CN106997248A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种显示装置及其驱动方法。该显示装置包括：触敏元件，其具有电活性层和设置在电活性层的顶表面和底表面中至少之一上的多个电极；显示面板，其设置在触敏元件下方；以及触摸传感器，其设置在触敏元件下方并且具有多个触摸电极，并且触敏元件的多个电极中的每一个以一一对应的方式与多个触摸电极中的一个触摸电极交叠。

Description

显示装置及其驱动方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月30日提交的韩国专利申请10-2015-0189648的优先权，其全部内容通过引用并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

技术领域

本公开涉及一种显示装置及其驱动方法，包括其中在显示面板中嵌入有触摸传感器并且包括有触敏元件以响应于触摸输入向用户提供触摸识别和触觉反馈的显示装置。

背景技术

触摸传感器是检测用户的触摸输入例如用于显示装置的屏幕触摸或手势的装置。这些广泛用于在诸如智能电视等的大尺寸显示装置中的公共设施中的触摸传感器显示装置中、以及在诸如智能手机、平板PC等的便携式显示装置中。

触摸传感器可以基于触摸传感器在显示装置中设置的位置来分类。例如，触摸传感器可以分为：其中触摸传感器嵌入在显示面板中的内嵌型触摸传感器；其中触摸传感器形成在显示面板的顶部上的盒上型触摸传感器；其中单独制造的触摸传感器单独设置在显示装置的顶部上的外挂型触摸传感器；以及其中组合各种类型的触摸传感器的混合型触摸传感器。在各种类型的触摸传感器中，外挂型增加了显示装置的厚度和相应的制造成本，这是因为需要将单独的触摸传感器附接到显示装置的顶部，因此，这种类型的触摸传感器可能不是期望的。另外，难以将外挂型触摸传感器附接到柔性显示装置。因此，近年来，日益关注通过使用内嵌型触摸传感器将触摸传感器集成在显示装置中，或者已经连续地制造外挂型触摸传感器以提供轻和薄的显示装置。

近年来，对如下触觉装置的关注日益增加，其不仅检测用户的触摸输入，而且传送可以通过手指或触控笔感觉到的触觉反馈，以通知用户该用户的触摸输入已经进行。

在各种触觉装置中，已经使用了采用偏心旋转质量(ERM)、线性谐振致动器(LRA)、压电陶瓷致动器等的触觉装置。然而，触觉装置通常由不透明材料制成，它们振动整个显示装置而不是特定部分，它们不能提供不同的振动，并且由于低耐久性，它们可能容易被外部冲击破坏。

因此，对开发如下触觉装置的关注增加，其解决了与触摸传感器集成在其中的显示装置相关的上述问题。

发明内容

本公开的示例性目的是提供一种显示装置及其驱动方法，其可以传送触摸感测并提供触觉反馈，从而解决由于在触敏元件中产生噪声而导致的触摸输入的误识别的问题。

本公开不限于上述目的，并且从以下描述中，附加目的对于本领域技术人员将是明显的。

本公开的示例性实施方案是一种显示装置，其包括：触敏元件，其具有电活性层和设置在电活性层的顶表面和底表面中至少之一上的多个电极；显示面板，其设置在触敏元件下方；以及触摸传感器，其设置在触敏元件下方并且具有多个触摸电极，其中触敏元件的多个电极中的每一个与多个触摸电极中的一个触摸电极以一一对应的方式交叠。

在另一示例性实施方案中，触敏元件的多个电极中的每一个的面积等于或小于多个触摸电极中的对应的一个触摸电极的面积。

在另一示例性实施方案中，多个触摸电极中的每一个与触敏元件的多个电极中的两个或更多个电极交叠。

在另一示例性实施方案中，触敏元件包括其中设置有多个电极的多个单元，并且多个单元中的每一个与多个触摸电极中的一个触摸电极以一一对应的方式交叠。

在另一示例性实施方案中，多个单元中的每一个包括通过有源矩阵方法实现的驱动电路。

在另一示例性实施方案中，触摸传感器是集成在显示面板中的内嵌型触摸传感器，并且多个触摸电极是驱动显示面板的多个公共电极。

在另一示例性实施方案中，显示装置被时分驱动为图像显示周期和触摸感测周期，并且在图像显示周期期间，公共电压施加到多个触摸电极，并且驱动电压施加到触敏元件的多个电极，并且在触摸感测周期期间，触敏元件的多个电极是浮置的。

在另一示例性实施方案中，触摸传感器是其中多个触摸电极设置在显示面板的顶表面上的盒上型触摸传感器。

在另一示例性实施方案中，显示装置被时分驱动为触摸感测周期和触敏元件驱动周期，并且触敏元件的多个电极在触摸感测周期期间是浮置的。

在另一示例性实施方案中，电活性层包括电活性聚合物，并且触敏元件的多个电极包括透明导电材料。

在另一示例性实施方案中，触敏元件包括多个单元，并且多个电极中的具有梳状形状的两个触摸电极和多个电极中的具有与两个触摸电极形状相对应的形状的两个电极设置在多个单元中的每一个中。

本公开的另一示例性实施方案是一种显示装置，包括：显示面板；触摸传感器，其具有设置在显示面板中或显示面板的顶表面上的多个触摸电极；以及设置在所述显示面板和所述触摸传感器上的触敏元件，其中触敏元件包括电活性层和设置在电活性层的至少一个表面上的多个电极，并且其中多个电极中的每一个以一一对应的方式与多个触摸电极中的一个触摸电极对应。

在另一示例性实施方案中，显示面板是液晶显示面板，并且多个触摸电极是液晶显示面板的公共电极。

在另一示例性实施方案中，显示面板是有机发光显示面板，并且多个触摸电极设置在有机发光显示面板的上基板的顶表面上。

在另一示例性实施方案中，触敏元件的多个电极包括设置在电活性层的顶表面上的多个第一电极和设置在电活性层的底表面上的多个第二电极，并且彼此交叠的第一电极中的每一个和第二电极中的每一个设置为以一一对应的方式与多个触摸电极中的同一个触摸电极交叠。

