CN107526484A - 触摸传感器和包括触摸传感器的电子设备 - Google Patents

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Abstract

触摸传感器包括多个第一电极、多个第二电极和电容测量器，其被配置为测量所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的互电容。第一电极中的每个包括多个环形图案。

Description

触摸传感器和包括触摸传感器的电子设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月17日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2016-0075835号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
与示例性实施例一致的装置涉及能够响应于用户的触摸而获得用户的触摸位置和指纹图案中的至少一个的触摸传感器。
背景技术
可以通过使用用户的独特特征(例如，用户的指纹、语音、面部、手或虹膜)来执行用户认证。用户认证可以用于诸如银行设备、入口控制器、移动设备、膝上计算机等的各种设备中。在广泛使用的诸如智能电话的移动设备中，可以使用指纹读取器来执行用户认证，以保护存储在智能电话中的安全信息。
在智能电话中，触摸屏附着在显示设备以允许来自用户的直观输入。通常，与触摸屏分开提供指纹读取器，并且只有响应于手指在触摸屏上的固定位置处的触摸输入才可读取指纹。
当在显示面板上提供指纹读取器时，指纹读取器可以使用透明电极，以便不妨碍观看显示面板的图像。然而，在这种情况下，透明电极具有小的尺寸以提高指纹读取器的灵敏度，因此具有高电阻。
发明内容
示例性实施例提供了一种触摸传感器，其能够以提高的灵敏度和更高的驱动速度，响应于用户的触摸而获得用户的触摸位置和指纹图案中的至少一个。
根据示例性实施例的一个方面，提供了一种触摸传感器，包括：多个第一电极，其在第一方向上延伸并且彼此平行布置；多个第二电极，其在第二方向上延伸并且彼此平行布置以与所述多个第一电极交叉；以及电容测量器，被配置为获得所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的互电容，其中，所述多个第一电极中的至少一个包括：沿着所述第一方向提供的多个第一线性图案；以及所述多个第一线性图案之间的多个环形图案。
所述多个第一电极和所述多个第二电极可以提供在同一平面上。
所述多个环形图案可以提供给所述多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉的各个节点。
所述多个第一电极还可以包括多个第二线性图案，所述多个第二线性图案穿透所述多个环形图案并连接到所述多个第一线性图案。
所述多个环形图案可以各自具有多边形形状或圆形形状。
所述多个环形图案可以各自具有矩形形状，并且矩形形状的长边可以平行于第一方向。
所述多个环形图案可以具有菱形形状或六边形形状。
所述多个第二电极可以包括沿着第二方向提供的线性电极。
所述多个第一电极可以包括沿着第二方向提供的多个第三线性图案；以及所述多个第三线性图案之间的多个第二环形图案。
第一方向和第二方向可以彼此垂直。
所述多个第一电极和所述多个第二电极可以被配置为金属线。
金属线可以具有小于3μm的线宽。
金属线可以包括铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、Ag-Pd-Cu(APC)合金和银(Ag)中的至少一个。
所述多个第一电极和所述多个第二电极可以在所述多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉的节点处彼此电隔离。
触摸传感器还可以包括提供在所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的绝缘层。
电容测量器可以包括驱动器，被配置为向所述多个第一电极施加驱动电压；以及测量器，被配置为测量从所述多个第二电极输出的电信号。
驱动器可以独立地向所述多个第一电极施加驱动电压，并且测量器可以独立地测量从所述多个第二电极输出的电信号。
驱动器可以向所述多个第一电极施加相同的驱动电压，并且测量器可以测量从所述多个第二电极输出的电信号的总和。
电容测量器可以包括驱动器，被配置为向所述多个第二电极施加驱动电压；以及测量器，被配置为测量从所述多个第一电极输出的电信号。
驱动器可以独立地向所述多个第二电极施加驱动电压，并且测量器可以独立地测量从所述多个第一电极输出的电信号。
驱动器可以向第二电极施加相同的驱动电压，并且测量器可以测量从所述多个第一电极输出的电信号的和。
触摸传感器可以包括在所述多个第一电极和所述多个第二电极上或上方提供的保护膜。
