CN107526465A - 触摸传感器和通过使用该触摸传感器检测触摸的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种触摸传感器及检测触摸的方法，所述触摸传感器包括：柔性基底，能够弯曲为弯折的或平坦的形状；多个压力传感器，设置在基底上；传感器控制器，被配置为通过使用从所述多个压力传感器中的至少一个压力传感器获得的第一检测信号来确定基底的弯曲形式，并被配置为基于基底的弯曲形式通过产生信号来补偿触摸的强度。

Description

触摸传感器和通过使用该触摸传感器检测触摸的方法

本申请要求于2016年6月22日提交的第10-2016-0078251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通过引用包含于此，如同在此完全阐述。

技术领域

发明总体上涉及一种触摸传感器以及一种通过使用该触摸传感器检测触摸的方法，更具体地，涉及一种用于柔性显示器的触摸传感器，该触摸传感器具有压力传感器以检测触摸的强度，而与基底的弯曲的程度或方向无关。

背景技术

由于对信息显示器的兴趣增加，并且对使用便携式信息媒介的需求增大，显示装置的研究和商业化的强度已经增大。

近来的显示装置包括用于接收用户的触摸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方便地使用显示装置。

此外，最近，显示装置倾向于通过使用由触摸产生的压力以及触摸的位置来向用户提供各种功能。此外，具有柔性显示面板的显示装置变得更普遍。

本背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对发明构思的背景技术的理解，因此其可以包含不形成对于本领域的普通技术人员来将在本国已知的现有技术的信息。

发明内容

申请人已经根据是否将触摸施加到柔性显示器的凸的、凹的或平坦的部分发现了能够检测触摸的强度的压力传感器的精度和一致性在柔性显示面板中发生变化。

根据发明的原理构造的触摸传感器能够更加一致和准确地识别用户施加的触摸强度，而与柔性基底是否弯曲成凸的、凹的还是平坦的形状无关。

另外的方面将在随后的详细描述中进行阐述，并且部分地通过公开将是明显的，或者可通过对发明构思的实践而被获知。

根据发明的一个方面，触摸传感器包括：柔性基底，能够弯曲为弯折的或平坦的形状；多个压力传感器，设置在基底上；传感器控制器，被配置为通过使用从多个压力传感器中的至少一个获得的第一检测信号来确定基底的弯曲形式，并被配置为基于基底的弯曲形式通过产生信号来补偿触摸的强度。

传感器控制器可以包括：传感器检测单元，被配置为接收从至少一个压力传感器输出的第一检测信号；基底形状确定单元，被配置为从由传感器检测单元接收的第一检测信号获得与基底的曲率的量和弯曲方向中的至少一个相关的信息。

传感器控制器还可以包括向多个压力传感器提供驱动电压的传感器驱动器，基于与基底的曲率的量和弯曲方向中的至少一个相关的信息补偿驱动电压。

基底可以可弯曲成具有平坦区域、凸弯曲区域和凹弯曲区域中的至少一个的形状，传感器驱动器被配置为向位于基底的平坦区域中的第一压力传感器提供参考驱动电压。

传感器驱动器可以被配置为向位于基底的凸弯曲区域中的第二压力传感器提供第一补偿驱动电压，第一补偿驱动电压可以比参考驱动电压大。

凸弯曲区域可以包括具有第一曲率的第一子区域和具有比第一曲率小的第二曲率的第二子区域，传感器驱动器被配置为向第一子区域和第二子区域提供第一补偿驱动电压，并且提供给第一子区域的第一补偿驱动电压比提供给第二子区域的第一补偿驱动电压大。

传感器控制器被配置为向位于基底的凹弯曲区域中的第三压力传感器提供第二补偿驱动电压，第二补偿驱动电压可以比参考驱动电压小。

凹弯曲区域可以包括具有第一曲率的第一子区域和具有比第一曲率小的第二曲率的第二子区域，传感器驱动器被配置为向第一子区域和第二子区域提供第二补偿驱动电压，并且提供给第一子区域的第二补偿驱动电压比提供给第二子区域的第二补偿驱动电压小。

传感器控制器可以被配置为确定基底的部分是平坦的、凹的还是凸的。

传感器控制器还可以包括：计算单元，被配置为基于从压力传感器输出的第二检测信号来计算触摸的强度，第二检测信号与第一检测信号不同，并且被配置为基于对应于与触摸强度、基底的曲率和基底的弯曲方向中的至少一个相关的信息的校正常数来计算触摸的最终强度。

基底可以可弯曲为凸的形状，并且当触摸施加到基底的凸弯曲区域时，触摸的强度可以比触摸的最终强度小。

基底可以可弯曲为凹的形状，并且当触摸施加到基底的凹弯曲区域时，触摸的强度可以比触摸的最终强度大。

触摸传感器还可以包括：支撑膜，设置在基底上，并且包括单位单元，以保持基底的弯曲形式。

单位单元可以包括：第一电极；第二电极，与第一电极间隔开；流体层，设置在第一电极与第二电极之间，其中，在电压施加到第一电极和第二电极时，流体层可以被硬化。

根据发明的另一方面，一种通过使用位于柔性基底上的压力传感器来检测触摸的方法，所述方法包括：通过使用从压力传感器获得的第一检测信号来确定基底的弯曲形式，第一检测信号是当基底弯曲而没有触摸输入时压力传感器的输出信号；响应于基底的弯曲形式将补偿驱动电压施加到压力传感器；当触摸施加到基底时，从压力传感器获得第二检测信号；以及通过使用第二检测信号来计算触摸的强度。

