CN107025021B - 传感器、触摸传感器和显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种传感器、触摸传感器和显示装置。显示装置包括:显示面板;第一传感器,被构造为感测用户的触摸的位置;第二传感器,被构造为感测触摸的压力。第一传感器和第二传感器可以设置在显示面板的内部或者显示面板的周围区域。第二传感器包括:第一导体;第二导体,与第一导体间隔开,并且被构造为与第一导体形成电容;一个或更多个可变电阻元件,与第一导体连接。

Description

传感器、触摸传感器和显示装置
本申请要求于2016年1月29日提交的第10-2016-0011532号韩国专利申请的优先权和权益,该韩国专利申请出于所有目的如在此充分地阐述一样通过引用包含于此。
技术领域
示例性实施例总地涉及一种具有用于控制图像显示功能的触摸传感器的显示装置,更具体地,涉及一种具有识别通过用户的触摸而产生的压力和位置的传感器的显示装置。
背景技术
由于对显示信息的兴趣的增加以及对使用便携式信息媒体的需求增大,研究与开发工作已经集中于显示装置。
近来的显示装置包括通过用户的触摸而激活的触摸传感器以及图像显示功能。因此,用户能够通过触摸传感器更便利地使用显示装置。
此外,对于这样的显示装置已具有一种趋势,其期望通过识别由触摸产生的压力以及显示屏上的定位或触摸位置向用户提供各种功能。迄今为止,在显示装置中提供这种感测功能已是复杂的且难以集成。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对发明构思的上下文的理解,因此它可以包含不形成对本领域普通技术人员而言是已知的现有技术的信息。
发明内容
为了满足上述需要并且避免上述缺点,发明构思提供为更好地将压力和位置感测功能两者集成到一个传感器中。例如,根据发明构思的示例性实施例,能够提供能够容易地识别用户的触摸的强度的传感器。发明的传感器也能够同时识别触摸的点(定位)和触摸的强度。显示装置可以合并具有这些特征的传感器和/或触摸传感器。
因此,发明构思的示例性实施例提供了一种显示装置,包括:显示面板;第一传感器,被构造为感测用户的触摸的位置;第二传感器,被构造为感测触摸的压力。第一传感器和第二传感器可以设置在显示面板的内部或者显示面板的周围区域。第二传感器包括:第一导体;第二导体,与第一导体间隔开,并且被构造为与第一导体形成电容;一个或多个可变电阻元件,与第一导体连接。
可变电阻元件可以具有电容和电阻,可变电阻元件的至少一个的电阻和电容可以根据通过用户的触摸施加的压力而改变。
一个或多个可变电阻元件可以位于第一导体上,或者位于第一导体与第二导体之间。
第一导体可以位于一个或多个可变电阻元件与第二导体之间。
可变电阻元件中的至少一些可以设置在与第一导体的层相同的层上。
一个或多个可变电阻元件可以包括纳米颗粒。纳米颗粒可以包括纳米柱、纳米棒、纳米孔、纳米线、银纳米线和碳纳米管的至少一者。
第一导体可以具有网状结构,并且可以包括具有多个开口的金属线。
金属线可以包括彼此间隔开的第一金属线和第二金属线,并且一个或多个可变电阻元件连接在第一金属线与第二金属线之间。
开口可以包括第一开口和第二开口,第二开口设置得比第一开口更远离第一导体的中心。第二开口的尺寸可以小于第一开口的尺寸。
第一传感器和第二传感器可以彼此叠置地设置。
显示面板可以包括第一表面以及与第一表面相对的第二表面,并且第一传感器和第二传感器可以位于显示面板的第一表面上。
显示面板可以通过第一表面显示图像,并且可以位于第一传感器与第二传感器之间。
缓冲构件可以位于第一导体与第二导体之间。缓冲构件可以具有弹力,并且可以包括彼此分开的多个子缓冲构件。
可变电阻元件的数量可以为两个或更多个,并且可以沿着第一导体的边缘设置。
可变电阻元件可以规则地或不规则地设置在第一导体上或中,并且可以沿着非线性路径设置。
可变电阻元件的密度可以随着距第一导体的中心的距离增大而改变。
第一传感器可以是电容传感器。
显示装置还可以包括:支架,被构造为容纳显示面板、第一传感器和第二传感器。第二导体可以是容纳显示面板、第一传感器和第二传感器的支架的部分。
根据发明构思的另一示例性实施例,一种触摸传感器包括:第一传感器,被构造为感测用户在触摸传感器上的触摸的位置;第二传感器,被构造为感测用户的触摸的压力。第二传感器可以包括:第一导体;第二导体,与第一导体间隔开,并且被构造为与第一导体形成电容;一个或多个可变电阻元件,与第一导体连接。
根据发明构思的另一示例性实施例,一种传感器包括:第一导体;第二导体,与第一导体间隔开,并且被构造为与第一导体形成电容;一个或多个可变电阻元件,与第一导体连接。一个或多个可变电阻元件可以具有根据从外部施加到传感器的压力而改变的电阻和电容。
在发明构思的又一示例性实施例,一种传感器包括:包括第一导体的多个导体以及与第一导体连接的可变电阻元件。第一导体的固有电容和可变电阻元件的电阻根据从传感器的外部施加的压力而改变。
发明构思的另外方面将在随后的具体实施方式中被阐述,并且部分地将通过本公开变得清楚,或者可通过发明构思的实践而被获知。
附图说明
附图被包括以提供对发明构思的进一步理解,附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分,附图示出了发明构思的示例性实施例,并与具体实施方式一起用于解释发明构思的原理。
图1示出根据发明构思的示例性实施例构造的传感器的图。
图2A和图2B是用于描述图1中示出的传感器的操作的图。
图3是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括传感器控制器的传感器的图。
图4和图5是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括缓冲构件的传感器的图。
图6是示出根据发明构思的另一示例性实施例构造的传感器的图。
图7A和图7B是示出根据发明构思的又一示例性实施例的传感器的图。
图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G是示出在根据发明构思的示例性实施例构造的基底上的可变电阻元件的设置的图。
图9是示出根据发明构思的示例性实施例构造的第一导体的图。
图10A、图10B、图10C是包括图9中示出的第一导体的传感器的图。
图11A和图11B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括子缓冲构件的传感器的图。
图12A是示出根据发明构思的示例性实施例构造的触摸传感器的图。
图12B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括传感器控制器的触摸传感器的图。
图13是示出示例性自电容第一传感器的图。
图14是示出示例性互电容第一传感器的图。
图15A是示出根据发明构思的示例性实施例的显示装置的图。
图15B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括传感器控制器和显示驱动器的显示装置的图。
图16是示出根据发明构思的示例性实施例构造的显示面板的图。
图17是根据发明构思的示例性实施例构造的显示装置的框图。
图18是根据发明构思的另一实施例构造的显示装置的框图。
图19和图20是示出第一传感器、显示面板和第二传感器的结构的各种设置的图。
图21是示出根据发明构思的另一示例性实施例的显示面板的图。
图22是示出位于图21中示出的显示面板内的第二传感器的图。
图23是示出根据发明构思的另一示例性实施例构造的传感器的图。
图24A和图24B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的传感器的操作的图。
图25是示出根据发明构思的另一示例性实施例的传感器的图。
图26A是根据发明构思的示例性实施例构造的触摸传感器结构的图。
图26B是图26A的触摸传感器的框图。
图27是示出根据发明构思的另一示例性实施例的显示装置的图。
图28、图29、图30、图31和图32是示出根据发明构思的示例性实施例构造的显示装置的图,其中,在所述显示装置中改变了触摸传感器的位置、增加了组成元件或者替换了组成元件的部分。
图33是根据发明构思的示例性实施例构造的触摸传感器的图。
图34是示出图33中示出的触摸传感器的放大部分的图。
图35A是沿着图34的线I-I′截取的剖视图的示例。
图35B是沿着图34的线I-I′截取的剖视图的另一个示例。
图36是示出图34中示出的触摸传感器的修改示例的图。
图37A和图37B是示出根据发明构思的另一示例性实施例构造的触摸传感器的图。
图38是示出根据发明构思的又一示例性实施例构造的触摸传感器的图。
图39是示出根据发明构思的又一示例性实施例构造的触摸传感器的图。
图40是示出根据发明构思的示例性实施例的集成触摸传感器的显示面板的图。
图41是示出根据发明构思的示例性实施例构造的集成触摸传感器的显示面板的图。
图42是示出根据发明构思的示例性实施例构造的集成触摸传感器的显示面板的图。
图43是示出根据发明构思的示例性实施例构造的集成触摸传感器的显示面板的图。
图44是示出根据发明构思的示例性实施例的集成触摸传感器的显示装置的图。
具体实施方式
为了说明的目的,在下面的描述中阐述了多个特定的细节以提供对各种示例性实施例的彻底理解。然而,明显的是,各种示例性实施例可以在没有这些特定细节或具有一个或更多个等同布置的情况下实施。在其它实例中,为了避免不必要地模糊各种示例性实施例,以框图的形式示出了公知的结构和装置。
除非另有说明,否则示出的示例性实施例将被理解为提供各种示例性实施例的不同细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则在不脱离公开的示例实施例的情况下,特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和或各种图示的方面可以被另外组合、分开、互换和/或重新布置。此外,在附图中,为了清晰和描述的目的,可以夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。除非说明,否则工艺不限于如描述的顺序。例如,例如,可以以如描述的顺序、基本同时地或者以与描述的相反的顺序执行两个连续描述的工艺,执行。此外,同样的附图标记表示同样的元件。
当元件或层被称作“在”另一元件或层“之上”、“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、连接或结合到所述另一元件或层,或者可以存在中间元件或层。然而,当元件或层被称作“直接在”另一元件或层“之上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时,不存在中间元件或层。此外,x轴、y轴和z轴不限于直角坐标系的三个轴,并可以以更广泛的意义来解释。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”以及“从X、Y和Z组成的组中选择的至少一个”可被解释为只有X、只有Y、只有Z、或者X、Y和Z中的两个或多个的任意组合,诸如,以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如这里使用的,术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任意和所有组合。
尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此,在不脱离发明构思的教导的情况下,下面讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层和/或第二部分。
为了便于描述,在这里可使用空间相对术语,诸如“在…下面”、“在…下方”、“下部的”、“在…上方”、“上部的”等,从而来描述如附图中示出的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。空间相对术语意在包含装置在使用、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,如果附图中的装置被翻转,则描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此,示例性术语“在…下方”可包括“在…上方”和“在…下方”两种方位。此外,所述装置可被另外定位(例如,旋转90度或者在其它方位),如此,相应地解释这里使用的空间相对描述符。
