意性截面图。
参照图3和图4，根据本发明的第一实施方式的示例的互电容型的触摸屏面板TSP可以包括触摸驱动电极Tx、触摸感测电极Rx以及插入在触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx之间的基膜BF。
触摸驱动电极Tx形成在基膜BF的一个表面上，并且沿第一方向(例如，X轴方向)平行地设置。触摸感测电极Rx形成在基膜BF的另一个表面上，并且沿与触摸驱动电极Tx交叉的第二方向(例如，Y轴方向)平行地设置。触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx被设置为彼此交叉，且包括绝缘物质的基膜BF插入在它们之间，由此触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx彼此绝缘。触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx彼此交叠，且基膜BF插入在它们之间，形成互电容Cm。在图3中，三个触摸驱动电极Tx和三个触摸感测电极Rx被例示为形成为彼此交叉，但是本发明的实施方式不限于此。例如，可以包括一个或更多个触摸驱动电极Tx和一个或更多个触摸感测电极Rx。
形成触摸屏面板的触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx可以电连接至不同的电极线(未示出)。例如，触摸驱动电极Tx可以电连接至第一电极线的一侧，并且触摸感测电极Rx可以电连接至第二电极线的一侧。第一电极线和第二电极线中的每一个的另一侧可以电连接至包括用于驱动和控制触摸屏面板的触摸控制单元(未示出)的驱动单元(例如，柔性印刷电路(FPC)或膜上芯片(chip on film,COF)，未示出)。
在如上配置的互电容型触摸屏面板中，可以通过将来自驱动单元的驱动信号经由第一电极线提供至触摸驱动电极Tx以便将电荷提供至互电容Cm，并且通过第二电极线和触摸感测电极Rx与驱动信号同步地感测电容变化，来感测触摸输入。
触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx可以包括透明导电物质，例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。基膜BF具有透明介电膜类型，并且可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PT)、聚酰亚胺(PI)、压克力(acryl)或聚萘二甲酸(polyethylenenaphthalate,PEN)制成。
在触摸驱动电极Tx与触摸感测电极Rx交叠的区域中的触摸驱动电极Tx中形成驱动孔TxH。驱动孔TxH可以形成在触摸驱动电极Tx与触摸感测电极Rx交叠的区域的一个或更多个中。形成的驱动孔TxH可以以特定的间隔彼此分开。虽然没有示出，但是可以在一个触摸驱动电极Tx与多个触摸感测电极Rx交叠的区域的大范围中的触摸驱动电极Tx上的形成驱动孔TxH。
随着形成在触摸驱动电极Tx中的驱动孔TxH的尺寸增大，因为在触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx之间的交叠区域减小，所以初始电容Cm会减小。但是，如果驱动电极TxH的尺寸增大，则可能存在触摸驱动电极Tx的电阻可能升高的问题。因此，考虑到初始电容Cm的减小和电阻的增大，驱动孔TxH的尺寸可以通过设计来确定。
当驱动孔TxH形成在触摸驱动电极Tx中时，因为触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx之间的交叠区域减小，所以初始电容Cm减小。如果初始电容Cm减小，因为可以防止时间常数增大，所以可以更快地检测到是否出现触摸。也就是，在本发明的第一实施方式的示例中，因为初始电容Cm减小，所以感测频率能够增加。如果感测频率增加，则因为触摸报告速率(即，传输每一个触摸输入的坐标的速率)增加，所以改善了触摸敏感度。因此，本发明第一实施方式的示例可以提供具有改进的触摸识别率的触摸屏面板。
<第二实施方式>
下文参照图5至图8描述根据本发明的第二实施方式的互电容型触摸屏面板。图5是示意性例示根据本发明第二实施方式的互电容型触摸屏面板的平面图。图6是沿图5的III-III’线截取的示意性截面图。图7是示意性地例示图5中例示的一个触摸驱动电极和与该触摸驱动电极相对应的像素区的平面图。图8是例示在触摸驱动电极中形成的驱动孔和子像素之间的关系的示图。
参照图5和图6，根据本发明的第二实施方式的互电容型触摸屏面板TSP可以包括触摸驱动电极Tx、触摸感测电极Rx以及插入在触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx之间的基膜BF。