可以通过参照基底的弯曲方向和/或基底的曲率的量来确定基底的弯曲形式。

施加补偿驱动电压的步骤还可以包括：将可以被提供的参考驱动电压施加到位于基底的平坦区域中的压力传感器，将大于参考驱动电压的第一补偿驱动电压施加到位于基底的凸弯曲区域中的压力传感器，以及将小于参考驱动电压的第二补偿驱动电压施加到位于基底的凹弯曲区域中的压力传感器。

根据发明的又一方面，触摸传感器包括：柔性基底，可弯曲成具有平坦区域、凸弯曲区域和凹弯曲区域中的至少一个的形状；第一压力传感器设置在平坦区域中，第二压力传感器设置在凸弯曲区域中，第三压力传感器设置在凹弯曲区域中；传感器控制器，被配置为基于从第二压力传感器和第三压力传感器获得的第一检测信号来确定基底的弯曲形式，响应于基底的弯曲形式向第二压力传感器和第三压力传感器施加补偿驱动电压，当触摸施加到基底时，从压力传感器获得第二检测信号，并且基于第二检测信号计算触摸的强度。

第一检测信号可以是当基底弯曲而没有触摸输入时压力传感器的输出信号。

传感器控制器可以被配置为将参考驱动电压施加到平坦区域中的第一压力传感器，将第一补偿驱动电压施加到凸弯曲区域中的第二压力传感器，并将第二补偿驱动电压施加到凹弯曲区域中的第三压力传感器。

根据发明的原理，可以提供能够识别触摸的强度的触摸传感器。

根据发明的原理，可以提供能够一致地且更准确地识别触摸的强度的触摸传感器，而与基底是否被弯曲成各种形状无关。

根据发明的原理，可以通过将低驱动电压施加到基底的凹弯曲区域来降低功耗。

上述一般描述和下面的详细描述是示例性和说明性的，并且意图提供所要求保护的主题的进一步说明。

附图说明

附图被包括以提供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是示意性地示出根据发明的原理构造的具有压力传感器的触摸传感器的平面图。

图2是示出图1中示出的压力传感器的实施例的透视图。

图3和图4是用于描述图2中示出的压力传感器的操作的简化的剖视图。

图5是示出根据一个或更多个示例性实施例的触摸施加到触摸传感器的弯曲区域的情况的示例的图。

图6是示出根据发明的原理构造的包括传感器控制器的各种组件的触摸传感器的框图。

图7是示出根据一个或更多个示例性实施例的触摸传感器的弯曲状态的示例的图。

图8A至图8E是示出从图1的压力传感器获得的检测信号的波形的示例的图。

图9A至图9E是示出根据发明的原理的补偿驱动电压的波形的示例的图。

图10A和图10B是发明的压力传感器的另一实施例的示出了压力传感器的示例性操作的简化的剖视图。

图11A是示意性地示出根据发明的原理构造的包括支撑膜的触摸传感器的另一实施例的简化的剖视图。

图11B是示出图11A中示出的支撑膜的平面图。

图11C是示出图11B中示出的单位单元的构造的简化的剖视图。

具体实施方式

在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体的细节，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具体细节或者具有一个或更多个等同布置的情况下实施。在其它情况下，公知的结构和装置以框图的形式示出，以避免使各种示例性实施例不必要地模糊。

在附图中，为了清楚和描述的目的，可以夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。另外，同样的附图标记表示同样的元件。

当元件或层被称为“在”另一元件或层“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其它元件或层上、直接连接到或结合到其它元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种/者)”以及“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个(种/者)”可被解释为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个(种/者)或更多个(种/者)的任意组合，诸如以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。同样的附图标记始终指示同样的元件。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关列出的项的任意和全部组合。

虽然在这里可使用术语“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/或部分不应该受这些术语限制。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，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分可被称为第二元件、组件、区域、层和/或部分。

为了描述的目的，在这里可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”和“上面的”等的空间相对术语，并由此来描述如图中示出的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。除了图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，那么被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将随后被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可包含上方和下方两种方位。另外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或在其它方位)，这样，相应地解释这里使用的空间相对描述符。

这里使用的术语是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“一个(种/者)”和“该/所述”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”及其变形时，说明存在陈述的特征、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。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开作为其一部分的领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。除非这里明确地如此定义，否则术语(诸如通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与在相关领域的上下文中的它们的意思一致的意思，并且将不以理想化的或过于形式化的含义来解释它们。

在下文中，将参照公开的示例性实施例和相关附图来描述根据发明的原理构造的触摸传感器以及通过使用该触摸传感器检测触摸的方法。

图1是示意性地示出根据发明的原理构造的具有压力传感器的触摸传感器的平面图。

参照图1，根据发明的原理构造的触摸传感器100可以包括基底110、多个压力传感器120。如这里使用的“触摸传感器”指能够感测通过用户施加到传感器的表面的一个或更多个输入的任何装置，并且可以例如采用与显示面板结合的触摸屏面板或者目前或以后在本领域中已知的其它装置的形式。

基底110可以是柔性的、可拉伸的、可折叠的、可弯曲的或可卷曲的。

此外，基底110在它的所有表面区域上是柔性的、可拉伸的、可折叠的，可弯曲的或可卷曲的，使得整个触摸传感器100可以是柔性的、可拉伸的、可折叠的，可弯曲的或可卷曲的。