在这里使用的术语仅出于描述具体实施例的目的,并非意图限制。如这里所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式的“一个/种”和“该/所述”也意图包括复数形式。此外,当术语“包含”、“包括”和/或它们的变型用于本说明书中时,说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组,但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
在这里参照剖视图来描述各种示例性实施例,剖视图是理想示例性实施例和/或中间结构的示意图。这样,将预计例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此,这里描述的示例性实施例不应被解释为限制于区域的具体示出的形状,而将包括例如由制造产生的形状的偏差。例如,示出为矩形的注入区域在其边缘处通常具有圆形或弯曲特性和/或注入浓度的梯度,而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地,通过注入形成的埋区可以导致在埋区和通过其发生注入的面之间的区域中的一些注入。因此,在附图中示出的区域实际上是示意性的,所述区域的形状不意图示出装置的区域的实际形状,也不是意图限制。
除非另有定义,否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非这里明确这样定义,否则术语(诸如在常用词典中定义的术语)应被解释为具有与所述术语在相关领域的上下文中的含义一致的含义,而不应理想化或过于形式地被理解。
图1示出了根据发明构思的示例性实施例构造的传感器的图。
参照图1,根据发明构思的一个示例性实施例的传感器100可以包括第一导体110、第二导体120和可变电阻元件130。
第一导体110和第二导体120可以彼此间隔开。
此外,单独的组成元件可以位于第一导体110与第二导体120之间。
第一导体110和第二导体120包括导电材料。导电材料可以包括金属或其合金。金属可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)或铂(Pt)。
第一导体110和第二导体120可以由透明导电材料形成。透明导电材料可以包括银纳米线(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)、碳纳米管或石墨烯。第一导体110和第二导体120可以由单层或多层形成,例如,材料之中的两种或更多种材料堆叠的多层。
第一导体110和第二导体120在附图中以板状示出,但是不限于此,可以具有各种形状。
此外,第二导体120可以由与第一导体110的材料相同的材料或不同的材料形成。
可变电阻元件130可以连接到第一导体110。例如,可变电阻元件130可以设置在第一导体110的上表面111上。
图1示出了一个可变电阻元件130连接到第一导体110的情况,但是多个可变电阻元件130也可以连接到第一导体110。
此外,可变电阻元件130是具有根据元件的变化或变型的程度而改变的电特性的组成元件,其电阻可以响应于从外面施加的压力或力而改变。
例如,随着施加到可变电阻元件130的压力增大,可变电阻元件130的电阻可以减小。可选择地,随着施加到可变电阻元件130的压力增大,可变电阻元件130的电阻可以增大。
可变电阻元件130可以包括电阻根据压力而改变的材料。例如,可变电阻元件130可以包括被称为力敏材料或力敏电阻器的材料。
可变电阻元件130可以包括纳米颗粒。纳米颗粒可以处于纳米管、纳米柱、纳米棒、纳米孔、纳米线等的形式。纳米颗粒可以包括碳、石墨、类金属、金属、类金属或金属的导电氧化物以及类金属或金属的导电氮化物的颗粒,或者包括在绝缘珠上涂覆颗粒的核壳(core shell)结构中的颗粒或它们的组合。类金属可以包括锑(Sb)、锗(Ge)和砷(As)中的任意一种或其合金。金属可以包括锌(Zn)、铝(Al)、钪(Sc)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铟(In)、锡(Sn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、锶(Sr)、钨(W)、镉(Cd)、钽(Ta)、钛(Ti)或其合金。导电氧化物可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、掺铝氧化锌(AZO)、氧化镓铟锌(GIZO)、氧化锌(ZnO)或其混合物。
纳米颗粒可以是碳纳米管和银纳米线中的任意一者,但是不限于此。
此外,可变电阻元件130的形状不限于图1中示出的形状,并且可以不同地改变。
图2A和图2B是用于描述图1中示出的传感器的操作的图。具体地,图2A示出了不向传感器100施加压力F(参见图2B)的状态,图2B示出了向传感器100施加压力F的状态。
参照图2A,当不向传感器100施加压力F时,第一电容C1形成在第一导体110和第二导体120之间,可变电阻元件130可以具有第一电阻R1。
参照图2B,当根据用户等的触摸向传感器100施加压力F时,第一导体110和第二导体120之间的距离改变,因此,第一导体110与第二导体120之间的电容可以改变。例如,第一电容C1可以通过施加的压力F而改变为第二电容C2。
此外,当向传感器100施加压力F时,可变电阻元件130的形式改变,因此可变电阻元件130的电阻可以改变。例如,第一电阻R1可以通过施加的压力F而改变为第二电阻R2。
结果,第一导体110和第二导体120的互电容以及可变电阻元件130的电阻可以响应于从外部施加的压力F而改变。
因此,通过使用传感器100中产生的电容的量的改变或变化以及电阻的量的改变或变化,能够检测压力F的强度等。
施加到传感器100的压力F可以通过用户的触摸而产生,但是不限于此,可以通过其它各种方式来产生。
通常,仅检测电容的变化会具有它易受表面噪声(例如,由湿气引起的噪声)而损坏的缺点,仅检测电阻的改变会具有它易受温度变化而损坏以及它不能检测悬停式触摸的缺点,其中,悬停式触摸被定义为通过很少或没有直接物理接触(“悬停(hover)”)而创建的触摸。
然而,通过如上所述组合第一导体110和可变电阻元件130的混合结构,能够检测电容的变化和电阻的变化两者,使得可以克服两类检测方案的缺点。
即,检测电容的变化可以在具有噪声(诸如,在水下、存在过量湿气以及存在外来物质)的环境下可靠地操作,并且仍然可以检测所有的输入方案(手指、触笔、在用户戴手套的状态下的触摸以及悬停)。
图3是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括传感器控制器的传感器的图。
参照图3,传感器100还可以包括传感器控制器135。
传感器控制器135可以通过感测存在于第一导体110与第二导体120之间的电容的变化ΔC以及可变电阻元件130的电阻的变化ΔR来检测施加到传感器100的压力。
此外,当传感器100中包括多个可变电阻元件130时,传感器控制器135也可以通过压力的检测来感测定位(触摸位置)。
传感器控制器135可以与第一导体110和可变电阻元件130连接。
传感器控制器135可以通过感测流到第一导体110的电流的变化来检测电容的变化ΔC,并且通过感测可变电阻元件130的电压来检测电阻的变化ΔR。
检测电容的变化ΔC和电阻的变化ΔR的方法可以不同。例如,传感器控制器135也可以与第二导体120连接而不与第一导体110连接,传感器控制器135与可变电阻元件130的连接可以根据驱动方法而省略。
此外,传感器控制器135可以连接到第一导体110和第二导体120两者,使得能够检测电容的变化ΔC和电阻的变化ΔR。
图4和图5是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括缓冲构件的传感器的图。
参照图4,传感器100还可以包括缓冲构件140。
缓冲构件140可以位于第一导体110和第二导体120之间。因此,缓冲构件140可以接触第一导体110和第二导体120。
缓冲构件140可以用于减轻来自外部的冲击,因此,缓冲构件140可以具有弹力。例如,缓冲构件140可以通过来自外部的压力而变形,并且可以具有弹力,当来自外部的压力被去除时,缓冲构件140可以通过该弹力恢复原状至原始状态。
此外,缓冲构件140可以具有绝缘性质,以防止第一导体110和第二导体120之间的电短路。
缓冲构件140可以包括多孔聚合物以具有弹力。例如,缓冲构件140可以以诸如海绵的泡沫体的形式来设置。
缓冲构件140可以包括热塑性弹性体,例如,聚苯乙烯、聚烯烃、聚氨酯热塑性弹性体、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯、聚异丁烯、[聚(苯乙烯-丁二烯苯乙烯)]、聚氯丁烯、聚乙烯、硅树脂或其组合,但是不限于此。
参照图5,缓冲构件140可以包括多个子缓冲构件141。
子缓冲构件141可以彼此间隔开,并且可以具有各种形状。
例如,多个子缓冲构件141中的每个可以具有向一侧突出的形状。即,如图5中所示,多个子缓冲构件141中的每个可以具有从第一导体110向第二导体120突出的形状。
图6是示出根据发明构思的另一示例性实施例构造的传感器的图。
参照图6,在根据本示例性实施例的传感器100中,可变电阻元件130可以位于第一导体110的下表面112上。
即,可变电阻元件130并不如图1中所示的位于第一导体110的上表面111上,而是可变电阻元件130可以位于第一导体110的下表面112上。
虽然图6示出了一个可变电阻元件130连接到第一导体110的实施例,但是也可以使用多个可变电阻元件130连接到第一导体110的情况的实施例。
尽管未分别示出,但是多个可变电阻元件130也可以设置在第一导体110的上表面111和下表面112两者上。例如,可变电阻元件130中的一些可以位于第一导体110的上表面111上,剩余的可变电阻元件130可以位于第一导体110的下表面112上。
图7A和图7B是示出根据发明构思的又一示例性实施例的传感器的图。
参照图7A,在传感器100中,可变电阻元件130的至少一部分可以位于与第一导体110的层相同的层上。
第一导体110可以包括开口区域113,可变电阻元件130的至少一部分可以位于开口区域113中。
参照图7B,在传感器100中,覆盖可变电阻元件130的覆盖部114可以设置在可变电阻元件130上。覆盖部114可以包括光学透明树脂(OCR)或光学透明粘合剂(OCA)。当覆盖部114用作OCA时,覆盖部114可以容易地粘附到其它组成元件。覆盖部114可以具有柔性和弹性,因此覆盖部114的局部形状可以根据触摸而变形,然后可以被容易地恢复。
当覆盖部114包括OCR或OCA时,容易实现根据发明构思的透明触摸传感器。
图7B示出了覆盖部114仅形成在与可变电阻元件130对应的区域中的情况,但是不限于此。例如,覆盖部114也可以覆盖传感器100的大部分或者传感器100的整个外表面。
图7A和图7B示出了一个可变电阻元件130连接到第一导体110的实施例,但是其它实施例可以具有连接到第一导体110的多个可变电阻元件130。
图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G是示出在根据发明构思的示例性实施例构造的基底上的可变电阻元件的设置的图。具体地,图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G示出了多个可变电阻元件130设置在第一导体110中或上的情况。