触摸驱动电极Tx形成在基膜BF的一个表面上，并且沿第一方向(例如，X轴方向)平行地设置。触摸感测电极Rx形成在基膜BF的另一个表面上，并且沿与触摸驱动电极Tx交叉的第二方向(例如，Y轴方向)平行地设置。触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx被设置为彼此交叉，且包括绝缘物质的基膜BF插入在它们之间并由此彼此绝缘。触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx彼此交叠，且基膜BF插入在它们之间，形成互电容Cm。在图5中，三个触摸驱动电极Tx和三个触摸感测电极Rx被例示成形成为彼此交叉，但是本发明的实施方式不限于此。例如，可以包括一个或更多个触摸驱动电极Tx和一个或更多个触摸感测电极Rx。
形成触摸屏面板的触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx可以电连接至不同的电极线(未示出)。例如，触摸驱动电极Tx可以电连接至第一电极线的一侧，并且触摸感测电极Rx可以电连接至第二电极线的一侧。第一电极线和第二电极线中的每一个的另一侧可以电连接至包括用于驱动和控制触摸屏面板的触摸控制单元(未示出)的驱动单元(例如，柔性印刷电路(FPC)或膜上芯片(COF)，未示出)。
在如上设置的互电容型触摸屏面板中，可以通过将来自驱动单元的驱动信号经由第一电极线提供至触摸驱动电极Tx以便将电荷提供至互电容Cm，并且通过第二电极线和触摸感测电极Rx与驱动信号同步地感测电容变化，来感测触摸输入。
触摸驱动电极Tx和触摸感测电极Rx可以包括透明导电物质，例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。基膜BF具有透明介电膜类型，并且可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PT)、聚酰亚胺(PI)、压克力或聚萘二甲酸(PEN)制成。
在触摸驱动电极Tx与触摸感测电极Rx交叠的区域中的触摸驱动电极Tx中形成驱动孔TxH。驱动孔TxH可以形成在触摸驱动电极Tx与触摸感测电极Rx交叠的一个或更多个区域中。形成的驱动孔TxH可以以特定的间隔彼此分开。虽然没有示出，但是可以在一个触摸驱动电极Tx与多个触摸感测电极Rx交叠的区域的大范围中的触摸驱动电极Tx上形成驱动孔TxH。
下面参照图7描述触摸驱动电极Tx和形成在像素区中的子像素之间的示例关系。图7是示意性地例示在图5中的一个触摸驱动电极和对应于该触摸驱动电极的像素区的平面图。在图7中，宽度为7个像素区PA并且高度为3个像素区PA被例示为对应于一个触摸驱动电极Tx，但是本发明的实施方式不限于此。这仅是出于例示目的的一个示例。
下文将描述的显示面板DP(如在图9和图10的示例中示出)设置在触摸屏面板下方。在显示面板DP中限定了像素区PA。在像素区PA中形成红色子像素SPX、绿色子像素SPX和蓝色子像素SPX；或者红色子像素SPX、绿色子像素SPX、蓝色子像素SPX和白色子像素SPX。每一个子像素SPX可以通过像素定义层(例如，堤)来分开。每一个子像素SPX发出要实现的颜色的光。每一个分开的子像素SPX的侧面可以与X轴或Y轴垂直或平行。
本发明的第二实施方式的示例在驱动孔TxH的形状方面可以与第一实施方式不同。在本发明的第二实施方式中，驱动孔TxH的任何一侧可以基于分开的子像素SPX的任何一侧以特定的角度倾斜。也就是，驱动孔TxH的任何一侧可以被形成为具有相对于分开的子像素SPX中的任何一侧不垂直对齐或水平对齐的倾角(或荷兰角(dutch angle))。因此，驱动孔TxH被形成为沿对角线方向与分开的子像素SPX交叉。
例如，参照图8，驱动孔TxH的第一侧200可以形成为与分开的子像素SPX的第一侧100具有角度α。由驱动孔TxH的第一侧200和子像素SPX的第一侧100形成的角度α可以具有0°<α<90°、90°<α<180°、180°<α<270°以及270°<α<360°的范围。在示例实施方式中，角度α可以具有5°<α<10°的范围。例如，角度α可以是7°的角度。
为了方便描述，分开的子像素SPX的侧面已经例示为与X轴或Y轴垂直或平行，但是分开的子像素SPX的侧面可以形成为相对于X轴或Y轴具有倾角(或荷兰角)。
从显示面板入射到触摸屏上的光穿过触摸屏面板，并且由用户识别。在这种情况下，如果在触摸驱动电极Tx中形成有驱动孔TxH，则在形成有驱动孔TxH的区域和没有形成驱动孔TxH的区域之间产生亮度差。例如，如果触摸驱动电极Tx由ITO制成，则因为ITO光透射率为约90％，所以在移除了ITO的驱动孔TxH的区域中和在其余ITO区域中生成由于透射率的差异引起的亮度差。另外，亮度差可以在驱动孔TxH的边界部处被识别。这种亮度差可以被用户识别为点，因此使显示设备的显示质量下降。例如，如果子像素SPX的边界与驱动孔TxH的边界交叠，则驱动孔TxH的边界可以被用户识别。