在另一示例性实施方案中，触敏元件的多个电极包括设置在电活性层的相同的表面上的多个第一电极和多个第二电极，第一电极中的每一个和第二电极中的每一个彼此间隔开，并且彼此交叠的第一电极中的每一个和第二电极中的每一个设置为以一一对应的方式与多个触摸电极中的同一个触摸电极交叠。

本公开的另一示例性实施方案是一种驱动显示装置的方法，所述方法包括：在图像显示周期期间，将公共电压施加到集成有触摸面板的显示面板的多个公共电极，并且将驱动电压施加到设置在位于显示面板上的触敏元件的电活性层的至少一个表面上的多个电极；以及在触摸感测周期期间，将触摸信号施加到多个公共电极并且使触敏元件的多个电极浮置，其中触敏元件的多个电极中的每一个以一一对应的方式与多个公共电极中的一个公共电极交叠。

其他示例性实施方案包括在以下描述和附图中。作为这些示例性实施方案的结果，可以通过经由应用于显示装置的触敏元件向用户产生各种振动的触觉反馈来使触敏元件的透射率的劣化最小化。更强的触觉反馈可以在低驱动电压下传送至用户，并且可以使由触敏元件产生的触摸噪声最小化，并且可以提供轻薄的显示装置。

本公开的效果不限于上述效果，并且基于本文的描述对于本领域技术人员明显的各种其他效果包括在本说明书中。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述中将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和其它优点，其中：

图1是根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置的示意性截面图；

图2是根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置的示意性平面图；

图3是驱动根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置的方法的输入信号的示意性波形图；

图4A是示出与比较例的显示装置中的触摸输入相关联的误识别问题的示意性截面图；

图4B是示出根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置中的效果的示意性截面图；

图5A至图5C是示出根据本公开的各个示例性实施方案的显示装置的电极布局结构的示意性平面图；

图6A是示出应用于根据本公开的比较例和第一示例性实施方案的显示装置的触摸电极的结构的示意性平面图；

图6B和6C是示出在比较例的显示装置和根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置中是否测量触摸误识别的状态的示意性截面图；

图7A和7B是比较在相应的图6B和6C中测量的触摸信号值的示意图；以及

图8是根据本公开的第二示例性实施方案的显示装置的示意性截面图。

具体实施方式

根据参照附图描述的示例性实施方案，将更清楚地理解本公开的优点和特征，以及用于实现该优点和特征的方法。然而，本公开不限于以下示例性实施方案，而是可以以各种不同的形式实现。提供示例性实施方案仅仅是为了完成本公开的公开并且向本公开涉及的本领域技术人员充分地提供本公开的类别。本公开由所附权利要求及其任何组合限定。

在用于描述本公开的示例性实施方案的附图中示出的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅是示例性的，并且本公开不限于此。在本说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在下面的描述中可以省略已知相关技术的详细解释，以避免不必要地模糊本公开的主题。本文使用的诸如“包括”，“具有”和“由...组成”的术语通常旨在允许添加其他部件，除非术语与术语“仅”一起使用。除非另有明确说明，否则对单数的任何引用可以包括复数。

部件解释为包括普通误差范围，即使没有明确说明亦如此。

当使用诸如“上”、“上方”、“下”和“下一个”的术语描述两个部件之间的位置关系时，一个或多个部件可以位于两个部件之间，除非该术语与术语“立即”或“直接地”结合使用。

当元件或层称为在另一元件或层“上”时，其可以直接在另一元件或层上，或者可以存在中间元件或层，除非该术语与术语“立即”或“直接地”结合使用。

尽管术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种部件，但是这些部件不受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个部件与其他部件。因此，第一部件可以是本公开的技术概念中的第二部件。

在附图中示出的每个部件的尺寸和厚度是为了方便解释而表示的，并且这些特征不一定按比例。

本公开的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此结合，彼此组合或者以各种技术方式相互联结和操作，并且实施方案可以彼此独立地或相互关联地执行。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种示例性实施方案。

图1是根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置的示意性截面图。如图1所示，显示装置100包括显示面板170、具有触摸电极130的触摸传感器、以及触敏元件160。

显示面板170包括第一基板111、栅极线121、第一绝缘层112、多条数据线122、第二绝缘层113、像素电极(未示出)、公共电极123、液晶层140、滤色器151、黑矩阵152和第二基板114。虽然图1中未示出，但是显示面板170还可以包括向液晶层140提供光并设置在第一基板111下方的背光单元。如图1所示，滤色器151和黑矩阵152设置在第二基板114上，但是本公开不限于此，并且滤色器151和黑矩阵152可以设置在第一基板111上。如图1所示，显示面板170是液晶显示面板，但是显示面板170的类型不限于此。例如，显示面板170可以选自包括有机发光显示面板等的各种显示面板。将参考图8描述显示面板170是有机发光显示面板的情况。

第一基板111支承显示面板170的各种部件，并且可以由具有柔性的玻璃或塑料制成。

用于驱动显示面板170的各种线或驱动元件设置在第一基板111上。参照图1，多条栅极线121设置在第一基板111上，并且第一绝缘层112设置在多条栅极线121上，用于保护栅极线121并使栅极线与其它部件绝缘。数据线122设置在第一绝缘层112上。多条数据线122设置为与多条栅极线121交叉，并且由数据线122和栅极线121中的每条限定像素区域。尽管图1中未示出，但是可以进一步设置例如用于将公共电压施加到公共电极123的公共电压线以与多个数据线122交叠，从而减小显示面板170中的各种线所占据的区域。此外，虽然图1中未示出，但是可以在第一基板111上设置薄膜晶体管(TFT)，其配置为电连接至多条栅极线121，并且通过来自栅极线121的信号导通/关断。TFT将信号从数据线122传送到像素电极。如上所述的用于各种线和驱动元件的布局和配置是示例性的，并且本公开不限于此。