可以根据传感器的尺寸或用户的触摸的形式在各个位置处和/或以每单位区域的密度来布置可变电阻元件130。例如,当存在主要产生触摸的区域和不频繁地产生触摸的区域时,为了提高主要产生触摸的区域的触摸灵敏度,许多可变电阻元件130可以设置在主要产生触摸的区域中,较少量的可变电阻元件130可以设置在不频繁地产生触摸的区域中。此外,在产生强触摸的区域中,考虑到能够利用少量的可变电阻元件130来检测触摸的情况,可以设置比产生弱触摸的区域中的可变电阻元件130的数量少的数量的可变电阻元件130。此外,当传感器应用于另一个电子装置(诸如显示装置)时,可变电阻元件130可以根据与另一个电子装置的组合而设置在各种位置处和/或以每单位区域的密度来设置。显示装置可以提供显示图像的区域以及不显示图像的区域,使得可变电阻元件130可以设置在不显示图像的区域中,可以在显示图像的区域中设置少量的可变电阻元件130或者不设置可变电阻元件130。此外,可变电阻元件130可以相对于显示图像的区域而设置在各种位置处和/或以各种密度来设置。
参照图8A和图8B,可变电阻元件130可以沿着第一导体110的边缘设置。
此外,参照图8C,可变电阻元件130可以沿着规则的间隔而设置在第一导体110中或上。例如,可变电阻元件130可以均匀地设置,使得可变电阻元件130之间的距离相同。
参照图8D,可变电阻元件130可以以不规则的间隔来设置。例如,可变电阻元件130可以随机地设置。
参照图8E,可变电阻元件130可以设置在第一导体110中或上,以具有根据位置而不同的密度。例如,可以远离第一导体110的中心而密集地设置可变电阻元件130。可选择地,可变电阻元件130可以密集的设置为变得靠近第一导体110的中心。
参照图8F,可变电阻元件130可以沿着曲线路径Pc而设置在第一导体110中或上。
图8F示出了曲线路径Pc为螺旋形的示例,但是曲线路径Pc的形式可以不同地改变。
参照图8G,可变电阻元件130可以根据其位置而具有不同的尺寸。例如,当可变电阻元件130远离第一导体110的中心时,可以增大可变电阻元件130的尺寸。
图9是示出根据发明构思的示例性实施例构造的第一导体的图。
参照图9,第一导体110可以具有网状结构。例如,第一导体110可以包括形成多个开口116的多条金属线115。在这种情况下,开口116的尺寸可以根据开口116的位置而不同。
例如,开口116可以包括第一开口116a和第二开口116b,第二开口116b被设置得比第一开口116a远离第一导体110的中心。在这种情况下,第二开口116b的尺寸可以设定为小于第一开口116a的尺寸。
图10A、图10B、图10C是包括图9中示出的第一导体的传感器的图。
参照图10A,可变电阻元件130可以位于包括在第一导体110中的金属线115的上表面117上。
此外,参照图10B,可变电阻元件130可以位于包括在第一导体110中的金属线115的下表面118上。
当传感器100包括多个可变电阻元件130时,可变电阻元件130也可以设置在金属线115的上表面117和下表面118两者上。
参照图10C,可变电阻元件130的至少一部分可以位于与包括在第一导体110中的金属线115的层相同的层上。
例如,金属线115可以包括彼此间隔开的第一金属线115a和第二金属线115b。
在这种情况下,可变电阻元件130可以连接在第一金属线115a与第二金属线115b之间。
即,切割区域119可以存在于第一金属线115a与第二金属线115b之间,可变电阻元件130可以位于切割区域119中并且可以与第一金属线115a和第二金属线115b连接。
图10A、图10B和图10C示出了一个可变电阻元件130连接到金属线115的实施例,但是实施例可以包括连接到金属线115的多个可变电阻元件130。
尽管未分别示出,但是多个可变电阻元件130也可以设置在金属线115的上表面117和下表面118两者上。
图10A至图10C的第二导体120和缓冲构件140可以基本类似于上述示例性实施例的第二导体120和缓冲构件140,所以这里不需要重复它们的描述。
图11A和图11B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括子缓冲构件的传感器的图。具体地,图11A示出了缓冲构件140与图10B相比包括多个子缓冲构件141的情况,图11B示出了缓冲构件140与图10C相比包括多个子缓冲构件141的情况。
参照图11A,多个可变电阻元件130可以位于包括在第一导体110中的金属线115的下表面118上。
缓冲构件140可以包括彼此分开的多个子缓冲构件141。
在这种情况下,多个子缓冲构件141可以位于可变电阻元件130与第二导体120之间。在这种情况下,多个子缓冲构件141可以与可变电阻元件130和第二导体120接触。
此外,多个子缓冲构件141可以以分别覆盖可变电阻元件130的形式来设置,因此,可变电阻元件130可以分别包括在子缓冲构件141中。
参照图11B,多个可变电阻元件130可以分别位于包括在第一导体110中的金属线115的切割区域119处。
缓冲构件140可以包括彼此分开的多个子缓冲构件141,并且可以以与图11A相关的示例性实施例的形式相同的形式来设置。
图12A是示出根据发明构思的示例性实施例构造的触摸传感器的图。图12B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括传感器控制器的触摸传感器的图。
参照图12A,触摸传感器105可以包括第一传感器150和第二传感器100。
第一传感器150可以感测输入到触摸传感器105中的触摸的位置(定位)。
例如,第一传感器150可以是电容根据触摸输入而改变的电容传感器。
此外,第一传感器150可以以各种类型的传感器来实现,诸如电阻型、红外光束型、表面声波型、积分应变计型和压电型。
第一传感器150和第二传感器100可以彼此叠置地设置。例如,如图12A中所示,第二传感器100可以附于第一传感器150的下侧。
可选择地,第二传感器100可以位于第一传感器150的上侧,单独的组成元件可以位于第一传感器150与第二传感器100之间。
第二传感器100可以感测输入到触摸传感器105中的触摸的压力。
第二传感器100可以以参照图1至图11B描述的传感器100的形式来实现,相同的元件被分配相同的附图标记。因此,第二传感器100的详细描述是不必要的。
参照图12B,触摸传感器105还可以包括传感器控制器135。
传感器控制器135可以控制第一传感器150和第二传感器100的操作。
例如,传感器控制器135可以根据触摸输入通过感测在第一传感器150中产生的电容的变化来检测触摸位置。
此外,传感器控制器135可以通过参照图3描述的方法来控制第二传感器100。
触摸传感器105可以应用于各种电子装置。例如,电子装置可以包括计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、音乐播放器、导航系统、数字照相机、互联网终端、全球定位系统(GPS)接收器、远程控制器等。
图13是示出示例性自电容第一传感器的图。
参照图13,第一传感器150可以是自电容第一传感器。
此外,第一传感器150可以包括多个触摸电极152和布线153。
触摸电极152可以位于基底151上,并且可以包括导电材料。例如,作为导电材料,可以使用金属、金属的合金、导电聚合物、导电金属氧化物等。金属可以包括铜、银、金、铂、钯、镍、锡、铝、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑或铅。导电聚合物可以包括聚噻吩化合物(例如,聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸聚合物(PEDOT:PSS)化合物)、聚吡咯化合物、聚苯胺化合物、聚乙炔化合物、聚苯醚化合物或它们的共混物。导电金属氧化物可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnO)或氧化锡(SnO2)。触摸电极152可以由单层或多层形成。
基底151可以由诸如玻璃和树脂的绝缘材料形成。此外,基底151可以由具有柔性的材料形成以弯曲或折叠,并且可以具有多层结构或单层结构。
例如,基底151可以包括聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三醋酸纤维素和醋酸丙酸纤维素中的至少一者。
然而,基底151的材料可以不同地改变,并且可以由玻璃纤维增强塑料(FRP)等形成。
基底151可以由单独的基底或者包括在显示装置中的各种组成元件来形成。例如,基底151可以是用于显示装置中的包封基底或包封层。
布线153可以连接在触摸电极152和焊盘154之间。此外,布线153可以通过焊盘154与传感器控制器135连接。
例如,焊盘154可以通过单独的布线、柔性印刷电路板、载带封装、连接器或覆晶薄膜与传感器控制器135连接。
当将触摸输入到第一传感器150时,改变了与触摸相关的触摸电极152的自电容,使得传感器控制器135可以通过使用从触摸电极152输出的信号来检测发生触摸的位置(定位)。
图14是示出示例性互电容第一传感器的图。
参照图14,第一传感器150可以是互电容传感器。
此外,第一传感器150可以包括第一触摸电极156、第二触摸电极157和布线158。
多个第一触摸电极156可以在第一方向上延长并且在与第一方向交叉的第二方向上布置。
第二触摸电极157与第一触摸电极156间隔开,使得第二触摸电极157可以与第一触摸电极156一起作为互电容传感器来被操作。
为此,可以设置第二触摸电极157以与第一触摸电极156交叉。
例如,多个第二触摸电极157可以在第二方向上延长并且在第一方向上布置。第一方向和第二方向可以彼此垂直。
根据第一触摸电极156和第二触摸电极157的设置,形成了第一触摸电极156与第二触摸电极157之间的互电容,当触摸输入到第一传感器150时,与触摸相关的互电容改变。
为了防止第一触摸电极156与第二触摸电极157之间的接触,可以在第一触摸电极156与第二触摸电极157之间形成绝缘层(未示出)。
绝缘层可以完全形成在第一触摸电极156与第二触摸电极157之间,或者可以局部地形成在第一触摸电极156与第二触摸电极157的交叉区域中。
第一触摸电极156和第二触摸电极157可以由透明导电材料形成,但是可以由其它导电材料形成,诸如不透明金属。
例如,第一触摸电极156和第二触摸电极157可以由与上述触摸电极152的材料相同的材料形成。
在图14中,示出了第一触摸电极156和第二触摸电极157具有条形,但是第一触摸电极156和第二触摸电极157的形状可以不同地改变。
此外,第一触摸电极156和第二触摸电极157可以具有网状结构以具有柔性。
布线158可以连接在第一触摸电极156与焊盘159之间。此外,布线158可以通过焊盘159而与传感器控制器135连接。
例如,焊盘159可以通过单独的布线、柔性印刷电路板、载带封装、连接器或覆晶薄膜与传感器控制器135连接。
第一触摸电极156可以从传感器控制器135接收驱动信号,第二触摸电极157可以将反应电容的感测信号输出到传感器控制器135。
因此,传感器控制器135可以通过使用从第二触摸电极157输出的感测信号来检测触摸位置。
图15A是示出根据发明构思的示例性实施例的显示装置的图。图15B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的包括传感器控制器和显示驱动器的显示装置的图。
参照图15A,显示装置10可以包括第一传感器150、第二传感器100和显示面板160。
第一传感器150可以感测输入到显示装置10中的触摸的位置(定位)。第一传感器150可以实现为参照图12A、图12B、图13和图14描述的第一传感器150,相同的元件被分配相同的附图标记。因此,第一传感器150的详细描述是不必要的。
第二传感器100可以感测输入到显示装置10中的触摸的压力。第二传感器100可以以参照图1、图2A、图2B、图3、图4、图5、图6、图7A、图7B、图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图9、图10A、图10B、图10C、图11A和图11B描述的传感器100来实现,相同的元件被分配相同的附图标记。因此,第二传感器100的详细描述是不必要的。在这种情况下,第一传感器150和第二传感器100可以位于显示面板160的内部或周围区域。
显示面板160可以包括多个像素,并且将预定图像提供给用户。