基底110可以由诸如玻璃和树脂的绝缘材料形成。此外，基底110可以由具有柔性的材料形成，以是可弯曲的或可折叠的，并且也可以具有单层结构或多层结构。

例如，基底110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、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、环烯烃聚合物(COP)和环烯烃共聚物(COC)中的至少一种。

接下来，根据一个或更多个示例性实施例的压力传感器120可以位于基底110的一个表面上。即，压力传感器120也可以位于基底110的上表面上，并且/或者可以位于基底110的下表面上。

当压力传感器120被触摸激活时，压力传感器120可以检测触摸，下面描述的传感器控制器可以通过使用从压力传感器120输出的信号来检测由触摸等施加的压力的强度(大小)。

为了描述的方便，图1示出了以3列和八行布置压力传感器120的示例情况，使得三个压力传感器120沿水平方向(x轴方向)设置，并且八个压力传感器120沿竖直方向(y轴方向)设置，但是发明构思不限于此，包括在触摸传感器100中的压力传感器120的数量和构造可以被各种改变。

此外，在图1中，压力传感器120被规则地设置，但是发明构思不限于此。

此外，图1示出了压力传感器120具有四边形形状，但是压力传感器120的形状可以被各种地改变。

此外，尽管图1中未示出，但是触摸传感器100还可以包括如本领域中已知的用于检测电容的变化的传感器。另外，压力传感器120还可以执行检测电容的变化和压力的强度的功能。

图2是示出图1中示出的压力传感器的实施例的透视图。

参照图2，压力传感器120可以包括第一导体1210、第二导体1220和设置在第一导体1210与第二导体1220之间的可变电阻元件(variable resistancefactor)1230。

第一导体1210包括导电材料。在一个或更多个示例性实施例中，导电材料可以包括金属或金属的合金。金属可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)、铂(Pt)等。

第一导体1210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)、碳纳米管和石墨烯等。

第一导体1210在附图中以板状被示出，但是不限于此，并且可以被修改为各种形状。例如，第一导体1210可以被构造为彼此连接的多个条纹形状或被构造为一个或更多个网格形状。

接下来，第二导体1220与第一导体1210间隔开，并且包括导电材料。导电材料可以选自于第一导体1210的材料，并且可以由与第一导体1210的材料相同的材料或者与第一导体1210的材料不同的材料来形成。

第二导体1220在附图中也以板状被示出，但是不限于此，并且可以被修改为各种形状。例如，第二导体1220可以具有彼此连接并与第一导体1210交叉的条纹形状，或者具有一个或更多个网格形状。

接下来，可变电阻元件1230可以设置在第一导体1210与第二导体1220之间。

可变电阻元件1230是具有根据变形的程度而可变化的电学特性的构成元件，具体地，可变电阻元件1230可以包括具有根据从外部施加在第一导体1210与第二导体1220之间的压力的量而改变的电阻的材料。

例如，当提供给可变电阻元件1230的力增大时，可变电阻元件1230的电阻可以减小。否则，与此相反，当提供给可变电阻元件1230的力增大时，可变电阻元件1230的电阻也可以增大。

可变电阻元件1230可以包括其电阻根据压力而改变的材料。例如，可变电阻元件1230可以包括本领域已知的作为力敏材料或力敏电阻器的材料。

可变电阻元件1230可以包括诸如锆钛酸铅(PZT)和聚偏氟乙烯(PVDF)的压电材料、碳粉、量子隧道复合物(QTC)、硅、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。

此外，可变电阻元件1230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、纳米线等的形式设置。

纳米颗粒可以包括碳、石墨、准金属、金属、准金属或金属的导电氧化物、准金属或金属的导电氮化物的颗粒，包括在绝缘珠上涂覆有形成颗粒的材料(例如，碳、石墨、准金属、金属、准金属或金属的导电氧化物、准金属或金属的导电氮化物)的核壳结构的颗粒或者包括它们的组合。准金属可以包括锑(Sb)、锗(Ge)和砷(As)中的任何一种或它们的合金。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)或它们的合金。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)及其混合物。

图3和图4是用于描述图2中示出的压力传感器的操作的简化的剖视图。

具体地，图3示出了压力未施加到压力传感器120的状态，图4示出了压力F施加到压力传感器120的状态。

参照图3，当压力未施加到压力传感器120时，第一导体1210和第二导体1220彼此间隔开第一距离，并且可变电阻元件1230置于其间，可变电阻元件1230可以具有第一电阻R1。

参照图4，当根据用户的触摸等将压力F施加到压力传感器120时，可以改变第一导体1210与第二导体1220之间的距离，因此，可以改变可变电阻元件1230的形式。即，可变电阻元件1230的电阻量可以从第一电阻R1改变为第二电阻R2。例如，R2可以大于R1。

最后，可以根据电阻的变化的程度来检测施加的压力等的强度。

此外，参照图3和图4，第一导体1210和第二导体1220可以通过单独的导线连接到下面描述的传感器控制器。

传感器控制器可以通过根据第一导体1210与第二导体1220之间的距离的变化检测电阻的变化ΔR来计算从外部施加的压力F。例如，当电阻的变化ΔR增大时，从压力传感器120输出的检测信号的强度也增大。

图5是示出根据一个或更多个示例性实施例的触摸施加到触摸传感器的弯曲区域的情况的示例。为了描述的方便，在图5中，省略了压力传感器，并且仅示出了触摸传感器100的示意性形状。