第二绝缘层113设置在数据线122上，第二绝缘层113平坦化栅极线121、数据线122、公共电压线、以及薄膜晶体管的顶部。第二绝缘层113可以由有机绝缘材料例如基于丙烯酸的树脂制成。

像素电极和公共电极123设置在第二绝缘层113上。公共电极123配置为与公共电压线电连接以接收公共电压，并且像素电极配置为与薄膜晶体管电连接以接收数据电压。为便于描述，在图1中未示出像素电极，但是，根据调整显示面板170的液晶层140的阵列的方法，像素电极可以形成在不同的位置。例如，当显示面板170是面内切换(IPS)模式液晶显示面板时，像素电极和公共电极123可以交替地平行排列在同一平面上，以在像素电极和公共电极123之间产生水平电场。或者，当显示面板170是边缘场切换(FFS)模式液晶显示面板时，像素电极和公共电极123可以彼此间隔开，在其间插入有绝缘层，以在像素电极和公共电极123之间产生垂直电场。

液晶层140设置在公共电极123上。液晶层140的液晶阵列通过作为数据电压产生的电场而改变，并且公共电压分别提供至像素电极和公共电极123。显示面板170可以通过基于通过上述方法调整的液晶的取向来调整由背光单元照射的光的透射率来显示图像。

第二基板114设置在液晶层140上，滤色器151和黑矩阵152设置在第二基板114和液晶层140之间。第二基板114支承形成在第二基板114上的各种部件如滤色器151和黑矩阵152。第二基板114设置为面对第一基板111，并且可以由柔性玻璃或塑料制成。用于将穿过液晶层140的光转换成具有特定颜色的光的滤色器151可以由例如红色滤色器151R、绿色滤色器151G和蓝色滤色器151B构成。滤色器151和黑矩阵152设置在第二基板114上，如图1所示，但是本公开不限于此，并且滤色器151和黑矩阵152可以设置在第一基板111上。

触摸传感器是配置为与显示面板170集成的内嵌型触摸传感器。即，触摸传感器设置在显示面板170中。触摸传感器包括多个触摸电极130。在这种情况下，多个触摸电极130也用作公共电极123，即，一个电极可以用作公共电极123和触摸电极130二者。因此，显示面板170被时分驱动，并且在图像显示周期期间通过施加到公共电极123的公共电压(图像显示信号)并且向公共电极123施加触摸信号经由像素电极和公共电极123形成的电场来显示图像，即在触摸感测周期期间触摸电极130检测来自用户的触摸输入。

在上述显示面板170中，在内嵌型触摸传感器中存在触摸电极130和栅极线121之间的电容、触摸电极130和数据线122之间的电容、触摸电极130和像素电极之间的电容、以及彼此相邻的触摸电极之间的电容。当用户使用手指执行触摸输入时，除了上述电容分量之外，在触摸电极130和用户的手指之间还产生电容，并且该电容可以在触摸电极130中变化。因此，当触摸信号施加到触摸电极130时，通过感测取决于上述电容的变化的信号变化来检测是否发生触摸以及触摸输入位置。将参考图3详细描述用于通过内嵌型触摸传感器检测用户的触摸输入的显示面板170的驱动方法。

如图1中进一步所示，触敏元件160设置在显示面板170和触摸传感器上。触敏元件160通过第一接合层115与显示面板170的第二基板114接合，并且通过第二接合层116与触敏元件160上的盖窗110接合。盖窗110可以由透明玻璃或透明塑料制成，以保护显示装置100免受外部冲击等。第一接合层115和第二接合层116可以由透明粘合材料例如光学透明粘合剂(OCA)或光学透明树脂(OCR)制成，但不限于此。

触敏元件160具有电活性层163和设置在电活性层163的顶表面和底表面上的多个电极161和162。在本公开中，触敏元件160是这样的元件：其响应于用户对触敏元件160的触摸而向用户提供触觉反馈，并且电活性层163是在施加电压时形状可变化以将所产生的振动作为触觉反馈传送到用户的层。

电活性层163是由电活性聚合物制成的板型膜，其是通过电刺激变形的聚合物材料。例如，电活性层163可以由诸如硅基、氨基甲酸酯基和丙烯酸基的介电弹性体、铁电聚合物如聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物的聚合物(P(VDF-TrFE))、或压电陶瓷元件制成。当电活性层163由介电弹性体制成时，介电弹性体由于通过向电活性层163施加电压而产生的静电吸引力(库仑力)而收缩和膨胀，从而使触敏元件160振动。或者，当层163由铁电聚合物制成时，通过向电活性层163施加电压来改变电活性层163中的偶极子的取向方向，从而使触敏元件160振动。

多个第一电极161设置在电活性层163的顶表面上，多个第二电极162设置在电活性层163的底表面上。

多个第一电极161和多个第二电极162由导电材料制成。此外，为了确保触敏元件160的透射率，第一电极161和第二电极162可以由透明导电材料例如氧化铟锡(ITO)、PEDOT(聚乙撑二氧噻吩)：PSS(聚苯乙烯磺酸钠)以及银-纳米线(AgNW)制成。此外，第一电极161和第二电极162可以是其中金属材料以网格图案设置的金属网，使得第一电极161和第二电极162可以基本上用作透明电极。然而，第一电极161和第二电极162的组成材料不限于上述示例，并且可以使用各种其它透明导电材料。第一电极161和第二电极162可以由相同的材料或不同的材料制成。

第一电极161和第二电极162可以通过包括溅射、印刷、狭缝涂布等各种方法形成。

如上所述，由电活性聚合物制成的触敏元件160可以经由通过分别向设置在电活性层163的顶表面和底表面上的第一电极161和第二电极162施加电压而产生的电活性层163的振动来向用户传送触觉反馈。此外，触敏元件160可以具有高透射率，这是因为触敏元件可以由透明材料制成，因此，触敏元件160可以应用于显示装置100的前表面。