此外,显示面板160可以与第一传感器150和第二传感器100叠置地设置。例如,显示面板160可以位于第一传感器150与第二传感器100之间。
显示面板160可以在至少一个表面上显示图像。显示图像的表面可以是没有曲率的平坦表面,或者具有预定曲率的弯曲表面。可选择地,显示图像的表面可以是基本平坦的,但是可弯曲或可卷曲至非平坦状态。
显示面板160可以显示任意类型的图像,并且可以是有机发光显示面板、液晶面板、电泳显示面板、电润湿显示面板、微机电系统(MEMS)显示面板、或其它类型的显示器。
当在平面中观察时,第一传感器150的至少一部分可以与显示面板160叠置。第一传感器150也可以与显示图像的显示面板160的整个区域基本叠置。
第二传感器100的至少一部分可以与显示面板160叠置。第一传感器150也可以与显示图像的区域的部分叠置,或者可以与除了显示图像的区域之外的剩余区域的部分叠置。
第一传感器150和第二传感器100中的每个的至少一部分可以是透明的或不透明的。第一传感器150和第二传感器100的透明度可以根据第一传感器150和第二传感器100的设置位置而不同地设定。例如,当第一传感器150和/或第二传感器100与显示面板160上显示图像的整个区域叠置时,第一传感器150和/或第二传感器100的至少一部分可以透明地设置,使得图像穿过其中。当第一传感器150和/或第二传感器100与显示面板160上不显示图像的区域叠置时,第一传感器150和/或第二传感器100不需要为基本上透明的并且可以不透明地设置。在另一个示例性实施例中,当显示面板160通过两个表面显示图像时,设置在显示图像的区域中的第一传感器150和第二传感器100的至少一部分可以透明地设置。
参照图15B,显示装置10还可以包括传感器控制器135和显示驱动器136。
传感器控制器135可以控制第一传感器150和第二传感器100的操作。
已经描述了传感器控制器135,使得其描述是不必要的。
显示驱动器136可以通过将图像驱动信号提供给显示面板160来控制显示面板160的图像显示操作。
为此,显示驱动器136可以通过使用从外部提供的图像数据和控制信号,来产生图像驱动信号。
例如,显示驱动器136可以从主机(未示出)接收图像数据和控制信号,控制信号可以包括垂直同步信号、水平同步信号、主时钟信号等。
此外,图像驱动信号可以包括扫描信号、通过使用图像数据DATA产生的数据信号等。
传感器控制器135和显示驱动器136可以组合为一个结构。例如,传感器控制器135和显示驱动器136可以以一个集成电路(IC)来实现。
显示装置10可以是柔性的或刚性的。对于柔性显示装置10,包括在显示装置10中的组成元件(诸如显示面板160或第一传感器150和第二传感器100)也可以单独具有柔性。例如,显示装置10可以根据柔性的程度而包括具有柔性的柔性区域和/或不具有柔性的刚性区域。当显示装置10具有柔性时,显示装置10可以是可折叠的,当假设折叠显示装置10的线是折叠线时,折叠线可以设置在柔性区域内。
这里,术语“可折叠的”意味着形式为不固定的,而是从原始形式至另一形式为可变形的,并且包括显示装置10沿着一条或更多条特定线(即,折叠线)是可折叠的或可弯曲的情况,并且可以以曲线形式弯曲或以卷筒形状卷曲。因此,显示装置10在柔性区域中具有柔性,但是可以不被折叠或者实际上可以被折叠。
这里,关于柔性区域和刚性区域,术语“具有柔性”或“不具有柔性”、以及“柔性”或“刚性”是相对地表示显示装置10的性质术语。即,表述“不具有柔性”和“刚性”包括区域具有柔性但是具有比柔性区域低的柔性的情况,以及区域不具有柔性且基本为硬的情况。因此,刚性区域具有比柔性区域相对低的柔性或者不具有柔性,甚至在柔性区域被折叠的条件下,刚性区域可以不被折叠。
折叠线、柔性区域或刚性区域可以不同地改变。例如,显示装置10可以具有刚性区域和柔性区域两者,但是可以仅具有柔性区域而不具有刚性区域。此外,可以提供单条或多条折叠线。此外,在这种情况下,折叠线可以根据需要设置在各种位置,整个折叠线也可以以卷筒型被卷曲。
图16是示出根据发明构思的示例性实施例构造的显示面板的图。
参照图16,显示面板160可以包括第一基底161、像素162和绝缘层163。
多个像素162可以位于第一基底161上。此外,绝缘层163可以位于像素162和第一基底161上。
例如,基底161可以由绝缘材料形成,诸如玻璃和树脂。此外,基底161可以由具有柔性的材料形成以弯曲或折叠,并且可以具有多层结构或单层结构。
基底161可以包括聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三醋酸纤维素和醋酸丙酸纤维素中的至少一者。
然而,基底161的材料可以不同地改变,并且可以由玻璃纤维增强塑料(FRP)等形成。
像素162可以在显示驱动器136的控制下发光,并且可以被绝缘层163保护。
绝缘层163可以防止湿气、氧气等渗入像素162,并且可以是包封基底或包封层。
在这种情况下,绝缘层163可以包括玻璃、有机材料和无机材料中的至少一者,并且可以具有多层结构或单层结构。
绝缘层163可以具有包括一个或多个有机层以及一个或多个无机层的多层结构。
有机材料的材料可以是诸如丙烯酸纤维、聚酰亚胺和聚四氟乙烯的氟类碳化合物以及诸如聚环氧树脂和苯并环丁烯的有机绝缘材料,无机材料的材料可以包括聚硅氧烷、氮化硅、氧化硅以及包括氧化铝的无机绝缘材料。
如图15A所示,当第一传感器150位于显示面板160上时,包括在第一传感器150中的组成元件(例如,触摸电极152、156和157)以及布线153和158可以直接位于绝缘层163上,使得第一传感器150和显示面板160可以集成。
因此,能够去除不必要的基底或层,从而减少显示装置10的厚度和制造成本。
图17是根据发明构思的示例性实施例构造的显示装置的框图。
参照图17,显示装置10可以包括第一传感器150、显示面板160和容纳第二传感器100的支架171。
第一传感器150、显示面板160、第二传感器100等可以被容纳在支架171内部。
在图17中,第一传感器150、显示面板160、第二传感器100可以以与图15A的顺序相同的顺序来堆叠,但是堆叠次序可以不同地改变,这将在下面描述。
此外,显示装置10还可以包括窗172。
在这种情况下,偏振板173可以位于窗172的下侧处,第一附着构件174可以位于窗172与偏振板173之间。然而,偏振板173可以根据需要而被省略。
此外,窗172可以通过第二附着构件175而与支架171组合。
第一附着构件174和第二附着构件175可以由光学透明粘合剂、其它树脂、胶带等实现。
图18是根据发明构思的另一实施例构造的显示装置的框图。
参照图18,在第二传感器100中,支架171的一部分可以用作第二导体120。
为此,支架171可以包括具有导电性的材料。具体地,位于第一导体110的下侧处的支架171的一部分具有导电性,相应的该部分可以用作第二导体120。
根据上述结构,可以去除重复的构造,从而减小显示装置10的厚度和制造成本。
其它组成元件的描述基本与图17的描述相同,所以重复的描述是不必要的。
当支架171由导体形成时,第二传感器100的位置可以更不同地改变。
例如,第二传感器100可以位于不与显示面板160叠置的位置处。即,第二传感器100可以设置在支架171的不与显示面板160叠置的边缘区域(例如,设置第二附着构件175的位置)处。
图19和图20是示出第一传感器、显示面板和第二传感器的结构的各种设置的图。
参照图19,第一传感器150和第二传感器100可以位于显示面板160的上侧处。
图19示出了第一传感器150可以位于第二传感器100的上侧处的情况,但是第一传感器150和第二传感器100的位置可以彼此改变。
当显示面板160在设置第一传感器150和第二传感器100的方向上显示图像时,第一传感器150和第二传感器100可以是透明的,使得图像可以穿过。
当显示面板160在未设置第一传感器150和第二传感器100的方向上显示图像时,第一传感器150和第二传感器100可以是不透明的。
参照图20,第一传感器150和第二传感器100可以位于显示面板160的下面。
图20示出了第一传感器150位于第二传感器100的上侧处的情况,但是第一传感器150和第二传感器100的位置可以彼此改变。
图21是示出根据发明构思的另一示例性实施例的显示面板的图。
参照图21,显示面板160可以包括第一基底161和第二基底164。
第二基底164可以由诸如树脂的绝缘材料形成。此外,第二基底164可以由具有柔性的材料形成以弯曲或折叠,并且可以具有多层结构或单层结构。
例如,第二基底164可以包括聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三醋酸纤维素和醋酸丙酸纤维素中的至少一者。
然而,第二基底164的材料可以不同地改变,并且可以由玻璃纤维增强塑料(FRP)等形成。
具体地,第一基底161和第二基底164可以由具有柔性的材料形成,诸如聚酰亚胺。
多个像素162可以位于第一基底161上,第二基底164可以位于第一基底161的下面。
其它组成元件的描述基本类似于图16的描述,使得重复的描述是不必要的。
图22是示出在图21中示出的显示面板内设置第二传感器的图。
当显示面板160包括多个基底161和164时,第二传感器100可以位于基底161与164之间,因此可以位于显示面板160内。
即,包括在第二传感器100中的组成元件中的一些(例如,第二导体120)可以直接位于第二基底164上,使得第二传感器100和显示面板160可以集成。
因此,能够去除不必要的基底或层,从而减小显示装置10的厚度和制造成本。
图23是示出根据发明构思的另一示例性实施例构造的传感器的图。
在以下的示例性实施例中,为了避免重复的描述,将主要描述与上述示例性实施例的部分不同的部分。此外,在以下的示例性实施例中,相同/类似的组成元件被分配相同/类似的附图标记并且被描述,未描述的部分通常跟随上述示例性实施例。
参照图23,传感器200包括第一导体210、第二导体220以及设置在第一导体210和第二导体220之间的可变电阻元件230。
第一导体210可以包括导电材料。导电材料可以包括金属或其合金。金属可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)或铂(Pt)。第一导体210可以由透明导电材料形成。透明导电材料可以包括银纳米线(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)、碳纳米管或石墨烯。第一导体210可以由单层或多层(例如,材料之中的两种或多种材料堆叠的多层)形成。
第一导体210在附图中以板状示出,但是不限于此,可以被修改为各种形状。例如,第一导体210可以是连接的条纹形状。
尽管未示出,还可以提供用于支撑第一导体210的绝缘基底。第一导体210可以埋置在基底的上表面中。基底可以具有柔性,或者可以不具有柔性,并且可以包括基底的材料的任意一种。
基底可以透明或半透明地被实现,使得确保预定的透明度或更大的透明度,或者也可以根据相对于显示面板等的设置结构等而不透明地被实现。
第二导体220可以与第一导体210间隔开,并且可以包括导电材料。导电材料可以从第一导体210的材料中选择,并且可以由与第一导体210的材料相同的材料或者与第一导体210的材料不同的材料形成。
第二导体220也可以在附图中以板状示出,但是不限于此,并且可以修改为各种形状。例如,第二导体220可以具有彼此连接并且与第一导体210交叉的拉长的形状。
尽管未示出,还可以提供用于支撑第二导体220的绝缘基底。第二导体220可以位于基底的上表面中。支撑第二导体220的基底的材料可以从支撑第一导体210的基底的材料中选择,并且可以由与支撑第一导体210的基底的材料相同的材料或者与支撑第一导体210的基底的材料不同的材料形成。
可变电阻元件230设置在第一导体210与第二导体220之间。可变电阻元件230可以是电特性可以根据变形的程度而改变的组成元件。可变电阻元件230可以包括在第一导体210与第二导体220之间电阻可以根据来自外部的压力而改变的材料。
可变电阻元件230可以包括具有弹力的基质231以及提供给基质的导电纳米颗粒232。
基质231的一个表面可以与第一导体210接触,面对所述一个表面的另一个表面可以与第二导体220接触。基质231可以具有绝缘性质,以防止第一导体210和第二导体220之间的电短路。