参照图5，基底110具有足够的柔性，使得基底110可以在各种部分中凸地弯曲和/或凹地弯曲。

当触摸施加到弯曲的基底110上时，基底110与手指400之间的接触面积可以根据基底110的弯曲形式而变化。

例如，当触摸施加到凸弯曲区域A时，基底110与手指400之间的接触面积CA1比当触摸施加到凹弯曲区域B时的基底110与手指400之间的接触面积CA2小。

此外，当触摸施加到平坦区域时，基底110与手指400之间的接触面积可以大于当触摸施加到凸弯曲区域A时的接触面积CA1，并且可以小于当触摸施加到凹弯曲区域B时的接触面积CA2。

此外，当触摸施加到凸地弯曲以具有第一曲率的区域时，与触摸施加到凸地弯曲以具有比第一曲率小的第二曲率的区域的情况比较，基底110与手指400之间的接触面积CA1相对减小。

与这种情况相反，当触摸施加到凹地弯曲以具有第一曲率的区域时，与触摸施加到凹地弯曲以具有比第一曲率小的第二曲率的区域的情况比较，基底110与手指400之间的接触面积CA2相对增大。

即，基底110与手指400之间的接触面积可以根据表示基底110是凸地弯曲还是凹地弯曲和弯折的程度的基底110的弯曲方向和弯曲程度(例如，曲率)来改变。

同时，可以通过将触摸传感器100和手指400的压力和触摸面积一起考虑来计算触摸的强度。触摸时施加到基底100的力通常是恒定的，而与基底100的弯曲程度和/或弯曲方向无关。即，触摸的强度可以与压力和接触面积成比例。

因此，当触摸施加到凸弯曲区域时，接触面积减小，使得感测到的触摸的强度具有比用户实际施加到基底110的力的强度的值小的值。

与这种情况相反，当触摸施加到凹弯曲区域时，接触面积增大，使得触摸的强度具有比用户实际施加到基底110的力的强度的值大的值。

因此，根据发明的原理，需要向触摸传感器100提供补偿曲率的程度和量的能力，从而当使用相同的力施加触摸时计算具有相同值的触摸强度，而与基底110的弯曲程度和/或方向无关。

图6是示出根据发明的原理构造的包括传感器控制器的触摸传感器的各种组件的框图。

参照图6，触摸传感器100可以进一步包括传感器控制器130。

传感器控制器130可以包括传感器驱动器131、传感器检测器(传感器检测单元)132、基底形状确定单元133和计算单元134。

传感器驱动器131可以用作将第一驱动电压Vd和/或第二驱动电压Vc施加到压力传感器120。例如，传感器驱动器131可以将第一驱动电压Vd和/或第二驱动电压Vc施加到压力传感器120的第二导体1220。

当基底110处于不具有弯曲区域的平坦状态时，传感器驱动器131可以将具有相同值的第一驱动电压Vd施加到所有压力传感器120。

与此情况相反，当基底110弯曲时，传感器驱动器131可以参考基底110的弯曲形式(即，弯曲程度和/或弯曲方向)将第二驱动电压Vc施加为补偿驱动电压。例如，传感器驱动器131可以将具有第一值的驱动电压施加到一些压力传感器，并且将具有第二值的驱动电压施加到一些压力传感器，使得传感器驱动器131可以根据基底110的形式提供不同的驱动电压。

传感器检测器132可以接收从压力传感器120输出的调节信号So。

传感器检测器132将调节信号So发送到基底形状确定单元133和/或计算单元134。基底形状确定单元133可以通过从传感器检测单元132接收的调节信号So来执行确定基底110的弯曲形式的功能。具体地，基底110的弯曲形式可以对应于与弯曲方向和弯曲程度(基底110的基底的方向(凹的或凸的)和曲率的量)相关的信息。

基底形状确定单元133可以将包含与基底110的特定弯曲形式对应的信息的补偿信号Sc发送到传感器驱动器131，使得传感器驱动器131可以产生并输出作为补偿驱动电压的第二驱动电压Vc。

另外，基底形状确定单元133可以通过参照基底110的弯曲形式来产生补偿驱动电压Vc。因此，补偿信号Sc可以包含与补偿驱动电压Vc相关的信息。

下面参照图7至图9E详细描述通过使用由传感器检测单元132接收的信号来确定基底110的弯曲形式的方法。

最后，计算单元134可以通过使用由传感器检测单元132接收的信号来执行计算触摸的位置、强度等的功能。

图7是示出根据一个或更多个示例性实施例的触摸传感器的弯曲状态的示例的图。

基底110具有足够的柔性，使得用户可以任意地改变基底110的形状。即，基底110的形状可以被各种改变。

然而，为了描述的方便，如图7中所示，将基于压力传感器120位于基底110上并且基底110包括凸弯曲区域BA1、平坦区域PA和凹弯曲区域BA2的假设来描述发明。

凸弯曲区域BA1可以包括弯曲以具有第一曲率的第一子凸区域SBA1a以及弯曲以具有比第一曲率小的第二曲率的第二子凸区域SBA1b。

此外，凹弯曲区域BA2可以包括弯曲以具有第一曲率的第一子凹区域SBA2a以及弯曲以具有比第一曲率小的第二曲率的第二子凹区域SBA2b。

参照图7，压力传感器120可以包括第一压力传感器121、第二压力传感器122和第三压力传感器123。

第一压力传感器121可以位于基底110的平坦区域PA中，第二压力传感器122可以位于基底110的凸弯曲区域BA1中，第三压力传感器123可以位于基底110的凹弯曲区域BA2中。