触敏元件160的多个电极161和162中的每一个仅与多个触摸电极130中的一个触摸电极130交叠。即，触敏元件160的多个电极161和162中的一个电极仅与一个触摸电极130交叠。将参考图2更详细地描述触敏元件160的多个触摸电极130与多个电极161和162之间的关系。

图2是根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置的示意性平面图。在图2中，为了便于描述，仅示出了显示装置100的各种部件中的触敏元件160、触摸电极130和第一基板111以及从触敏元件160的顶部看到仅触敏元件160、触摸电极130和第一基板111的状态。因此，在同一区域中设置在其下的部件仅由附图标记表示。

如图2所示，触敏元件160包括多个单元CE，其中在多个单元CE的每一个中设置有多个电极161和162，使得第一电极161设置在电活性层163的顶表面上并且第二电极162设置在电活性层163的底表面上。设置在一个单元CE中的第一电极161和第二电极162具有相同的尺寸。即，彼此相对的第一电极161的一个表面和第二电极162的一个表面具有相同的面积。本文中，单元CE是可以向用户传送触觉反馈的最小单位区域，并且多个单元CE可以独立地向用户传送触觉反馈。当触敏元件160传送针对用户的触摸输入的触觉反馈时，可以通过考虑用户的触摸输入发生的区域来确定作为最小单位区域的单元CE。在这种情况下，由于根据普通人的手指的尺寸来确定用户的触摸输入发生的区域，所以电活性层163的单元CE的面积也可以基于普通人的手指来确定。然而，上述电活性层163的单元CE的面积是示例性的，并且电活性层163的单元CE的面积不限于上述示例。

如图1和图2所示，设置在触敏元件160的一个单元CE中的第一电极161和第二电极162仅与在该特定单元CE中的触摸电极130交叠。换句话说，设置在触敏元件160的特定单元CE中的第一电极161和第二电极162与相邻单元的触摸电极130不交叠。

如图1和图2进一步所示，多个电极161和162中的每一个的尺寸与多个触摸电极130中的相应的触摸电极130的尺寸相同。例如，面向触摸电极130的第一电极161的一个表面和第二电极162的一个表面具有与在面向第一电极161和第二电极162的单元CE中的触摸电极130的一个表面的面积相同的面积。因此，设置在一个单元CE中的第一电极161和第二电极162中的每一个可以与触摸电极130一一对应。

触敏元件160的多个单元CE中的每一个可以包括通过有源矩阵方法实现的驱动电路。当触敏元件160通过无源矩阵方法实现时，电极161和162可以具有条形。在这种情况下，触敏元件160的电极161和162中的每一个需要设置为与多个触摸电极130交叠。因此，根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置100的触敏元件160的多个单元CE中的每一个可以通过有源矩阵方法来驱动。例如，薄膜晶体管可以设置在每个单元中作为驱动电路，并且薄膜晶体管可以向设置在每个单元CE中的第一电极161和第二电极162施加触敏元件驱动信号。

当触敏元件160的第一电极161或第二电极162跨越多个触摸电极130交叠时，可能无法准确地检测用户的触摸输入。例如，当触敏元件160的第一电极161或第二电极162与彼此相邻的两个触摸电极130交叠，并且用户触摸与两个触摸电极130中的一个触摸电极130对应的位置时，由于上述交叠，两个触摸电极130与第一电极161或第二电极162之间的电容可以改变。即，只有当用户触摸的单个触摸电极130的电容改变时，才能准确地检测用户的触摸输入。

在根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置100中，触敏元件160的多个电极161和162中的每一个仅与多个触摸电极130中的一个触摸电极130交叠。因此，当用户触摸与一个触摸电极130相对应的位置时，仅与对应的触摸电极130交叠的电极161和162之间的电容改变，与相应的触摸电极130相邻的另一个触摸电极130的电容不改变。可替代地，即使另一相邻的触摸电极130的电容改变，该改变也是可忽略不计的。因此，在显示装置100中，即使当触摸传感器设置在触敏元件160下时，也可以准确地检测用户的触摸输入，并且可以将通过触敏元件160获得的触觉反馈传送给用户。

在下文中，将参照图3一起对驱动具有上述电极布局结构的显示装置100的方法进行描述。

图3是用于根据本公开的一个示例性实施方案的驱动显示装置的方法的输入信号的示意性波形图。图3示意性地示出了在图像显示周期和触摸感测周期的每一个中施加到公共电极123和触摸电极130的图像显示信号和触摸信号以及施加到触敏元件160的多个电极161和162的触敏元件驱动信号的波形。

在根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置100中，内嵌型触摸传感器与显示面板170集成。如上所述，显示面板170的公共电极123用作触摸电极130。为此，显示装置100被时分驱动为图像显示周期和触摸感测周期。例如，如图3所示，在一个帧周期中的图像显示周期期间，用于显示图像的图像显示信号施加到公共电极123，在公共电极123与像素电极之间产生电场，并且液晶层140的液晶的取向被电场改变，从而显示图像。在这种情况下，不施加触摸信号，并且不执行触摸感测。在一个帧周期中的触摸感测周期期间，触摸信号施加到触摸电极130。当在施加触摸信号的同时发生用户的触摸输入时，触摸电极130相对于栅极线121、数据线122、像素电极或用户的手指的电容被改变以检测是否发生触摸及其位置。虽然在图3中示出了DC触摸信号电压，但是本公开内容不限于此，并且可以向公共电极123施加AC触摸信号电压。此外，为了便于描述，尽管图3中图像显示周期和触摸感测周期示出为在一个帧周期中具有相同的长度，但是触摸感测周期可以比图像显示周期短。