基质231可以通过来自外部的压力(例如,由用户的手或触笔的压力)而变形,当来自外部的压力被去除时,基质231具有弹力,通过弹力基质231可以恢复至原始状态。基质231可以设置有多孔聚合物以具有弹力。基质231可以以诸如海绵的泡沫体的形式设置。
例如,基质231可以包括热塑性弹性体,例如,聚苯乙烯、聚烯烃、聚氨酯热塑性弹性体、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯、聚异丁烯、[聚(苯乙烯-丁二烯苯乙烯)]、聚氯丁烯、聚乙烯、硅树脂或其组合,但是不限于此。
可以利用纳米管、纳米柱、纳米棒、纳米孔、纳米线等来设置纳米颗粒232。纳米颗粒232可以包括碳、石墨、类金属、金属、类金属或金属的导电氧化物以及类金属或金属的导电氮化物,或者包括在绝缘珠上涂覆颗粒的核壳结构中的颗粒或它们的组合。类金属可以包括锑(Sb)、锗(Ge)和砷(As)中的任意一种或其合金。金属可以包括锌(Zn)、铝(Al)、钪(Sc)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铟(In)、锡(Sn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、锶(Sr)、钨(W)、镉(Cd)、钽(Ta)、钛(Ti)或其合金。导电氧化物可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、掺铝氧化锌(AZO)、氧化镓铟锌(GIZO)、氧化锌(ZnO)或其混合物。
在其示例性实施例中,纳米颗粒232可以是碳纳米管和银纳米线中的任意一种,但是不限于此。
在示例性实施例中,可变电阻元件230可以通过在基质的多孔表面上沉积纳米颗粒232的方法来提供,但是不限于此。
图24A和图24B是示出根据发明构思的示例性实施例构造的传感器的操作的图。图24A示出了当不从外部施加压力时的传感器,图24B示出了当从外部施加压力时的传感器。
参照图24A和图24B,第一导体210和第二导体220可以以板状设置。尽管未示出,但是当假设由第一导体210和第二导体220形成的平面平行于x轴与y轴交叉的x-y平面、且与x-y平面垂直的方向表示z轴时,产生用户的触摸的位置位于x-y平面上,该位置可以利用x轴坐标和y轴坐标来表示。z轴坐标可以根据触摸的压力F的强度而改变,因此,触摸的压力F的强度可以利用z轴坐标或者与z轴坐标相关的函数来表示。这里,压力F的强度不单表示仅与x-y平面垂直的压力的强度,也可以表示倾斜地施加到x-y平面的压力的强度。即,当压力F具有在z轴方向上的矢量时,可以利用z轴坐标的值来显示压力的强度。
在传感器200中,第一导体210和第二导体220可以利用置于第一导体210与第二导体220之间的可变电阻元件230而彼此间隔开第一距离。当通过触摸从外部向传感器200施加压力F时,与施加压力F的区域对应的第一导体210与第二导体220之间的距离可以通过压力F而减小,结果,第一导体210和第二导体220可以彼此间隔开比第一距离小的第二距离。
来自外部的压力F可以改变纳米颗粒232之间的距离。当纳米颗粒232之间的距离改变时,传感器200的电特性(例如,电阻)可以改变。即,当纳米颗粒232之间的距离改变时,电阻也可以改变。当不从外部施加压力F时的电阻被称为第一电阻R1,当从外部施加压力F时的电阻被称为第二电阻R2。当距离的变化为负时,电阻可以减小,使得电阻的变化也可以为负。电特性根据纳米颗粒232之间的距离的变化而变化也可以由纳米颗粒232之间的隧道效应引起,并且也可以由根据纳米颗粒232之间的直接接触的电传导效应引起。
第一导体210和第二导体220可以通过单独的布线而连接到传感器控制器235。传感器控制器235可以通过根据第一导体210与第二导体220之间距离的变化感测电阻变化ΔR来感测来自外部的压力F的强度。
传感器200可以同时或以特定的顺序或次序来感测电阻的变化和电容的变化。因此,能够在产生触摸时容易地感测触摸位置和压力的大小,也改善了对于位置的触摸感测的灵敏度。此外,由于传感器200能够一起检测电阻的变化和电容的变化,所以即使在电阻的变化或电容的变化中的仅一个变化被感测的情况下也能够感测触摸。例如,在存在很少或没有接触传感器的悬停的情况下,能够通过感测电容的变化来感测触摸。
来自外部的压力F可以改变第一导体210与第二导体220之间的距离。当第一导体210与第二导体220之间的距离改变时,传感器的电特性中的电容也可以改变。即,当假设在不从外部施加压力时的电容被称为第一电容C1并且当从外部施加压力时的电容被称为第二电容C2时,电容根据第一导体210与第二导体220之间的距离的变化而变化(例如,ΔC)。例如,当距离的变化为负时,电容也减小使得电容的变化可以是负的。
传感器控制器235可以通过根据第一导体210与第二导体220之间距离的变化感测电容变化来感测来自外部的压力F的强度。
在感测电容的变化中,传感器控制器235可以连接到第一导体210和第二导体220中的每个并且感测互电容。传感器控制器235也可以可选择地将参考电位施加到第二导体220,并且可以感测第一导体210的自电容。
传感器可以通过如上所述的同时地或顺序地感测电阻的变化和电容的变化而容易地获得关于来自外部的压力F的强度的信息。传感器200可以根据压力F的强度来不同地解释。例如,传感器200的传感器控制器235可以通过指定预定参考值并且将压力F的强度与预定参考值进行比较来控制根据压力F的信息的输入。例如,仅当压力F的强度等于或大于预定参考值时,传感器控制器235可以确定产生触摸,当压力F的强度小于预定参考值时,传感器控制器235可以确定未产生触摸。又例如,传感器控制器235也可以根据压力F的大小来不同地划分输入信息,当压力F的尺寸超过预定参考值时,传感器控制器235可以确定输入为诸如双击的输入,当压力F的大小等于或小于预定参考值时,传感器控制器235确定输入为诸如单击的输入。
可变电阻元件230可以以各种形状设置。图25是与图23的图示不同地形成可变电阻元件230的图。
图25是示出根据发明构思的另一示例性实施例的传感器的图。
参照图25,可变电阻元件230可以设置为第一导体210与第二导体220之间的区域的部分。即,可变电阻元件230可以设置在多个部分中,所述多个部分当平面中观察时彼此分隔开。可变电阻元件230可以具有各种横截面形状。在图25中,示出了可变电阻元件230的横截面具有半圆形状,但是不限于此,并且可以具有诸如包括梯形或矩形的多边形形状或半椭圆形形状的形状。当未设置可变电阻元件230时,除了可变电阻元件230之外的绝缘材料可以设置在第一导体210与第二导体220之间。空气、有机/无机绝缘层、上述缓冲构件等可以设置在第一导体210与第二导体220之间。
可变电阻元件230可以设置在传感器200中的各种位置处。当在平面上观察时,上述示例性实施例的图8A至图8F的可变电阻元件230的位置可以应用于本示例性实施例中,使得可以用本示例性实施例中的可变电阻元件230替换图8A、图8B、图8C、图8D、图8E和图8F中的可变电阻元件230。
除了感测来自外部的压力的强度的传感器之外,根据发明构思构造的传感器还可以包括用于感测触摸的位置的传感器,并且可以操作为触摸传感器205。
图26A是示出根据发明构思的示例性实施例构造的触摸传感器结构的图。图26B是图26A的触摸传感器的框图。在图26A和图26B中,为了便于描述,假设用于感测位置的传感器是第一传感器250,感测压力的强度的传感器是第二传感器200。
参照图26B,触摸传感器205可以包括第一传感器250、第二传感器200、以及与第一传感器250和第二传感器200连接的传感器控制器235。
第一传感器250可以感测产生用户的触摸的位置,第二传感器200可以感测施加压力的强度。因此,触摸传感器205可以根据用户的触摸来感测产生用户的触摸的位置和/或通过用户施加的触摸的压力的强度。
第一传感器250可以是感测用户的触摸位置的传感器,但是不被具体地限制。第一传感器250可以以各种类型来实现,诸如,电阻型、红外光束型、表面声波型、积分应变计型和压电型。
第一传感器250可以与上述示例性实施例的图13和图14中的每个中示出的第一传感器150基本相同。
第二传感器200可以感测用户触摸的压力的强度,并且可以与图23和图25的每个中示出的第二传感器200基本相同。
根据发明构思的示例性实施例的触摸传感器可以应用于各种电子装置,具体包括各种便携式电子装置。例如,电子装置可以包括计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、音乐播放器、导航系统、数字照相机、互联网终端、全球定位系统(GPS)接收器、远程控制器等。
电子装置可以包括用户接口,用户接口可以包括一个或更多个输入装置和输出预定信息的输出装置。触摸传感器可以被用作用户接口中的一个输入装置。输入装置除了传感器之外还可以以的各种形式来设置,诸如键盘、拨号盘、操纵杆、开关和麦克风,也可以与传感器一起使用。输出装置可以包括提供诸如图像和字符的可视信息的显示面板。
当在电子装置的接口之中的显示装置被用作输入装置和输出装置时,显示装置可以包括输入与触摸相关的信息的触摸传感器和显示图像的显示面板。
图27是示出根据发明构思的另一示例性实施例的显示装置的图。
参照图27,显示装置20可以包括显示面板260和设置在显示面板260的周围区域处的触摸传感器。
显示面板260可以在其至少一个表面上显示图像。显示图像的表面可以是没有曲率的平坦表面,或者具有预定曲率的弯曲表面。可选择地,显示图像的表面可以是基本平坦的,但是为可弯曲或可卷曲至非平坦构造。
显示面板260可以显示图像,但不被具体地限定。显示面板260可以是有机发光显示面板、液晶面板、电泳显示面板、电润湿显示面板和微机电系统(MEMS)显示面板。
显示面板260可以与图16中示出的显示面板160基本相同。
显示装置20可以包括感测触摸的产生位置的第一传感器250和感测来自外部的触摸的压力的强度的第二传感器200。第一传感器250和第二传感器200可以设置在显示面板260的周围区域处。
在显示面板260中,当假设显示图像的平面是前表面且与前表面相对的表面为后表面时,第一传感器250和第二传感器200中的一个可以设置在前表面和后表面中的一个表面处,并且第一传感器250和第二传感器200中的另一个可以设置在前表面和后表面中的另一个表面处。第一传感器250可以设置在显示面板260的前表面处,第二传感器200可以设置在显示面板260的后表面处。
当在平面中观察时,第一传感器250的至少一部分可以与显示面板260叠置。第二传感器200可以与显示图像的区域的部分叠置,或者可以与除了显示图像的区域之外的剩余区域的部分叠置。此外,在显示面板中,可以设置显示图像的一个或更多个区域。当设置显示图像的多个区域时,显示图像的区域可以被设置为来自于一个显示面板260或来自多个显示面板260。第一传感器250和第二传感器200的位置可以根据显示图像的区域而不同地改变。
第一传感器250和第二传感器200中的每个的至少部分可以是透明的或不透明的。
第一传感器250和第二传感器200的位置不限于此,还可以包括附加的组成元件或代替的组成元件。
图28、图29、图30、图31和图32是示出根据发明构思的示例性实施例构造的显示装置的图,其中,在所述显示装置中改变了触摸传感器的位置、增加了组成元件或者替换了组成元件的一部分。
图28、图29、图30、图31和图32分别对应于图17、图18、图19、图20和图22,并且在未描述的组成元件中的每个中,类似的附图标记表示类似的组成元件。在图30和图31中,除了第一传感器250和第二传感器200之外的剩余组成元件可以与图17、图18、图19、图20和图22中示出的相应组成元件基本相同,在图30和图31中,第一传感器250和第二传感器200可以利用图26中描述的第一传感器250和第二传感器200来替换。
尽管未示出,除了显示面板之外,触摸传感器也可以设置到附加的组成元件。例如,当另外提供显示器坐于其上的壳体时,触摸传感器的至少一部分可以设置在壳体上。具体地,触摸传感器的第一传感器可以设置在壳体的侧表面或后表面上,并且也可以设置在壳体的前表面上。