第一压力传感器121、第二压力传感器122和第三压力传感器123中的每个可以与上述参照图2的压力传感器120相同。

第一压力传感器121位于平坦区域PA中，在该区域中，可变电阻元件的形状不存在变化。

第二压力传感器122位于凸弯曲区域BA1中，在该区域中，可变电阻元件的面积增大以使区域更宽，深度更薄。

第三压力传感器123位于凹弯曲区域BA2中，在该区域中，可变电阻元件被压缩，并在深度上变厚。

因此，当基底100弯曲时，即使没有施加由触摸产生的力，位于凸弯曲区域BA1中的第二压力传感器122和位于凹弯曲区域BA2中的第三压力传感器123也可以产生检测信号。

另外，与图7的示出不同，当压力传感器120位于基底110下方时，第二压力传感器122的可变电阻元件的形状和第三压力传感器123的可变电阻元件的形状可以改变成与上述形状相反。

在下文中，当基底110如图7中所示地弯曲时，参照图8A至图8E来描述通过基底形状确定单元133来确定基底110的弯曲状态的方法。

图8A至图8E是示出从图1的压力传感器获得的检测信号的波形的示例的图。具体地，图8A至图8E是表示在当相同的驱动电压施加到每个压力传感器120且没有触摸施加到基底110时并且基底110如图7中所示地弯曲的时间(t1)的第一检测信号的波形。

首先，图8A表示第一压力传感器121的检测信号，该检测信号可以是第一电压V1。

接下来，图8B和图8C表示第二压力传感器122的检测信号。第二压力传感器122的检测信号可以是第二电压V2或第三电压V3。

基底110被凸地弯曲，使得第二压力传感器122的可变电阻元件的区域增大以变宽，从而改变了可变电阻元件的电阻。如上面说明的，当电阻的变化增大时，从压力传感器输出的检测信号的强度也增大。因此，第二压力传感器122输出具有比第一压力传感器121的检测信号的值大的值的信号。

因此，检测信号的值可以根据凸弯曲区域BA1的曲率而改变。

图8B表示位于第一子凸区域SBA1a中的第二压力传感器122a的检测信号，图8C表示位于第二子凸区域SBA1b中的第二压力传感器122a的检测信号。

参照图8B和图8C，位于第一子凸区域SBA1a中的第二压力传感器122b的检测信号的值比位于第二子凸区域SBA1b中的第二压力传感器122b的检测信号的值大。

即，可以看出位于具有大曲率的区域中的压力传感器具有大的电阻值的变化。

接下来，图8D和图8E表示第三压力传感器123的检测信号。第三压力传感器123的检测信号可以是第四电压V4或第五电压V5。

基底110被凹地弯曲，使得第三压力传感器123的可变电阻元件被压缩和减小，从而改变了可变电阻元件的电阻。即，第三压力传感器123输出具有比第一压力传感器121的检测信号的值小的值的信号。

同时，检测信号的值可以根据凹弯曲区域BA2的曲率而改变。

图8D表示位于第一子凹区域SBA2a中的第三压力传感器123a的检测信号，图8E表示位于第二子凹区域SBA2b中的第三压力传感器123b的检测信号。

参照图8D和图8E，位于第一子凹区域SBA2a中的第三压力传感器123a的检测信号比位于第二子凹区域SBA2b中的第三压力传感器123b的检测信号具有更大的变化。

即，可以看出位于具有大曲率的区域中的压力传感器具有大的电阻值的变化。

因此，当假设电阻值没有变化的第一压力传感器121的检测信号是参考信号时，基底形状确定单元133可以通过指示是否输出了大于或小于参考信号的信号的信息来确定基底110是凸地弯曲还是凹地弯曲。即，基底形状确定单元133可以确定弯曲方向，即，相对于基准的凸或凹。

此外，基底形状确定单元133可以基于电压变化的绝对值来确定表示基底110是否弯曲以具有大曲率或小曲率的弯曲的程度。因此，在当基底110被弯曲而未被施加触摸的时间(t1)处输出的压力传感器的第一检测信号可以是如图6中所示的调节信号。

图8A至图8E示出了从第二压力传感器122输出比参考电压大的信号以及从第三压力传感器123输出比参考电压小的信号，但是发明构思不限于此。

即，根据检测从压力传感器120输出的信号的检测电路的构造，可以从第二压力传感器122输出小于参考电压的信号，并且可以从第三压力传感器123输出大于参考电压的信号。此外，可以根据压力传感器120是位于基底110上或下来改变信号的值。

在下文中，参照图9A至图9E描述根据一个或更多个示例性实施例的通过参照基底110的弯曲形式来补偿触摸的压力的强度的方法。

图9A至图9E是示出根据发明的原理的补偿驱动电压的波形的示例的图。即，图9A至图9E是表示在当触摸施加到基底110并且基底110如图7中所示地弯曲时的时间(t2)处输入到压力传感器的驱动电压的波形。因此，在当触摸施加到基底110时的时间(t2)处输出的压力传感器的第二检测信号可以与图8A至图8E中示出的第一检测信号区分开。具体地，描述了当基底110如图7中所示地弯曲时补偿触摸的压力的强度的方法。

根据发明的原理，可以通过调节驱动电压的电平来补偿触摸的压力的强度。

图9A表示提供给第一压力传感器121的驱动电压，驱动电压可以是图6中示出的作为参考驱动电压的第一驱动电压Vd。

接下来，图9B和图9C表示提供给第二压力传感器122的驱动电压。提供给第二压力传感器122的驱动电压分别可以是作为第一补偿电压Vc1和第二补偿电压Vc2的图6中示出的第二驱动电压。