显示装置100还包括用于向用户传送触觉反馈的触敏元件160，并且内嵌型触摸传感器与显示面板170集成。在显示装置100中，触敏元件160将电压施加至多个电极161和162以产生电场并且将所产生的电场施加到电活性层163，电活性层163变形并且振动以向用户提供触觉反馈。例如，如图1所示，当向设置为接地的第一电极161与第二电极162之间的电活性层163施加垂直电场时，电活性层163振动以向用户提供触觉反馈。

同时，当在用于驱动触敏元件160的驱动电压施加到第一电极161和第二电极162的同时发生用户的触摸输入时，由用户的触摸输入引起的电容变化可以被触敏元件160中断。因此，显示装置100的触敏元件160被时分驱动。如图3所示，在一个帧周期中的图像显示周期期间，由于向公共电极123施加用于显示图像的图像显示信号，所以公共电极123不检测用户的触摸输入。因此，AC电压或脉冲电压施加到触敏元件160的第一电极161，并且触敏元件160的第二电极162接地以使电活性层163振动。由于在一个帧周期中的触摸感测周期期间向触摸电极130施加触摸信号，所以当在触摸感测周期中驱动触敏元件160时，触摸传感器可能不能正常地检测触摸输入。因此，在触摸感测周期期间，触敏元件160的多个电极161和162浮置，并且触摸传感器可以由此准确地检测用户的触摸输入。

在显示装置100中，应用其中触摸传感器嵌入在显示面板170中的内嵌型触摸传感器以通过减小包括触摸传感器的显示装置100的厚度来提供轻薄的显示装置100。详细地，在内嵌型触摸传感器中，单独制造的触摸传感器不设置在显示面板上，而是触摸传感器设置在显示面板中。因此，显示装置100具有小的厚度，并且可以以较低的成本制造。此外，在显示装置100中，触摸传感器设置在触敏元件160的前面，以消除其中传送给用户的振动减小的阻尼现象。因此，因为触敏元件可以以较低的驱动电压驱动所以也可以改善触敏元件160的功耗。

然而，由于显示面板和触摸传感器彼此集成，所以触敏元件160需要设置在显示面板和触摸传感器的上方或下方。当触敏元件位于显示面板和触摸传感器下方时，通过设置在用户的手指与触敏元件之间的显示面板和触摸传感器来减小振动。即，随着用户用手指触摸的位置与触敏元件之间的距离增加，由触敏元件产生的振动的衰减程度也增加。因此，当触敏元件设置在显示面板和触摸传感器下方时，仅通过施加高驱动电压可以将具有足够强度的振动传送给用户。因此，难以实现具有低功耗的触敏元件。因此，在显示装置100中，触敏元件160设置在显示面板170和触摸传感器上方。因此，与触敏元件160设置在显示面板170和触摸传感器下方时相比，可以以更低的功耗将更强的振动传送给用户。然而，触摸传感器可能由于施加到触敏元件160的驱动电压而发生故障，或者可能因为由电活性聚合物制成的触敏元件160具有非常高的驱动电压而不能检测到触摸输入。因此，仅在触摸传感器未被驱动的图像显示周期中驱动显示装置100的触敏元件160。即，在触摸传感器被驱动的触摸感测周期期间，触敏元件160的多个电极161和162浮置以使由触敏元件160产生的噪声最小化。此外，由于触敏元件160设置在最上部分上，所以可以以低功耗将触觉反馈传送给用户。

如图1至图3所示，显示面板170是IPS模式液晶显示面板或FFS模式液晶显示面板，但不限于此。可替代地，显示面板170可以是扭曲向列(TN)模式液晶显示面板或垂直取向(VA)模式液晶面板。如上所述，在液晶显示面板使用垂直电场显示图像的情况下，公共电极123可以设置在第二基板114上。

图4A是示出根据比较例的触摸输入的错误识别的问题的示意性截面图，其可以在触敏元件的一个电极60与多个触摸电极30交叠时发生。图4A示意性地仅示出盖窗10、触敏元件的电极60和多个触摸电极30。图4B是描述根据第一示例性实施方案的显示装置中的效果的示意性截面图，为了便于描述，仅示意性地示出显示装置100的盖窗110、触敏元件160和多个触摸电极。

当触敏元件的电极60与多个触摸电极30交叠时，如图4A的比较例所示，触摸输入可能被错误识别。具体地，当通过电压源V仅向来自多个触摸电极30中的左触摸电极30施加触摸信号时，由于电极60浮置，所以所有电极60都充载有极性的电荷。因此，当用户向盖窗10施加触摸输入时，具有与施加到触敏元件的电极60的电荷一样多的相反极性的电荷施加到整个盖窗10，甚至在没有施加电压的触摸电极30与触敏元件的电极60之间也形成电容C1和C2。因此，在该比较例中，即使在与未施加触摸信号的触摸电极30相对应的位置处，电容也改变，从而在不发生用户的触摸输入的位置处错误地确定用户输入。因此，可能无法准确地检测用户的触摸输入的位置。

相比之下，如图4B所示，在显示装置100中，触敏元件160的第一电极161和第二电极162中的每一个仅与一个触摸电极130交叠。在这种情况下，当在触摸感测周期期间通过电压源V仅向来自多个触摸电极130中的左触摸电极施加触摸信号时，因为触敏元件160的第一电极161和第二电极162两者都是浮置的并且第一电极161和第二电极162仅与触摸电极130交叠，所以具有诸如施加到触摸电极130的电荷的极性的电荷仅施加到来自多个第一电极161中的位于左侧并且与左触摸电极130对应的第一电极161。因此，当用户向盖窗110施加触摸输入时，对应于施加到触敏元件160的第一电极161的电荷的相反极性的电荷施加到盖窗110的相应区域。因此，在左触摸电极130和第二电极162之间产生电容C4，并且在触敏元件160与盖窗110之间产生电容C3，从而基于电容量的变化来精确地检测触摸位置。