根据示例性实施例,发明构思的触摸传感器可以以不同于上述示例性实施例的各种形式来设置。具体地,触摸传感器中的可变电阻元件可以设置在与上述示例性实施例的位置不同的位置处。
图33是示出根据发明构思的示例性实施例构造的触摸传感器的图。
参照图33,触摸传感器300可以包括基底301以及形成在基底301上的第一触摸电极310和第二触摸电极320。在触摸传感器300中,可以设置与第一触摸电极310电连接的第一导线313,此外,可以设置与第二触摸电极320电连接的第二布线323。焊盘302可以连接到第一布线313和第二布线323的端部。在本示例性实施例中,焊盘302可以通过单独的导线、柔性印刷电路板、载带封装、连接器或覆晶薄膜来连接传感器控制器。
基底301可以具有柔性或者可以不具有柔性。基底301的材料可以从构造基底的材料中选择。
可选择地,基底301可以透明地或半透明地被实现,以确保预定的透明度,或者可以根据相对于显示面板等的设置结构等而不透明地实现。
为了与显示面板等分开地构造触摸传感器300,基底301可以被设置为单独的基底,或者为了提供集成触摸传感器的显示装置,基底301可以被构造显示面板或窗的基底之中的至少一个基底代替。
第一触摸电极310可以在第一方向(例如,X方向)上形成在基底301上。第一触摸电极310中的每个可以包括在X方向上布置在同一行中的多个第一感测单元311将在第一方向上布置在每一行中的第一感测单元311电连接的多个第一连接部312。
每个第一连接部312可以被构造为包括至少两个桥312a和312b。例如,由第一桥312a和第二桥312b形成的第一连接部312可以形成在两个相邻的第一感测单元311之间。
第一触摸电极310可以通过第一导线313分别连接到焊盘302。
第二触摸电极320可以在第二方向上(例如,Y方向)上形成在基底301上。每个第二触摸电极320可以包括在Y方向上布置在同一列中的多个第二感测单元321以及将在第二方向上布置在每一列中的第二感测单元321的电连接的多个第二连接部322。
第二连接部322可以在相应的列中与构造第二触摸电极320的第二感测单元321集成。然而,第二连接部322也可以改变为包括一个或更多个桥的结构。
第二触摸电极320可以通过第二导线323分别连接到焊盘302。
图33示出了均具有菱形的第一感测单元311和第二感测单元321,但是第一感测单元311和第二感测单元321的形状可以不同地改变。例如,第一感测单元311和第二感测单元321可以以圆形或圆的形状来实现。
尽管图33中未示出,用于使第一触摸电极310和第二触摸电极320绝缘的绝缘层可以插入在第一触摸电极310与第二触摸电极320之间的至少一个区域中,具体地,至少在第一触摸电极310与第二触摸电极320的交叉部分处。
第一触摸电极310可以分别从焊盘302接收驱动信号,第二触摸电极320可以分别通过焊盘302输出检测信号。在这种情况下,图33中示出的触摸传感器300可以以互电容式来被驱动。
在图33中,第一触摸电极310和第二触摸电极320被示出为分别沿X方向和Y方向设置,但是这不是必需的。例如,第一触摸电极310和/或第二触摸电极320也可以沿除了第一方向和第二方向之外的其它方向设置,例如,倾斜方向。
在触摸传感器300中,构造触摸传感器300的元件中的至少一些可以用作上述可变电阻元件。
因此,能够根据触摸输入感测来自外部的触摸压力并且感测电容的变化,可以提高触摸传感器300的灵敏度和利用率,这将在下面进行描述。
图34是示出图33中示出的触摸传感器的放大部分的图。在图34中,对与图33的组成元件相同或类似的组成元件分配相同的附图标记,因此其详细描述是不必要的。
参照图34,包括第一桥312a和第二桥312b的第一连接部312可以设置在第一方向上相邻的两个第一感测单元311之间。为了方便起见,示出的实施例示出了第一连接部312包括第一桥312a和第二桥312b,但是包括在每个第一连接部312中的桥312a和312b的数量可以不同地改变。每个第一连接部312还可以包括图34中未示出的一个或更多个桥。
此外,示出了第一桥312a和第二桥312b被设置为在第一方向上彼此平行,但是第一桥312a和第二桥312b的设置方向和形状可以不同地改变。第一桥312a和第二桥312b中的至少一个可以沿倾斜方向设置,或者可以以具有曲线的结构来形成。
第一感测单元311和/或第二感测单元321中的每个可以包括导电材料。作为导电材料,可以使用金属、金属的合金、导电聚合物、导电金属氧化物等。金属可以包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、锡(Sn)、铝(Al)、钴(Co)、铑(Rh)、铱(Ir)、铁(Fe)、钌(Ru)、锇(Os)、锰(Mn)、钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钛(Ti)、铋(Bi)、锑(Sb)或铅(Pb)。导电聚合物可以包括聚噻吩化合物(例如,PEDOT/PSS化合物)、聚吡咯化合物、聚苯胺化合物、聚乙炔化合物、聚苯醚化合物或其共混物。导电金属氧化物可以包括铟锡氧化铟锡(ITO)、铟锌氧化锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnO)或氧化锡(SnO2)。第一感测单元311和第二感测单元321可以由单层或多层形成。
在示出的实施例中,至少一个第一连接部312包括由不同的材料形成的第一桥312a和第二桥312b。
第一桥312a可以包括第一感测单元311和/或第二感测单元321的上述材料。第一桥312a可以通过由低电阻金属(诸如钼(Mo)、银(Ag)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、钼/铝/钼(Mo/Al/Mo))形成的金属桥来实现。
第二桥312b可以设置为可变电阻元件。可变电阻元件可以是电特性可以根据变形的程度而改变的组成元件,并且包括电阻可以根据来自外部的压力而改变的材料。可变电阻元件130可以包括被称为力敏材料或力敏电阻器的材料。可变电阻元件可以包括纳米颗粒。纳米颗粒可以以纳米管、纳米柱、纳米棒、纳米孔、纳米线等来设置。纳米颗粒可以包括碳、石墨、类金属、金属、类金属或金属的导电氧化物以及类金属或金属的导电氮化物,或者包括在绝缘珠上涂覆颗粒的核壳结构中的颗粒或其组合。类金属可以包括锑(Sb)、锗(Ge)和砷(As)中的任意一种或其合金。金属可以包括锌(Zn)、铝(Al)、钪(Sc)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铟(In)、锡(Sn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、锶(Sr)、钨(W)、镉(Cd)、钽(Ta)、钛(Ti)或其合金。导电氧化物可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、掺铝氧化锌(AZO)、氧化镓铟锌(GIZO)、氧化锌(ZnO)或其混合物。
纳米颗粒可以是碳纳米管和银纳米线的任意一者,但是不限于此。
第一感测单元311和第二感测单元321中的任意一个可以是驱动电极,第一感测单元311和第二感测单元321中的另一个可以是接收电极。当用户的触摸产生在第一感测单元311和第二感测单元321中或者在第一感测单元311和第二感测单元321的周围区域中时,可以改变在驱动电极与接收电极之间的互电容。触摸传感器可以通过感测驱动电极与接收电极之间的互电容来感测是否产生了用户的触摸以及触摸位置。
此外,第二桥312b可以被实施为可变电阻元件,使得当通过来自外部的触摸(或力)的压力被施加到第二桥312b时,可以改变第二桥312b的电阻。第二桥312b的电阻的变化可以引起流入第一感测单元311中的电压或电流的变化。第二桥312b的电阻的变化可以根据压力的大小而增大,传感器控制器可以通过感测电压或电流的变化来感测是否产生了用户的触摸以及触摸的强度。
第二桥312b可以对应于可变电阻元件,并且可以由具有比第一感测单元311的电阻相对高的电阻的材料形成。然而,设置具有比第二桥312b的电阻相对低的电阻的第一桥312a,使得能够防止信号延迟并且保持电容。因此,还能够根据触摸输入而容易地检测电容的变化及电阻的变化,并且也检测悬停。
图33中示出了的包括在第一连接部312中的第二桥312b的至少一部分可以设置为可变电阻元件。
即,所有的第二桥312b可以被设置为可变电阻元件,或者第二桥312b中的仅一些可以被设置为可变电阻元件。当所有的第二桥312b被设置为可变电阻元件时,可以遍及第一连接部312分布的整个区域来提供压力感测功能。
当第二桥312b中的仅一些被设置为可变电阻元件时,除了图33中示出的第一连接部312中的被设置为可变电阻元件的桥之外的第二桥312b可以由与第一桥312a的材料相同的材料形成。
当第二桥312b中的至少一些被设置为可变电阻元件时,可变电阻元件可以不同地设置。可变电阻元件可以被设置为当在平面图中观看时具有如参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G描述的各种形状,使得变形位置和电阻元件的数量可以不同地改变。
当第一桥312a和第二桥312b由不同的材料形成时,构造每个第一连接部312的第一桥312a和第二桥312b的电阻值可以根据第一桥312a和第二桥312b设置的区域而不同。第二桥312b可以被设置为可变电阻元件,使得可变电阻元件可以根据来自外部的压力来调节电阻变化的程度。当可变电阻元件由包括导电纳米颗粒的聚合物类材料形成时,能够通过调节纳米颗粒的浓度来控制电阻根据来自外部的压力而变化的灵敏度。即使通过相对小的压力但电阻变化也是大的可变电阻元件可以设置在频繁产生用户的触摸并且需要对触摸具有大的灵敏度的部分中。即使在来自外部的相对大的压力被施加时电阻变化也是小的可变电阻元件可以设置在偶尔产生用户的触摸并且不需要对触摸具有大的灵敏度的部分中。在这种情况下,能够通过根据区域对第一桥312a和第二桥312b的电阻比(R1/R2)进行匹配来提高触摸灵敏度。
具体地,在每个第一连接部312中的电阻比(R1/R2)可以根据设置第一触摸电极310和第二触摸电极320的有效区域中的位置而不同地调节,或者第一桥312a和第二桥312b的电阻比R1/R2可以对所有的第一连接部312进行同样地调节而与位置无关。
然而,发明构思不限于第一桥312a和第二桥312b的电阻值被不同地设定的实施例。第一桥312a和第二桥312b的电阻值可以通过改变第一桥312a和第二桥312b的形状等来被匹配为彼此类似或彼此相同。
如上所述,当通过可变电阻元件形成包括在至少一个第一连接部312中的第二桥312b时,其可以在传递来自外部的触摸压力时能够感测到来自外部的触摸压力和触摸位置。
图35A是沿着图34的线I-I′截取的剖视图的示例。图35B是沿着图34的线I-I′截取的剖视图的另一示例。在图35A和图35B中,与图33和图34的组成元件类似或相同的组成元件利用相同的附图标记来表示,其详细的描述是不必要的。
参照图35A,触摸传感器300可以以上桥结构来实现。更具体地,触摸传感器300可以包括:第一感测单元311和第二连接部322,形成在基底301上的第一层上;第一绝缘层304,形成在第一感测单元311和第二连接部322上;第一桥312a,形成在第一绝缘层304上的第二层上;第二绝缘层305,形成在第一桥312a上。
第一桥312a可以通过穿过第一绝缘层304的接触孔306电连接到相邻的第一感测单元311。
尽管图35A的剖视图中未示出,但是图34中示出的第二感测单元321可以与第二连接部322集成,并且形成在基底301上。此外,第二桥312b可以与第一桥312a一起形成在第一绝缘层304上。
在图35A中,示出了第一感测单元311和第二感测单元321基本设置在同一层上,但是发明构思不限于此。根据示例性实施例,第一感测单元311和第二感测单元321也可以设置在不同的层上。
根据本示例性实施例的触摸传感器300不限于上桥结构。
如图35B中示出,触摸传感器也可以以下桥结构来实现。
参照图35B,第一桥312a可以形成在基底301上的第一层上,第一感测单元311和第二连接部322可以形成在第一绝缘层304上的第二层上。