根据另一示例性实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括：显示面板；触摸传感器，其提供在所述显示面板上，所述触摸传感器包括：多个第一电极，其在第一方向上延伸并且彼此平行布置；多个第二电极，沿第二方向延伸并且彼此平行布置；以及电容测量器，被配置为获得所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的互电容；以及处理器，被配置为基于所获得的互电容来获得触摸位置和执行触摸的手指的指纹图案中的至少一个，其中所述多个第一电极中的至少一个包括：沿第一方向提供的多个第一线性图案；以及所述多个第一线形图案之间的多个环形图案。
根据另一示例性实施例的一个方面，提供了一种被配置为检测触摸的触摸传感器，所述触摸传感器包括：以行和列布置的多个第一电极和多个第二电极；电容测量器，被配置为响应于所述触摸，获得所述多个第一电极中的一个第一电极和所述多个第二电极中的一个第二电极之间的互电容的变化，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极中的一个包括在其中形成空隙的图案。
将图案提供给所述多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉的节点中的每个。
所述多个第一电极和所述多个第二电极中的另一个可以包括线性图案。
附图说明
从以下结合附图对示例性实施例的描述中，上述和/或其他方面将变得明显并且更容易理解，附图中：
图1是根据示例性实施例的触摸传感器的分解透视图；
图2是在图1的触摸传感器的显示面板上提供的多个第一电极和多个第二电极的平面图；
图3是第一电极和第二电极彼此交叉的节点的侧视图；
图4是根据另一示例性实施例的触摸传感器的分解透视图；
图5是示出多个第一电极、多个第二电极和电容测量单元的配置的示例的平面图；
图6是示出多个第一电极、多个第二电极和电容测量单元的结构的另一示例的平面图。
图7是示出根据示例性实施例的包括接触触摸传感器的手指的脊部(ridge)FR和谷部(valley)FV的指纹F的横截面图；
图8是根据另一示例性实施例的多个第一电极和多个第二电极的平面图；
图9是根据另一示例性实施例的多个第一电极和多个第二电极的平面图；
图10是根据另一示例性实施例的多个第一电极和多个第二电极的平面图；
图11是根据另一示例性实施例的多个第一电极和多个第二电极的平面图；
图12A至12C是根据比较示例的多个第一电极和多个第二电极的平面图；
图13是示出根据示例性实施例的触摸传感器与使用图12A至12C的第一和第二电极的触摸传感器之间的性能差异的图；以及
图14是根据示例性实施例的电子设备的框图。
具体实施方式
以下参考附图更详细地描述某些示例性实施例。
虽然在以下描述中使用的术语尽可能选自当前广泛使用的一般术语，同时考虑到根据示例性实施例获得的功能，但是基于本领域技术人员的意图、先例、新技术的出现等，这些术语可以被其他术语替代。此外，在特定情况下，可以使用由申请人任意选择的术语。在这种情况下，在本公开的相应部分中可以描述这些术语的含义。因此，应当注意，本文使用的术语应当基于其实际含义和本说明书的全部内容来解释，而不是简单地基于术语的名称来解释。
应当理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，其可以直接连接或耦合到另一元件，或者可存在中间元件。将进一步理解，后缀“模块”或“单元”用于描述被配置为执行至少一个功能或操作的元件，并且这样的元件可以由硬件、软件或其组合来实现。
将理解，术语“包括”和/或“包含”当在本文中使用时，指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
将进一步理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。
现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。在这方面，示例性实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于本文所阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图来描述示例性实施例来解释各方面。如本文所用，术语“和/或”包括相关联列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。诸如“至少一个”的表述，当其在元素列表之前时，修饰整个元素列表，而不修饰列表的各个元素。
图1是根据示例性实施例的触摸传感器100的分解透视图。图2是在图1的触摸传感器100的显示面板10上提供的多个第一电极120和多个第二电极140的平面图。
参考图1，根据示例性实施例的触摸传感器100可以包括沿着第一方向(或x轴方向)彼此平行提供的第一电极120、沿着第二方向(或y轴方向)彼此平行地提供以与第一电极120交叉的第二电极140、以及被配置为测量第一电极120和第二电极140之间的互电容的电容测量单元(或电容测量器)160。