图5A至图5C是示出根据本公开的各个示例性实施方案的显示装置的电极布局结构的示意性平面图。在图5A至图5C中所示的显示装置500A、500B和500C分别与参照图1至图3所描述的显示装置100仅分别在触敏元件560A、560B和560C的第一电极561A、561B和561C以及第二电极562A、562B和562C以及触摸电极530C的形状和布局方面不同。显示装置500A、500B和500C在其他部件方面基本上类似于显示装置100，因此将省略其多余描述。在图5A至图5C中，为了便于描述从触敏元件560A、560B和560C的顶部看到触敏元件560A、560B和560C、触摸电极130和530C以及第一基板111的状态，仅示出了显示装置100的触敏元件560A、560B和560C、触摸电极130和530C以及第一基板111。因此，在同一区域内设置在其下的部件仅由附图标记表示。

如图5A所示，触敏元件560A的多个电极561A和562A中的每一个电极的尺寸小于相应的触摸电极130的尺寸。即，设置在一个单元CE中的触敏元件560A的第一电极561A和第二电极562A具有比面向一个单元CE的第一电极561A和第二电极562A的触摸电极130的尺寸小的尺寸，并且面向触摸电极130的第一电极561A的一个表面和第二电极562A的一个表面具有比面向第一电极561A和第二电极562A的触摸电极130的另一表面的面积小的面积。因此，即使当触摸电极130与多个电极561A和562A中的每一个电极交叠时，在相邻区域处的触摸电极130之间也不会产生电容。因此，可以更准确地检测用户的触摸输入。如图5A所示，第一电极561A和第二电极562A具有相同的尺寸，但是本公开内容不限于此，并且第一电极561A和第二电极562A在尺寸上可以不同。此外，第一电极561A和第二电极562A中仅一个电极可以小于相应的触摸电极130，并且另一个电极和触摸电极130可以具有类似的尺寸。

如图5B所示，触敏元件560B的多个电极561B和562B包括设置在电活性层163的相同的表面上的多个第一电极561B和多个第二电极562B。即，在一个单元CE中第一电极561B和第二电极562B仅设置在电活性层163的一个表面上以彼此间隔开。因此，相应的触摸电极130交叠触敏元件560B的电极561B和562B两者。此外，例如，通过向第一电极561B施加第一电压并且使第二电极562B接地，触敏元件560B可以在第一电极561B与第二电极562B之间产生水平电场，从而通过向其施加水平电场来振动电活性层163。在图5B中所示的显示装置500B中，由透明导电材料制成的第一电极561B和第二电极562B设置在电活性层163的一个表面上。因此，减少了在触敏元件560B中光入射所通过的电极的数目。因此，因为入射在触敏元件560B中的光可以仅穿过第一电极561B和第二电极562B中的一个电极，所以可以提高触敏元件560B的透射率。尽管在图5B中两个触敏元件560B的电极示出为对应于一个触摸电极130，但是本公开内容不限于此，并且三个或更多个触敏元件560B的电极可以对应于一个触摸电极130。

如图5C所示，多个触摸电极530C中的每一个触摸电极包括设置在一个单元CE中的第一触摸电极531C和第二触摸电极532C。第一触摸电极531C和第二触摸电极532C可以形成为具有梳状交替地设置的梳状。在这种情况下，触敏元件560C的第一电极561C和第二电极562C可以形成为分别与第一触摸电极531C和第二触摸电极532C交叠，并且具有相同的尺寸。

如图5A至图5C中所示，分别在根据本公开的各种示例性实施方案的显示装置500A、500B和500C中，当触敏元件560A、560B和560C的多个电极561A、562A、561B、562B、561C和562C中的每一个电极仅与多个触摸电极130和530C中的一个触摸电极交叠时，对触敏元件560A、560B和560C的多个电极561A、562A、561B、562B、561C和562C的尺寸、形状和布局没有限制。因此，触敏元件560A、560B和560C的多个电极561A、562A、561B、562B、561C和562C可以分别在多个电极561A、562A、561B、562B、561C和562C中的每一个电极仅与多个触摸电极130和530C中的一个触摸电极交叠的范围内任意设计。

图6A是在图6B的比较例和图6C的示例性实施方案两者中所使用的触摸电极布局结构的示意性平面图。图6B和图6C是示出在比较例的显示装置和根据本公开的一个示例性实施方案的显示装置中测量是否准确地识别到触摸的状态的示意性截面图。图6B和图6C是沿图6A所示的装置的线A-A'截取的截面图。

为了便于描述，在图6A至图6C中仅示出了第一基板111和设置在显示面板170的第一基板上的触摸电极130。图6A中示出了设置在第一基板111上的具有4mm×4mm的W1×W2尺寸的触摸电极130，并且触摸电极130设置为彼此间隔开50μm的距离L。此外，触摸电极130由铟锡氧化物(ITO)制成，并且触摸电极130的厚度d1为

图6B是针对在比较例的触敏元件60设置在触摸电极130上并且通过尖部680施加触摸输入的情况的沿图6A中所示的显示装置的线A-A'截取的截面图。如图6B所示，比较例的触敏元件60的电活性层63、第一电极61和第二电极62设置为与所有触摸电极130交叠。比较例的电活性层63由PVDF制成并且具有80μm的厚度d3。比较例的第一电极61和第二电极62由ITO制成并且具有的厚度d2。具有500μm的厚度的玻璃纸带690用于固定触敏元件60。用于施加触摸输入的尖部680由铜制成。尖部680的底表面是平坦的，并且底表面的直径为4mm。