图34和图35B示出了第一绝缘层304完全形成在有效区域中的整个表面绝缘层结构,但是发明构思不限于此。例如,像岛状且被局部图案化的局部绝缘层也可以形成在第一连接部312与第二连接部322的每个交叉部分中。
图36是示出图34中示出的触摸传感器的修改示例的图。在图36中,与图34的组成元件相同或类似的组成元件利用相同的附图标记来表示,其详细的描述是不必要的。
参照图36,触摸传感器可以被改变和被实现,使得第一触摸电极310和第二触摸电极320中的至少一个具有网状型电极结构。
例如,第一感测单元311、第二感测单元321和第二连接部322中的至少一个可以形成为包括一个或多个网状导电层。
图37A和图37B是示出根据发明构思的另一示例性实施例构造的触摸传感器的图。为了公开各种示例性实施例,图37A和图37B示出了自电容触摸传感器。然而,以下要描述的示例性实施例的区别构造不仅适用于自电容触摸传感器。以下要描述的示例性实施例的区别构造也适用于图33中示出的互电容触摸传感器。
参照图37A,触摸传感器330可以包括基底331以及形成在基底331上的多个触摸电极332。多条导线333电连接到触摸电极332,焊盘334可以连接到导线333的端部。
在描述图37A的示例性实施例中,参照图13描述的组成元件的详细描述是不必要的。
触摸电极332中的至少一些可以包括可变电阻元件材料。
每个触摸电极332可以包括由导体形成的电极部332a和连接到电极部332a的可变电阻元件332b。可变电阻元件332b可以形成在电极部332a的周围,以与电极部332a电连接。
可选择地,仅设置在如参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G描述的各种可设置的位置中的触摸电极332可以被实现为包括电极部332a和可变电阻元件332b,剩余的触摸电极332可以被实现为仅包括电极部332a。
当在形成包括可变电阻元件332b的触摸电极332的区域中、或者在来自外部的触摸压力是可传递的区域中提供触摸输入时,能够根据触摸输入检测电容的改变以及来自外部的触摸压力。
在图37A中,可变电阻元件332b可以形成在触摸电极332的至少一些中。可变电阻元件332b也可以应用于触摸传感器330的其它组成元件。
如图37B中所示,导线333中的至少一些可以被构造为包括如图37A中示出的可变电阻元件材料。导线333中的至少一些可以包括由低电阻金属等形成的导电层333a和电连接到导电层333a的可变电阻元件333b。
包括可变电阻元件333b的一个或多条导线333可以包括连接在触摸电极332与焊盘334之间的导电层333a,以及形成在导电层333a的上部和/或下部上的可变电阻元件333b。
可选择地,在包括可变电阻元件333b的导线333中,导线333的至少预定区域可以利用可变电阻元件333b而不是导电层333a来替换。
图37B中示出的示例性实施例的触摸电极332可以仅由导体形成,或者类似于图37A中示出的示例性实施例的触摸电极332,触摸电极可以包括由导体形成的电极部332a和形成在电极部332a周围的可变电阻元件332b。
此外,触摸电极332可以被改变和实现,使得触摸电极332中的一些包括如图37A的示例性实施例中示出的由导体形成的电极部332a和可变电阻元件332b,剩余的触摸电极332可以仅由导体形成。
即,根据图37A和图37B中示出的示例性实施例,触摸电极332和/或导线333中的至少一些可以包括可变电阻元件332b和333b。
此外,图37A和图37B中示出的示例性实施例的触摸电极332可以改变为具有网格。
图38是示出根据发明构思的又一示例性实施例构造的触摸传感器的图。为了公开各种示例性实施例,图38示出了包括均具有矩形条形状的第一触摸电极342和第二触摸电极343的互电容触摸传感器。然而,可以使用其它形状。例如,图38中示出的第一触摸电极342和第二触摸电极342中的至少一些可以被改变和实现为包括如图33中示出的多个感测单元和多个连接部。此外,图38示出了第一触摸电极342可以设置在第二触摸电极343的下面,但是发明构思不限于此。第一触摸电极342可以设置在第二触摸电极343上,第一触摸电极342与第二触摸电极343之间的位置关系可以不同地改变和实现。
参照图38,触摸传感器340可以包括:基底341;第一触摸电极342和第二触摸电极343,在交叉方向上形成在基底341上;可变电阻元件344,在第一触摸电极342和第二触摸电极343的每个交叉部分中置于第一触摸电极342与第二触摸电极343之间,并且具有绝缘性质;第一导线345,电连接到第一触摸电极342;第二导线346,电连接到第二触摸电极343;焊盘347,连接到第一布线345和第二布线346。
在描述图38中示出的触摸传感器340中,参照图14描述的组成元件的详细描述是不必要的。
可变电阻元件344可以设置在第一触摸电极342与第二触摸电极343之间。可变电阻元件344可以被绝缘层替换,所述绝缘层使第一触摸电极342与第二触摸电极343绝缘。当不施加具有预定参考值或更大值的压力时,可变电阻元件344可以用作介电体,当施加超过参考值的压力时,可变电阻元件344的电阻可以改变。当可变电阻元件344的电阻减小时,第一触摸电极342与第二触摸电极343可以电传导,其中第一触摸电极342与第二触摸电极343设置在上部和下部且可变电阻元件344置于它们之间。
可变电阻元件344可以分布在整个区域或局部区域中。此外,可变电阻元件344可以均匀地或非均匀地分布。如参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G描述的,可变电阻元件344可以不同地设置。一般的绝缘层材料也可以形成在不设置可变电阻元件344的第一触摸电极342与第二触摸电极343之间。
因此,通过感测第一触摸电极342与第二触摸电极343之间的电容的变化,并且根据可变电阻元件344的电阻的变化来感测第一触摸电极342与第二触摸电极343是否被电连接,能够感测触摸的压力的强度。
在图38中,第一触摸电极342与第二触摸电极343中的至少一些可以改变为具有网状结构。
图39是示出根据发明构思的又一示例性实施例构造的触摸传感器的图。在描述图39中,与图38的组成元件基本相同或类似的组成元件的描述是不必要的。
参照图39,触摸传感器350可以包括:基底351,第一触摸电极352和第二触摸电极353,在交叉方向上形成在基底上第一导线355,电连接到第一触摸电极352;第二导线356,电连接到第二触摸电极353;焊盘357,连接到第一导线355和第二导线356。
尽管图39中未示出,但是整个绝缘层或局部绝缘层可以置于第一触摸电极352和第二触摸电极353之间。
在描述图39中示出的触摸传感器350中,参照图38描述的组成元件的详细描述是不必要的。
可变电阻元件354可以连接在第一触摸电极352和第二触摸电极353之间。
可变电阻元件354可以在形成在有效区域中的第一触摸电极352与第二触摸电极353的每个交叉部分中连接在第一触摸电极352与第二触摸电极353之间。在这种情况下,可变电阻元件354可以均匀地分布,整个有效区域可以提供触摸压力感测功能。
可选择地,如参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G描述的,可变电阻元件354可以不同地设置在第一触摸电极352和第二触摸电极353之间。即,形成可变电阻元件354的位置可以不同地改变,以适合于各种功能,诸如,感测其中也期望压力感测功能或灵敏度感测的区域中的位置。
因此,当在可变电阻元件354形成的区域中、或者在来自外部的触摸压力可传递到至少一个可变电阻元件354的距离内的区域中提供触摸输入时,可以能够根据触摸输入来检测电容的变化和来自外部的触摸压力。
在图39中,第一触摸电极352和第二触摸电极353中的至少一个可以改变为具有网状结构。第一触摸电极352和第二触摸电极353也可以改变为具有包括如图33中示出的多个感测单元311和321以及连接部312和322的结构。
参照图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39,触摸传感器300、330、340和350可以被实现,使得在至少一些区域中的组成元件的至少一些包括可变电阻元件。此外,也可以应用图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39中公开的区别构造。
因此,能够提供能够根据触摸输入感测电容的变化和来自外部的触摸压力的触摸传感器300、330、340和350。
图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39中示出的触摸传感器300、330、340和350可以与显示面板等集成地制造。
将参照图40和图41更详细地描述与此相关的具体示例性实施例。
图40是示出根据发明构思的示例性实施例的集成触摸传感器的显示面板的图。
参照图40,集成触摸传感器的显示面板360可以包括:第一基底361;多个像素362,形成在第一基底361上;绝缘件363,形成在第一基底361上,第一基底361上形成有像素362;触摸传感器364,形成在绝缘件363上。
触摸传感器364可以具有与参照图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39描述的结构类似的结构,但是可以省略在图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39中示出的基底301、331、341和351。触摸传感器364可以直接形成在显示面板360的绝缘件363上。
绝缘件363可以利用包封薄膜TFE来实现。包封薄膜TFE可以包括一个或多个绝缘层,并且可以具有一个或更多个有机绝缘层和无机绝缘层堆叠的多层结构。
此外,绝缘件363可以利用包括钝化层的各种绝缘层来实现。
图41是示出根据发明构思的示例性实施例构造的集成触摸传感器的显示面板的图。
参照图41,集成触摸传感器的显示面板370可以包括:第一基底371;多个像素372,形成在第一基底371上;第一绝缘件373,形成在第一基底371上,像素372形成在第一基底371上;第一触摸传感器374,形成在第一绝缘件373上;第二绝缘件375,形成在第一触摸传感器374上;第二触摸传感器376,形成在第二绝缘件375上。
第一触摸传感器374和第二触摸传感器376中的至少一个可以形成在应用参照图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39描述的示例性实施例之中的一个或更多个示例性实施例的结构中。可选择地,包括在参照图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39描述的示例性实施例中的第一触摸电极310、342和352以及第二触摸电极320、343和353可以分开并被构造为第一触摸传感器374和第二触摸传感器376。然而,在图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39中示出的基底301、331、341和351可以被一个或更多个绝缘件(例如,设置在显示面板370中的第一绝缘件373和/或第二绝缘件375)替换。
第一绝缘件373和第二绝缘件375以及第一触摸传感器374和第二触摸传感器376可以交替地设置在像素372上。然而,发明构思不限于此。第一触摸传感器374和第二触摸传感器376中的仅一个可以设置且插入在第一绝缘件373与第二绝缘件375之间。
第一绝缘件373和第二绝缘件375中的至少一个可以利用包封薄膜TFE来实现。可选择地,当包封薄膜TFE形成在包括第一绝缘件373和第二绝缘件375的多层结构中时,包封薄膜TFE可以以一个或更多个触摸传感器(诸如,第一触摸传感器374或第二触摸传感器376)插入在第一绝缘件373与第二绝缘件375之间的结构来实施。
图42是示出根据发明构思的示例性实施例构造的集成触摸传感器的显示面板的图。
参照图42,集成触摸传感器的显示面板380可以包括:第一基底381,多个像素382,形成在第一基底381的一个表面(例如,上表面)上;绝缘件383,形成在第一基底381上,像素382形成在像素第一基底381上;触摸传感器384,形成在第一基底381的另一个表面(例如,下表面)上。