图1所示的触摸传感器100可以感测触摸和触摸位置以及/或执行触摸的用户的手指的指纹。例如，触摸传感器100可以感测用户的手指或触摸笔在第一电极120和第二电极140上的触摸位置。替代地，触摸传感器100可以感测用户触摸第一电极120和第二电极140的手指的指纹图案。用户可以直接触摸第一电极120和第二电极140。替代地，用户可以触摸在第一电极120和第二电极140上提供的保护膜(未示出)或保护玻璃(未示出)。
第一电极120和第二电极140可以被提供在显示面板10上。显示面板10可以是例如有机发光显示面板或液晶显示面板，但不限于此。第一和第二电极可以被提供在显示面板的显示表面上。从显示面板10(或显示面板10的显示表面)发出的光可以通过第一电极120和第二电极140传送给用户。
第一电极120可以沿着第一方向(或x轴方向)彼此平行地提供。第一电极120中的每个可以包括沿着第一方向(或x轴方向)提供的多个环形图案122。第一电极120可以包括提供在环形图案122之间的多个第一线性图案121a。第一电极120还可包括被配置为穿透环形图案122的多个第二线性图案121b。
第一电极120可以被配置为金属线。当包括在第一电极120中的第一线性图案121a和第二线性图案121b以及环形图案122被配置为金属线时，第一电极120的面积可以减小。当第一电极120的面积减小时，在第一电极120下方显示在显示面板10上的图像的可见度不会被触摸传感器100阻挡。换句话说，通过第一电极120和第二电极140从显示面板10(或显示面板10的显示表面)发出的光的透射率可以提高。
第一电极120的金属线可以包括具有小电阻率的金属。例如，第一电极120的金属线可以包括铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、Ag-Pd-Cu(APC)合金和银(Ag)中的至少一个。当第一电极120的金属线包括具有小电阻率的金属(例如，上面列出的金属中的至少一个)时，尽管金属线的线宽小，但是不会发生第一电极120的电阻的过度增大。例如，第一电极120的金属线的线宽可以小于约3μm。
环形图案122可以具有围绕预定空间区域的环形形状。环形图案122可以提供在第一电极120和第二电极140彼此交叉的节点之间。环形图案122可以是空图案(或在其中提供空隙的图案)。当用户的手指或触摸笔触摸第一电极120和第二电极140时，环形图案122可以增大第一电极120和第二电极140之间的互电容变化。
例如，环形图案122可以具有矩形形状。长方形的长边可以平行于第一方向(或x轴方向)。当环形图案122的长边平行于提供第一电极120的第一方向(或x轴方向)时，由于用户的触摸而导致的第一电极120和第二电极140之间的互电容变化可能会增大。
第一电极120之间的距离W1可以小于约75μm。然而，示例性实施例不限于此。第一电极120之间的距离W1可以等于或大于75μm。响应于第一电极120之间的距离W1减小，触摸传感器100的灵敏度可以增大。环形图案122的短边的长度l1可以小于第一电极120之间的距离W1。
环形图案122具有如图1所示的矩形形状，但是，示例性实施例不限于此。例如，环形图案122可以具有多边形形状或圆形形状。替代地，环形图案122可以具有闭合的曲线形状。稍后将详细描述环形图案122的形状的示例。
环形图案122可以互连第一线性图案121a。第一线性图案121a可以配置为金属线。在图1中第一线性图案121a被提供为直线。但是，示例性实施例不限于此。例如，第一线性图案121a可以以任何非直线(诸如曲线或折线)提供。
第二线性图案121b可以穿透环形图案122。另外，第二线性图案121b的端部可以连接到环形图案122和第一线性图案121a彼此相交的节点。例如，在图1中第二线性图案121b被提供为直线。然而，示例性实施例不限于此。例如，第二线性图案121b可以以任何非直线(诸如曲线或折线)提供。
第二电极140可以沿着第二方向(或y轴方向)提供以与第一电极120交叉。第一方向(或x轴方向)和第二方向(或y轴方向)可以彼此垂直。然而，示例性实施例不限于此。第二方向可以是不平行于第一方向的任意方向。
第二电极140可以被配置为金属线。当第二电极140被配置为金属线时，可以减小第二电极140的面积。当第二电极140的面积减小时，在第二电极140下方显示面板10上显示的图像的可见度不会被触摸传感器100阻挡。
第二电极140的金属线可以包括具有小电阻率的金属。例如，第二电极140的金属线可以包括铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、Ag-Pd-Cu(APC)合金和银(Ag)中的至少一个。当第二电极140的金属线包括具有小电阻率的金属(例如，上面列出的金属中的至少一个)时，尽管金属线的线宽小，但是不会发生第二电极140的电阻的过度增大。例如，第二电极140的金属线的线宽可以小于约3μm。
第二电极140可以沿着第二方向(或y轴方向)提供。第二电极140之间的距离W2可以小于约75μm。第二电极140之间的距离W2可以与第一电极120之间的距离W1相同或不同。第一电极120的环形图案122的长边的长度l2可以小于第二电极140之间的距离W2。