图6C是针对通过尖部680将触摸输入施加到如图1和图2所示的根据本公开的一个示例性实施方案的显示装置100的情况的沿图6A中所示的显示装置的线A-A'截取的截面图。如图6C所示，触敏元件160的电活性层163与所有触摸电极130交叠，但是第一电极161和第二电极162中的每一个设置为仅与一个触摸电极130交叠。第一电极161和第二电极162的材料和厚度d2、电活性层163的材料和厚度d3、玻璃纸带690和尖部680与图6B中所示的比较例的第一电极161和第二电极162的材料和厚度d2、电活性层163的材料和厚度d3、玻璃纸带690和尖部680相同。

图7A和图7B是对使用图6B和图6C所示的布置测量的触摸信号值进行比较和描述的示意图。图7A示出在根据图6B所示的比较例施加触摸输入的情况下与显示面板170的区域相对应的触摸信号值。图7B示出根据图6C所示的示例性实施方案的施加触摸输入的情况下与显示面板170的区域相对应的触摸信号值。图7A和图7B中的矩形单元中的每一个表示触摸坐标，并且通过将每个触摸坐标中的电容变化的值转换为数字化数据值来获得矩形中的数字，即矩形中的数字越大，在相应位置处的电容变化量越大。

参照图6B和图7A，在比较例中触敏元件60的第一电极61和第二电极62设置为与所有多个触摸电极130交叠。因此，仅向中心区域施加触摸输入，但是周边区域处的电容变化量也增加。因此，在未发生用户触摸输入的周边部分中可检测到触摸。

参照图6C和7B，触敏元件160的第一电极161和第二电极162中的每一个仅与一个触摸电极130交叠。因此，仅实际触摸的中心区域呈现大的电容变化量，并且周边区域呈现小的电容变化量。因此，仅用户实际触摸的区域准确地检测为触摸输入位置。

图8是示出根据本公开的第二示例性实施方案的显示装置的示意性截面图。如图8所示，显示装置800包括显示面板870、触摸传感器和触敏元件160。图8所示的显示装置800与参照图1至图3所描述的显示装置100仅在显示面板870是有机发光显示面板并且触摸传感器是盒上型触摸传感器方面不同，并且显示装置100和显示装置800的驱动方法也不同。图8中所示的显示装置800的所有其他部件基本上类似于图1至图3所示的显示装置100的所有其他部件，因此，省略其多余描述。

如图8所示，显示面板870是顶部发光型有机发光显示面板，其中由有机发光元件820发射的光通过与其上设置有薄膜晶体管829的第一基板811相对的第二基板814出射。显示面板870还包括第一绝缘层812、第二绝缘层813、覆盖层819、堤部817和封装部818。

第一基板811支承显示面板870的各种部件，并且可以由柔性玻璃或塑料制成。

薄膜晶体管829设置在第一基板811上。在薄膜晶体管中，在第一基板811上设置有源层，并且在有源层上设置用于使有源层与栅电极绝缘的第一绝缘层812。第二绝缘层设置在第一绝缘层812和栅电极上并覆盖栅电极。源电极和漏电极设置在第二绝缘层813上并且与有源层电连接。为了便于描述，在如图8所示的显示装置800中仅包括驱动薄膜晶体管。但是本公开不限于此，并且在显示装置800中还可以包括开关薄膜晶体管、电容器等。此外，在图8中薄膜晶体管829示出为具有共面结构，但是本公开内容不限于此，还可以使用具有交错结构的薄膜晶体管。

覆盖层819形成在薄膜晶体管829上，并且该层使薄膜晶体管829的顶部平坦化。覆盖层819可以由有机绝缘材料例如基于丙烯酸的树脂制成。

有机发光元件820设置在覆盖层819上，并且包括阳极821、有机层822和阴极823。阳极821设置在覆盖层819上，并且通过覆盖层819的接触孔与薄膜晶体管829的源电极和漏电极中的一个电极电连接。阳极821可以包括由透明导电材料制成的透明导电层和在透明导电层下的由具有优异的反射率的金属材料制成的反射层，这是因为显示面板870是顶部发光型有机发光显示面板。然而，阳极821的层叠结构不限于此。堤部817设置为覆盖阳极821的两端。阳极821的未被堤部817覆盖的区域可以定义为发光区。有机层822设置在阳极821和堤部817上。有机层822可以具有例如其中空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、有机发光层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)依次层叠的结构。此外，有机层822可以具有其中层叠有每一个各自包括有机发光层(EML)的多个发光单元的结构。此外，在图8中有机发光层822示出为形成在阳极821和堤部817两者上。然而，有机层822可以仅形成在由堤部817露出的阳极821上。阴极823设置在有机层822上。阴极823可以由具有非常小厚度的金属材料或透明导电材料制成，这是因为显示面板870是顶部发光型有机发光显示面板，但不限于此。

第二基板814设置在有机发光元件820上，并且封装部818设置在有机发光元件820与第二基板814之间。第二基板814可以设置为面向第一基板811，并且可以由柔性玻璃或塑料制成。封装部818保护有机发光元件820免于水分或氧渗透，可以是无机层或具有其中无机层和有机层822交替层叠的结构。可替代地，封装部818可由面密封材料制成。

与显示面板870集成的触摸传感器是盒上型触摸传感器。即，触摸传感器形成在显示面板870上方。例如，如图8所示，触摸传感器的触摸电极830设置在作为显示面板870的上基板的第二基板814的顶表面上。触摸电极830可以通过溅射等使用透明导电材料形成在第二基板814的顶表面上。

如图8中进一步所示，触敏元件160设置在显示面板870和触摸传感器上，并且盖窗110设置在触敏元件160上。触敏元件160通过第一接合层815与第二基板814接合并且通过第二接合层116与盖窗110接合。

类似于根据本公开的第一示例性实施方案的显示装置100，根据本公开的第二示例性实施方案的显示装置800还包括仅与来自多个触摸电极830中的一个触摸电极830交叠的触敏元件160的多个电极161和162中的每一个。因此，可以抑制第一电极161和第二电极162与多个触摸电极830的交叠，从而避免错误识别触摸输入。