如图9A至图9E中所示，第一补偿电压Vc1或第二补偿电压Vc2具有比参考驱动电压Vd的值大的值。即，随着驱动电压的电平增大，由第二压力传感器122检测并输出的检测信号的电平也可以通过驱动电压的增大量而增大。如上面已经说明的，触摸的强度可以与压力和接触面积成比例。因此，虽然基底110与手指400之间的接触面积减小，但是施加到第二压力传感器122的驱动电压增大，从而可以补偿来自第二压力传感器122的检测信号。因此，可以不减小由计算单元134最终计算的触摸的强度。

此外，提供给第二压力传感器120的驱动电压的电平可以根据凸弯曲区域BA1的曲率而改变。

图9B表示提供给位于第一子凸区域SBA1a中的第二压力传感器122a的第一补偿驱动电压Vc1，图9C表示提供给位于第二子凸区域SBA1b中的第二压力传感器122b的第二补偿驱动电压Vc2。

参照图9B和图9C，第一补偿驱动电压Vc1比第二补偿驱动电压Vc2大。

即，位于具有更大曲率的凸区域中的传感器可以接收具有更大值的驱动电压。

接下来，图9D和图9E表示提供给第三压力传感器123的驱动电压。提供给第三压力传感器123的驱动电压可以是第三补偿驱动电压Vc3或第四补偿驱动电压Vc4。

如图9A至图9E中所示，第三补偿驱动电压Vc3或第四补偿驱动电压Vc4具有比参考驱动电压Vd的值小的值。即，随着驱动电压的电平减小，由第三压力传感器123检测并输出的检测信号的电平也可以减小了驱动电压的减小的量。如上面已经说明的，触摸的强度可以与压力和接触面积成比例。因此，虽然基底110与手指400之间的接触面积增大，但是施加到第三压力传感器123的驱动电压减小，从而可以补偿来自第三压力传感器123的检测信号。因此，可以不增大由计算单元134最终计算出的触摸的强度。

此外，提供给第三压力传感器123的驱动电压的电平可以根据凹弯曲区域BA2的曲率而改变。

图9D表示提供给位于第一子凹区域SBA2a中的第三压力传感器123a的补偿驱动电压Vc，图9E表示提供给位于第二子凹区域SBA2b中的第三压力传感器123b的补偿驱动电压Vc。

参照图9D和图9E，第三补偿驱动电压Vc3比第四补偿驱动电压Vc4小。

即，位于具有较大曲率的凹区域中的压力传感器可以接收具有较小值的驱动电压。

如上所述，可以考虑触摸传感器100与手指400之间的接触面积以及压力来计算触摸的强度。

然而，当基底110弯曲时，触摸传感器100与手指400之间的接触面积根据弯曲的方向和程度而不同，从而在计算触摸的压力的强度期间产生误差。

根据一个或更多个示例性实施例，如参照图9A至图9E所述，通过向位于接触面积减小的区域(即，凸弯曲区域BA1)中的压力传感器122施加较大的驱动电压并且向位于接触面积增大的区域(即，凹弯曲区域BA2)中的压力传感器123施加较小的驱动电压，能够抵消由接触面积产生的误差。

因此，能够在不受基底110的形状影响的情况下计算触摸的强度。

接下来，将描述根据发明的另一示例性实施例的补偿触摸的强度的方法。

根据另一示例性实施例，当基底110被弯曲时，计算单元134可以通过使用校正常数来补偿触摸的强度。在这种情况下，可以根据基底110的弯曲方向和弯曲程度来不同地应用校正常数的值。

在基底110如图7中所示地弯曲的示例情况下，当触摸施加到平坦区域PA时，第一压力传感器121检测触摸。在这种情况下，计算单元134可以通过参照第一压力传感器121的检测信号(第二检测信号)来计算触摸的强度，并可以不对计算后的触摸的强度执行单独的校正。

与此情况相反，当触摸施加到凸弯曲区域BA1时，第二压力传感器122检测触摸。在这种情况下，计算单元134通过参照第二压力传感器122的检测信号(第二检测信号)来计算触摸的强度，并且通过使用校正常数校正将要增大的触摸的强度的值来计算触摸的最终强度。

此外，校正常数的值可以根据凸弯曲区域BA1的曲率而改变。即，当触摸施加到第一子凸区域SBA1a时被计算单元134使用的校正常数可以大于当触摸施加到第二子凸区域SBA1b时被计算单元134使用的校正常数。

接下来，当触摸施加到凹弯曲区域BA2时，第三压力传感器123检测触摸。在这种情况下，计算单元134通过参照第三压力传感器123的检测信号(第二检测信号)来计算触摸的强度，并且通过使用校正常数校将要减小的触摸的强度的值来计算触摸的最终强度。

此外，校正常数的值可以根据凹弯曲区域BA2的曲率而改变。即，当触摸施加到第一子凹区域SBA2a时被计算单元134使用的校正常数可以小于当触摸施加到第二子凹区域SBA2b时被计算单元134使用的校正常数。

虽然已经将压力传感器120描述为通过使用可变电阻元件1230来检测压力的压力传感器，但是发明构思不限于此。例如，根据一个或更多个示例性实施例的触摸传感器还可以包括通过使用电容的变化来检测压力的压力传感器。