在图42中,与图40的组成元件重复的组成元件的详细描述是不必要的。
触摸传感器384可以具有应用在参照图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39描述的示例性实施例之中的一个或更多个示例性实施例的结构,但是可以省略在图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39中示出的基底301、331、341和351。触摸传感器384可以直接形成在显示面板380的下基底(即,在第一基底381的后表面)上。
第一基底381可以由诸如玻璃基底的刚性基底或者诸如聚酰亚胺薄膜的柔性基底来实现。
图43是示出根据发明构思的示例性实施例构造的集成触摸传感器的显示面板的图。
参照图43,集成触摸传感器的显示面板390可以包括:第一基底391;多个像素392,形成在第一基底391的一个表面(例如,上表面)上;绝缘件393,形成在第一基底391上,像素392形成在第一基底391上;触摸传感器394,形成在第一基底391的另一个表面(例如,下表面)上,显示面板390还包括设置在触摸传感器394的下表面上的第二基底395。
在描述图43中,参照图42描述的组成元件的详细描述是不必要的。
可以作为集成触摸传感器的显示面板390的基体基底的下基底可以以多层结构来形成,所述多层结构包括第一基底391和第二基底395。
双聚酰亚胺基底可以应用于集成触摸传感器的显示面板390。
触摸传感器394可以插入第一基底391与第二基底395之间。
根据参照图40、图41、图42和图43的描述,通过在构造显示面板360、370、380和390的一个或更多个绝缘件363、373、375、383和393或基底361、371、381、391和395上直接形成一个或更多个触摸传感器364、374、384和394,能够制造集成触摸传感器的显示面板360、370、380和390。因此,能够提供设置有触摸输入功能且为薄的显示装置。
如图41、图41、图42和图43中所示,触摸传感器364、374、384和394形成的位置可以不同地改变。
图44是示出根据发明构思的示例性实施例的集成触摸传感器的显示装置的图。
参照图44,集成触摸传感器的显示装置30可以包括支架31、顺序地容纳在支架31中的缓冲构件32、显示面板33、触摸传感器34、偏振板35、粘合层36、窗37、以及用于将窗37固定至支架的粘合剂38。
根据示例性实施例,也可以省略在图44中示出的组成元件之中的除了显示面板33和触摸传感器34之外的一个或更多个组成元件。
图44示出了触摸传感器34设置在显示面板33上的示例性实施例作为集成触摸传感器的显示装置30的示例。然而,发明构思不限于此,触摸传感器34的位置可以不同地改变。
为了使各个组成元件的相对位置清楚,图44示出了显示面板33和触摸传感器34作为单独的组成元件,但是发明构思不限于此。
例如,触摸传感器34可以如图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39中示出的示例性实施例通过使用单独的基底301、331、341和351作为基体基底来实现,或者如图41、图41、图42和图43中示出的示例性实施例可以集成显示面板33和触摸传感器34。
可选择地,触摸传感器34可以与窗37集成。触摸传感器34可以形成在窗37的下表面上。
在集成触摸传感器的显示装置30中,触摸传感器34的位置或者与触摸传感器34集成的组成元件可以不同地改变。
在集成触摸传感器的显示装置30中,触摸传感器34可以呗实现,使得组成元件中的至少一些包括在如图33、图34、图35A、图35B、图36、图37A、图37B、图38和图39中示出的示例性实施例的至少一些区域中的可变电阻元件。
因此,能够提供能够根据触摸输入能够感测电容的变化和来自外部的触摸压力的集成触摸传感器的显示装置30。
传感器控制器135、传感器控制器235和/或其一个或更多个组件可以经由一个或更多个通用和/或专用组件来实现,通用和/或专用组件诸如一个或多个分立电路、数字信号处理芯片、集成电路、专用集成电路、微处理器、处理器、可编程阵列、现场可编程阵列、指令集处理器等。这样,这里描述的特征、功能、程序等可以经由软件、硬件(例如,通用处理器、数字信号处理(DSP)芯片、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、固件或其组合来实现。如此,控制器135、控制器235和/或其一个或更多个组件可以包括一个或更多个存储器(未示出),或者另外与一个或更多个存储器(未示出)相联系,其中,一个或更多个存储器(未示出)包括代码(指令),所述代码(指令)被构造为使得控制器135、控制器235和/或其一个或更多个组件执行这里描述的一个或更多个特征、功能、程序等。
存储器可以是参与向用于执行的一个或更多个软件、硬件和/或固件提供代码的任意介质。这种存储器可以以任意合适的形式(包括,但是不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质)来实现。例如,非易失性介质包括光盘或磁盘。易失性介质包括动态存储器。传输介质包括同轴光缆、铜导线和光纤。传输介质也可以采取声波、光波或电磁波的形式。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它的磁性介质、光盘只读存储器(CD-ROM)、可重写光盘(CDRW)、数字视频盘(DVD)、可重写DVD(DVD-RW)、任意其它的光学介质、打孔卡、纸带、光学标记片、具有孔的图案或其它光学可识别的标记的任意其它物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、FLASH-EPROM、任意其它存储器芯片或盒式磁带(cartridge)、载波或者可以通过例如控制器/处理器从其中读取信息的任意其它介质。
虽然在这里描述了特定的示例性实施例和实施方式,但是,其它实施例和修改将通过本描述而明显。因此,发明构思不限于这样的实施例,而是由所附权利要求的范围及对本领域技术人员已知的各种修改及等同布置限定。

Claims (29)

1.一种显示装置,所述显示装置包括:
显示面板;
第一传感器和第二传感器,第一传感器被构造为感测用户的触摸的位置,第二传感器被构造为感测所述触摸的压力,所述第一传感器和所述第二传感器设置在所述显示面板的内部或者所述显示面板的周围区域且与所述显示面板叠置,
其中,所述第二传感器包括:
第一导体,包括具有多个开口的金属线;
第二导体,与所述第一导体间隔开,并且被构造为与所述第一导体形成电容;
一个或更多个可变电阻元件,与所述第一导体连接,
其中,所述多个开口的尺寸在从所述显示面板的中心到所述显示面板的边缘的方向上逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,可变电阻元件中的至少一个的电阻和所述电容根据通过用户的触摸施加的压力而改变。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述一个或更多个可变电阻元件位于所述第一导体上。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其中,所述一个或更多个可变电阻元件位于所述第一导体与所述第二导体之间。
5.根据权利要求3所述的显示装置,其中,所述第一导体位于所述一个或更多个可变电阻元件与所述第二导体之间。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述可变电阻元件的至少一些设置在与所述第一导体的层相同的层上。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述一个或更多个可变电阻元件包括纳米颗粒。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其中,所述纳米颗粒包括纳米柱、纳米棒、纳米孔和纳米线中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述一个或更多个可变电阻元件包括银纳米线和碳纳米管中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一导体具有网状结构。
11.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述金属线包括彼此间隔开的第一金属线和第二金属线,
所述一个或更多个可变电阻元件连接在所述第一金属线与所述第二金属线之间。
12.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一传感器和所述第二传感器彼此叠置地设置。
13.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述显示面板包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面,
所述第一传感器和所述第二传感器位于所述显示面板的所述第一表面上。
14.根据权利要求13所述的显示装置,其中,所述显示面板通过所述第一表面显示图像。
15.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述显示面板位于所述第一传感器与所述第二传感器之间。
16.根据权利要求1所述的显示装置,所述显示装置还包括:
缓冲构件,位于所述第一导体与所述第二导体之间。
17.根据权利要求16所述的显示装置,其中,所述缓冲构件具有弹力。
18.根据权利要求16所述的显示装置,其中,所述缓冲构件包括彼此分开的多个子缓冲构件。
19.根据权利要求1所述的显示装置,其中,可变电阻元件的数量为两个或更多个。
20.根据权利要求19所述的显示装置,其中,可变电阻元件沿着所述第一导体的边缘设置。
21.根据权利要求19所述的显示装置,其中,可变电阻元件规则地设置在所述第一导体上或中。
22.根据权利要求19所述的显示装置,其中,可变电阻元件不规则地设置在所述第一导体上或中。
23.根据权利要求19所述的显示装置,其中,可变电阻元件的密度随着距所述第一导体的中心的距离增大而改变。
24.根据权利要求19所述的显示装置,其中,可变电阻元件沿着非线性路径设置在所述第一导体上或中。
25.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一传感器是电容传感器。
26.根据权利要求1所述的显示装置,所述显示装置还包括:
支架,被构造为容纳所述显示面板、所述第一传感器和所述第二传感器,
其中,所述第二导体是容纳所述显示面板、所述第一传感器和所述第二传感器的支架的部分。
27.一种触摸传感器,所述触摸传感器包括:
第一传感器,被构造为感测用户在触摸传感器上的触摸的位置;
第二传感器,被构造为感测所述用户的触摸的压力,
其中,所述第二传感器包括:
第一导体,包括具有多个开口的金属线;
第二导体,与所述第一导体间隔开,并且被构造为与所述第一导体形成电容;
一个或更多个可变电阻元件,与所述第一导体连接,
其中,所述多个开口的尺寸在从所述第一导体的中心到所述第一导体的边缘的方向上逐渐减小。
28.一种传感器,所述传感器包括:
第一导体,包括具有多个开口的金属线;
第二导体,与所述第一导体间隔开,并且被构造为与所述第一导体形成电容;
一个或更多个可变电阻元件,与所述第一导体连接,
其中,所述可变电阻元件中的至少一个的电阻和所述电容根据从外部施加到传感器的压力而改变,
其中,所述多个开口的尺寸在从所述第一导体的中心到所述第一导体的边缘的方向上逐渐减小。
29.一种传感器,所述传感器包括:
多个导体,包括第一导体,所述第一导体包括具有多个开口的金属线;
可变电阻元件,与所述第一导体连接,
其中,所述第一导体的自电容和可变电阻元件的电阻根据从所述传感器的外部施加的压力而改变,
其中,所述多个开口的尺寸在从所述第一导体的中心到所述第一导体的边缘的方向上逐渐减小。
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