因为显示装置800包括盒上型触摸传感器，所以触摸电极830没有设置在显示面板870中。即，触摸电极830不作为有机发光元件820的阳极821或阴极823操作。因此，可以在驱动显示装置800时同时执行图像显示周期和触摸感测周期。然而，如在显示装置100中，显示装置800的触敏元件160需要被时分驱动为触摸感测周期和触敏元件驱动周期。即，当触敏元件160被驱动为触摸感测周期时，触摸传感器可能无法正常地检测触摸输入，这是因为在触摸感测周期期间通过触摸电极830将触摸信号施加到用于触摸检测的触摸电极830。因此，在触摸感测周期期间，触敏元件160的多个电极浮置，使得触摸传感器可以准确地检测用户的触摸输入。

在触敏元件驱动周期期间，触摸传感器没有被驱动，并且触敏元件驱动信号施加到触敏元件160以驱动触敏元件160。例如，在触敏元件驱动周期期间，将AC电压或脉冲电压施加到触敏元件160的第一电极161，并且将触敏元件160的第二电极162接地以使电活性层163振动。

在一些示例性实施方案中，显示面板870可以是底部发光型有机发光显示面板。在这种情况下，触摸电极830可以设置在第一基板811的底表面上，并且触敏元件160可以设置在触摸电极830下。

尽管已经参照附图对本公开的示例性实施方案进行了详细描述，但是本公开不限于此，并且可以在不脱离本公开的技术概念的情况下以许多不同的形式实施。提供本公开的示例性实施方案仅用于说明目的，而不是旨在限制本公开的技术概念。本公开的保护范围应当基于任何所附权利要求及其组合来解释，并且在其等同范围内的所有技术概念应当解释为落入本公开的范围内。

Claims (18)

1.一种显示装置，包括：

触敏元件，所述触敏元件具有电活性层和设置在所述电活性层的顶表面和底表面中至少之一上的多个电极；

显示面板，所述显示面板设置在所述触敏元件下方；和

触摸传感器，所述触摸传感器设置在所述触敏元件下方并且具有多个触摸电极，

其中所述触敏元件的所述多个电极中的每一个以一一对应的方式交叠所述多个触摸电极中的一个触摸电极。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触敏元件的所述多个电极中的每一个的面积等于或小于所述多个触摸电极中的对应的一个触摸电极的面积。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述多个触摸电极中的每一个交叠所述触敏元件的所述多个电极中的两个或更多个电极。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触敏元件包括其中设置有所述多个电极的多个单元，以及

所述多个单元中的每一个以一一对应的方式交叠所述多个触摸电极中的一个触摸电极。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述多个单元中的每一个包括通过有源矩阵方法实现的驱动电路。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸传感器是集成在所述显示面板中的内嵌型触摸传感器，以及

所述多个触摸电极是驱动所述显示面板的多个公共电极。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中所述显示装置被时分驱动为图像显示周期和触摸感测周期，以及

在所述图像显示周期期间，公共电压施加到所述多个触摸电极并且驱动电压施加到所述触敏元件的所述多个电极，以及

在所述触摸感测周期期间，所述触敏元件的所述多个电极是浮置的。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸传感器是其中所述多个触摸电极设置在所述显示面板的顶表面上的盒上型触摸传感器。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述显示装置被时分驱动为触摸感测周期和触敏元件驱动周期，以及

所述触敏元件的所述多个电极在所述触摸感测周期期间是浮置的。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述电活性层包含电活性聚合物，以及

所述触敏元件的所述多个电极包括透明导电材料。

11.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触敏元件包括多个单元，以及

所述多个电极中的具有梳状形状的两个触摸电极、以及所述多个电极中的具有与所述两个触摸电极形状相对应的形状的两个电极设置在所述多个单元中的每一个中。

12.一种显示装置，包括：

显示面板；

触摸传感器，所述触摸传感器具有设置在所述显示面板中或所述显示面板的顶表面上的多个触摸电极；和

触敏元件，所述触敏元件设置在所述显示面板和所述触摸传感器上，

其中所述触敏元件包括：

电活性层，

多个电极，所述多个电极设置在所述电活性层的至少一个表面上，以及

其中所述多个电极中的每一个以一一对应的方式分别与所述多个触摸电极中的一个触摸电极对应。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述显示面板是液晶显示面板，以及

所述多个触摸电极是所述液晶显示面板的公共电极。

14.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述显示面板是有机发光显示面板，以及

所述多个触摸电极设置在所述有机发光显示面板的上基板的顶表面上。

15.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述触敏元件的所述多个电极中的每一个的面积等于或小于所述多个触摸电极中的对应的一个触摸电极的面积。

16.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述触敏元件的所述多个电极包括设置在所述电活性层的顶表面上的多个第一电极和设置在所述电活性层的底表面上的多个第二电极，以及

彼此交叠的所述第一电极中的每一个和所述第二电极中的每一个设置为以一一对应的方式交叠所述多个触摸电极中的同一个触摸电极。

17.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述触敏元件的所述多个电极包括设置在所述电活性层的相同的表面上的多个第一电极和多个第二电极，

所述第一电极中的每一个和所述第二电极中的每一个彼此间隔开，以及

所述第一电极中的每一个和所述第二电极中的每一个彼此交叠地以一一对应的方式交叠所述多个触摸电极中的同一个触摸电极。

18.一种驱动显示装置的方法，所述方法包括：

在图像显示周期期间，将公共电压施加到集成有触摸面板的显示面板的多个公共电极，以及将驱动电压施加到设置在触敏元件的电活性层的至少一个表面上的多个电极，所述触敏元件位于所述显示面板上；并且

在触摸感测周期期间，将触摸信号施加到所述多个公共电极并且使所述触敏元件的所述多个电极浮置，

其中所述触敏元件的所述多个电极中的每一个以一一对应的方式交叠所述多个公共电极中的一个公共电极。