在下文中，将描述根据发明的另一示例性实施例的压力传感器及其操作方法。

图10A和图10B是发明的压力传感器的另一实施例的示出了压力传感器的示例性操作的简化的剖视图。

参照图10A，压力传感器120’可以包括第一导体1240和第二导体1250。

第一导体1240和第二导体1250可以彼此间隔开。

此外，单独的构成元件可以位于第一导体1240与第二导体1250之间。

第一导体1240和第二导体1250包括导电材料。在一个或更多个示例性实施例中，导电材料可以包括金属或金属的合金。金属可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)、铂(Pt)等。

在一个或更多个示例性实施例中，第一导体1240和第二导体1250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、石墨烯等。第一导体1240和第二导体1250可以由单层或多层形成，例如，其中层叠有材料之中的两种或更多种材料的多个层。

第一导体1240和第二导体1250被示出为具有图中的板状，但是不限于此，并可以被修改为各种形状。

此外，第二导体1250可以由与第一导体1240的材料相同的材料形成，或者第二导体1250和第一导体1240可以由不同的材料形成。

同时，图10A示出了压力F未被施加到压力传感器120’的状态，图10B示出了压力F被施加到压力传感器120’的状态。

参照图10A，当压力F未被施加到压力传感器120’时，第一电容C1可以形成在第一导体1240与第二导体1250之间。

参照图10B，当根据用户的触摸等将压力F施加到压力传感器120’时，可以改变第一导体1240与第二导体1250之间的距离，因此可以改变第一导体1240与第二导体1250之间的电容。例如，可以通过施加的压力F将第一电容C1改变为第二电容C2。

因此，第一导体1240与第二导体1250之间的互电容可以响应于施加的压力F而改变。

图11A是示意性地示出根据发明的原理构造的包括支撑膜的触摸传感器的另一实施例的简化的剖视图，图11B是示出图11A中示出的支撑膜的平面图，图11C是示出图11中示出的单位单元(unit cell)的构造的简化的剖视图。

参照图11A，触摸传感器可以包括基底110和位于基底110的一个表面上的压力传感器120，并且还可以包括位于基底110的另一表面上的支撑膜140。如图11A中所示，支撑膜140可以位于基底110的下表面上，或者也可以位于基底110的上表面上。

尽管基底110通过预定的力变形成弯曲形式，然后力被去除或不再连续地施加，但是支撑膜140可以执行保持基底110的变形形式的功能。

参照图11B，支撑膜140可以包括绝缘层141、位于绝缘层141的一个表面上的多个单位单元142。

参照图11C，单位单元142可以包括第一电极143、第二电极145和设置在第一电极143与第二电极145之间的流体层147。

第一电极143包括导电材料。在一个或更多个示例性实施例中，导电材料可以包括金属或金属的合金。金属可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)、铂(Pt)等。

在一个或更多个示例性实施例中，第一电极143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、石墨烯等。

第一电极143在图中以板状示出，但是不限于此，并可以修改为各种形状。例如，第一电极143可以具有彼此连接的条纹形状或者一个或更多个网格形状。

接下来，第二电极145与第一电极143间隔开，并且包括导电材料。导电材料可以从第一电极143的材料中选择，并且可以由与第一电极143的材料相同的材料形成，或者由与第一电极143的材料不同的材料形成。

第二电极145在图中也以板状示出，但是不限于此，并且可以修改为各种形状。例如，第二电极145可以具有彼此连接并且与第一电极143交叉的条纹形状或者一个或更多个网格形状。

接下来，流体层147是智能流体(smart fluid)，并且包括具有由电场或磁场改变的流体性质(例如，粘度或弹性)的材料。

具体地，流体层147可以是典型的电流变流体或者典型的磁流变流体，在电流变流体中，具有化学处理表面的聚合物颗粒、无机颗粒或功能性涂覆处理颗粒分散在非导电溶剂中，在磁流变流体中，顺磁性颗粒分散在具有低渗透性的溶剂中。

通过其可以施加电压的导线可以连接到第一电极143和第二电极145。

当通过向第一电极143和第二电极145施加电压来驱动单位单元142时，流体层147被硬化，并且当驱动停止时，流体层147再次变得柔性。

即，当在将基底110弯曲成期望的形状之后驱动单位单元142时，基底110可以不恢复到原始状态。

单位单元142的形状、单位单元142的布置等不限于图11A和图11B，但可以进行各种改变。

虽然这里已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但是通过本描述，其它实施例和修改将是明显的。因此，发明构思不限于这些实施例，而是限制于所提出的权利要求、各种明显的修改和等同的布置的更广泛的范围。

Claims (20)

1.一种触摸传感器，所述触摸传感器包括：

柔性基底，能够弯曲为弯折的或平坦的形状；

多个压力传感器，设置在所述柔性基底上；

传感器控制器，被配置为通过使用从所述多个压力传感器中的至少一个压力传感器获得的第一检测信号来确定所述柔性基底的弯曲形式，并被配置为基于所述柔性基底的所述弯曲形式通过产生信号来补偿触摸的强度。