在根据本发明的第二实施方式的触摸屏面板中，在触摸驱动电极Tx中形成的驱动孔TxH基于每一个子像素SPX的侧面以特定的角度倾斜。也就是，当在平面上观看时，驱动孔TxH的边界形成为沿对角线方向穿过子像素SPX，以使得驱动孔TxH的边界与子像素SPX的边界不交叠。因此，可以减少用户对驱动孔TxH的边界的识别。因为倾斜的驱动孔TxH形成在触摸驱动电极Tx中以使得驱动孔的边界不被用户识别，所以本发明的第二实施方式可以提供具有改进的可视性和显示质量同时减小了初始电容Cm的触摸感测系统。
图9和图10是例示根据本发明的实施方式的触摸屏面板和显示面板的各种组合的示图。
根据本发明的实施方式，显示面板DP设置在触摸屏面板TSP下方。偏振板POL可以设置在触摸屏面板TSP和显示面板DP之间，如图9所示。或者，偏振板POL可以设置在触摸屏面板TSP上方，如图10所示。可以使用诸如压敏粘合剂(PSA)的粘合剂将触摸屏面板TSP、显示面板DP和偏振板POL结合在一起。因此，可以完成根据本发明的实施方式的触摸感测系统。
可以基于诸如液晶显示器(LCD)或有机发光显示器(OLED)的平板显示设备实现显示面板DP。例如，如果基于OLED实现显示面板DP，则显示面板DP可以包括：基板，在该基板中限定像素区；薄膜晶体管，其形成在该基板上；以及OLED，其连接至该薄膜晶体管。在像素区PA中设置发射红光、绿光和蓝光的子像素、或者发射红光、绿光、蓝光和白光的子像素。薄膜晶体管可以设置在每一个子像素中。薄膜晶体管连接至包括发射层的OLED，在该发射层上涂敷有发射物质，并且阴极电极和阳极电极设置为彼此交叠且发射层插入在它们之间。在包括OLED的基板上还可以形成用于保护内部元件免受湿气和氧气的封装层。
对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明精神或范围的情况下，可以对本发明的显示设备进行各种修改和变型。因此，本发明旨在覆盖落入随附权利要求和它们的等同物的范围内的本发明的修改和变型。

Claims (10)

1.一种显示设备，该显示设备包括：
沿第一方向的第一电极；
沿第二方向的第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极交叉；
基膜，其在所述第一电极和所述第二电极之间；
驱动孔，其在所述第一电极和所述第二电极中的一个中，所述驱动孔位于所述第一电极与所述第二电极交叠的区域中，
其中所述驱动孔的侧面相对于所述第一方向或所述第二方向倾斜，并且
其中所述第一电极是触摸驱动电极，并且所述第二电极是触摸感测电极，所述显示设备被配置为通过驱动所述第一电极并且感测所述第二电极上的电容的变化来感测触摸。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述驱动孔位于在平面图中所述第一电极与所述第二电极交叠的区域中。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示设备还包括子像素；以及
所述驱动孔的侧面相对于所述子像素的侧面倾斜。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中所述驱动孔的边界沿对角线方向穿过所述子像素，由此所述驱动孔的边界与所述子像素的边界不交叠。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示设备包括显示面板和触摸面板，所述显示面板相对于触摸设置在触摸屏面板的下面。
6.根据权利要求3所述的显示设备，其中所述驱动孔的侧面相对于所述子像素的侧面倾斜5°至10°。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中所述驱动孔的侧面相对于所述子像素的侧面倾斜7°。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述驱动孔在所述第一电极中。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一电极和所述第二电极中的每一个包括包含铟锡氧化物ITO或铟锌氧化物IZO的透明导电物质。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述基膜包括含聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚酰亚胺PI、压克力或聚萘二甲酸PEN的透明介电膜。
CN201510522618.9A 2014-12-30 2015-08-24 包括触摸屏面板的触摸感测系统 Active CN105739797B (zh)

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