2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，

所述传感器控制器包括：

传感器检测单元，被配置为接收从所述至少一个压力传感器输出的所述第一检测信号；

基底形状确定单元，被配置为通过被所述传感器检测单元接收的所述第一检测信号来获得与所述柔性基底的曲率的量和弯曲方向中的至少一个相关的信息。

3.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，

所述传感器控制器还包括向所述多个压力传感器提供驱动电压的传感器驱动器，

基于与所述柔性基底的曲率的所述量和所述弯曲方向中的所述至少一个相关的所述信息补偿所述驱动电压。

4.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，

所述柔性基底可弯曲成具有平坦区域、凸弯曲区域和凹弯曲区域中的至少一个的形状，并且

所述传感器驱动器被配置为向位于所述柔性基底的所述平坦区域中的第一压力传感器提供参考驱动电压。

5.根据权利要求4所述的触摸传感器，其中，

所述传感器驱动器被配置为向位于所述柔性基底的所述凸弯曲区域中的第二压力传感器提供第一补偿驱动电压，所述第一补偿驱动电压比所述参考驱动电压大。

6.根据权利要求5所述的触摸传感器，其中，

所述凸弯曲区域包括具有第一曲率的第一子区域和具有比所述第一曲率小的第二曲率的第二子区域，

传感器驱动器被配置为向所述第一子区域和所述第二子区域提供第一补偿驱动电压，并且提供给所述第一子区域的所述第一补偿驱动电压比提供给所述第二子区域的所述第一补偿驱动电压大。

7.根据权利要求4所述的触摸传感器，其中，

所述传感器控制器被配置为向位于所述柔性基底的所述凹弯曲区域中的第三压力传感器提供第二补偿驱动电压，所述第二补偿驱动电压比所述参考驱动电压小。

8.根据权利要求7所述的触摸传感器，其中，

所述凹弯曲区域包括具有第一曲率的第一子区域和具有比所述第一曲率小的第二曲率的第二子区域，

所述传感器驱动器被配置为向所述第一子区域和所述第二子区域提供第二补偿驱动电压，并且提供给所述第一子区域的所述第二补偿驱动电压比提供给所述第二子区域的所述第二补偿驱动电压小。

9.根据权利要求4所述的触摸传感器，其中，所述传感器控制器被配置为确定所述柔性基底的部分是平坦的、凹的还是凸的。

10.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，

所述传感器控制器还包括：计算单元，被配置为基于从所述压力传感器输出的第二检测信号来计算触摸的强度，所述第二检测信号与所述第一检测信号不同，并且被配置为基于校正常数来计算触摸的最终强度，所述校正常数对应于与触摸的所述强度、所述柔性基底的所述曲率和所述柔性基底的所述弯曲方向中的至少一个相关的信息。

11.根据权利要求10所述的触摸传感器，其中，

所述柔性基底可弯曲为凸的形状，并且当触摸施加到所述柔性基底的凸弯曲区域时，触摸的所述强度比触摸的所述最终强度小。

12.根据权利要求10所述的触摸传感器，其中，

所述柔性基底可弯曲为凹的形状，并且当所述触摸施加到所述柔性基底的凹弯曲区域时，触摸的所述强度比触摸的所述最终强度大。

13.根据权利要求1所述的触摸传感器，所述触摸传感器还包括：

支撑膜，设置在所述柔性基底上，并且包括单位单元以保持所述柔性基底的所述弯曲形式。

14.根据权利要求13所述的触摸传感器，其中，

所述单位单元包括：

第一电极；

第二电极，与所述第一电极间隔开；

流体层，设置在所述第一电极与所述第二电极之间，

其中，在电压施加到所述第一电极和所述第二电极时，所述流体层被硬化。

15.一种通过使用位于柔性基底上的压力传感器来检测触摸的方法，所述方法包括：

通过使用从所述压力传感器获得的第一检测信号来确定所述柔性基底的弯曲形式，所述第一检测信号是当所述柔性基底被弯曲而没有触摸输入时所述压力传感器的输出信号；

响应于所述柔性基底的所述弯曲形式将补偿驱动电压施加到所述压力传感器；

当触摸施加到所述柔性基底时，从所述压力传感器获得第二检测信号；

通过使用所述第二检测信号来计算触摸的强度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，

通过参照所述柔性基底的弯曲方向和/或所述柔性基底的曲率的量来确定所述柔性基底的所述弯曲形式。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述施加补偿驱动电压的步骤还包括：

将参考驱动电压施加到位于所述柔性基底的平坦区域中的压力传感器，

将比所述参考驱动电压大的第一补偿驱动电压施加到位于所述柔性基底的凸弯曲区域中的压力传感器，

将比所述参考驱动电压小的第二补偿驱动电压施加到位于所述柔性基底的凹弯曲区域中的压力传感器。

18.一种触摸传感器，所述触摸传感器包括：

柔性基底，可弯曲成具有平坦区域、凸弯曲区域和凹弯曲区域中的至少一个的形状；

第一压力传感器设置在所述平坦区域中，第二压力传感器设置在所述凸弯曲区域中，第三压力传感器设置在所述凹弯曲区域中；

传感器控制器，被配置为基于从所述第二压力传感器和所述第三压力传感器获得的第一检测信号来确定所述柔性基底的弯曲形式，响应于所述柔性基底的所述弯曲形式向所述第二压力传感器和所述第三压力传感器施加补偿驱动电压，当触摸施加到所述柔性基底时，从所述压力传感器获得第二检测信号，基于所述第二检测信号计算触摸的强度。

19.根据权利要求18所述的触摸传感器，其中，所述第一检测信号是当所述柔性基底被弯曲而没有触摸输入时所述压力传感器的输出信号。

20.根据权利要求18所述的触摸传感器，其中，

所述传感器控制器被配置为将参考驱动电压施加到所述平坦区域中的第一压力传感器，将第一补偿驱动电压施加到所述凸弯曲区域中的所述第二压力传感器，并将第二补偿驱动电压施加到所述凹弯曲区域中的所述第三压力传感器。