第二电极140可以包括沿着第二方向提供的线性电极。在图1和图2中线性电极提供为直线金属线，但是示例性实施例不限于此。例如，第二电极140可以包括具有弯曲部分的电极。替代地，第二电极140可以包括提供为折线的电极。
当第二电极140被配置为线性电极时，对于通过第一电极120和第二电极140观看图像的用户，在第一电极120和第二电极140下显示在显示面板10上的图像的可见度不会被阻挡。换句话说，可以增大通过第一电极120和第二电极140从显示面板10(或显示面板10的显示表面)发射的光的透射率。此外，可以进一步增大由于用户的触摸而导致的第一电极120和第二电极140之间的互电容变化。
第一电极120和第二电极140可以彼此电隔离。例如，第一电极120和第二电极140可以在第一电极120和第二电极140彼此交叉的节点处彼此电隔离。
图3是第一电极120和第二电极140彼此交叉的节点的侧视图。
参考图3，第一电极120的第一线性图案121a可以与第二电极140电隔离。第一线性图案121a可以具有提供在第二电极140上的桥形。图3所示的第一线性图案121a的形状仅仅是示例，并且示例性实施例不限于此。例如，第一线性图案121a可以具有在第二电极140上弯曲的弧形。由于第一电极120和第二电极140彼此电隔离，所以当用户的手指触摸第一电极120和第二电极140时，第一电极120和第二电极140之间的电场可以穿过用户的手指。第一电极120和第二电极140之间的、穿过用户的手指的电场的形状可以根据手指的指纹图案而变化。
第一电极120和第二电极140提供在图3中的同一平面上，但是示例性实施例不限于此。例如，第一电极120和第二电极140可以提供在不同的平面上。
图4是根据另一示例性实施例的触摸传感器100的分解透视图。将省略以上那些重复的描述。
参考图4，根据示例性实施例的触摸传感器100还可以包括提供在多个第一电极120和多个第二电极140之间的绝缘层130。绝缘层130可以将第一电极120从第二电极电隔离。例如，在图4中，第一电极120提供在绝缘层130上方，并且第二电极140提供的绝缘层130下方。然而，示例性实施例不限于此。例如，第一电极120可以提供在绝缘层130下方，并且第二电极140可以提供在绝缘层130上。
根据示例性实施例的触摸传感器100还可以包括在第一电极120和第二电极140上或上方提供的保护膜150。保护膜150可以具有约100μm的厚度。保护膜150覆盖图4中的第一电极120，但是，示例性实施例不限于此。例如，当第二电极140提供在绝缘层130上时，保护膜150可以覆盖第二电极140。替代地，当第一电极120和第二电极140提供在同一平面上时，保护膜150可以覆盖第一电极120和第二电极140两者。保护膜150可以通过覆盖第一电极120和第二电极140中的至少一部分来保护第一电极120和/或第二电极140。
当用户的手指或触摸笔触摸保护膜150时，第一电极120和第二电极140之间的互电容可以变化。电容测量单元160可以通过测量第一电极120中的每个和第二电极140中的每个之间的互电容的差，提供关于手指或触摸笔在保护膜150上的触摸位置的信息。此外，电容测量单元160可以通过测量第一电极120中的每个和第二电极140中的每个之间的互电容的差，提供关于用户的手指的指纹图案的信息。
电容测量单元160可以通过如上所述测量第一电极120和第二电极140之间的互电容，提供关于用户的触摸位置的信息和关于用户的指纹图案的信息中的至少一个。在这种情况下，第一电极120和第二电极140彼此交叉的节点可以用作被配置为感测触摸输入和/或指纹图案的像素。也就是说，由于用户的触摸，第一电极120和第二电极140之间的自电容和/或互电容可以在第一电极120和第二电极140彼此交叉的节点中的一个节点处变化，并且可以使用第一电极120和第二电极140之间的自电容和/或互电容变化的节点的位置，获得关于触摸位置的信息和/或关于用户的指纹图案的信息。
为了测量第一电极120中的每个和第二电极140中的每个之间的互电容，电容测量单元160可向第一电极120施加驱动电压。电容测量单元160可以通过测量从第二电极140输出的电信号，测量第一电极120中的每个和第二电极140中的每个之间的互电容。替代地，电容测量单元160可以通过向第二电极140施加驱动电压并测量从第一电极120输出的电信号，测量第一电极120中的每个和第二电极140中的每个之间的互电容。
当电容测量单元160向第一电极120或第二电极140施加驱动电压时，第一电极120和第二电极140之间的互电容可以变化。由于包括在第一电极120中的多个环形图案122，互电容的变化可以被放大。
图5是示出多个第一电极120、多个第二电极140和电容测量单元160的配置的示例的平面图。
参考图5，电容测量单元160可以包括被配置为向第一电极120施加驱动电压的驱动单元(或驱动器)162、以及被配置为测量从第二电极140输出的电信号的测量单元(或测量器)164。
驱动单元162可以向第一电极120施加驱动电压。驱动单元162可以以驱动电压的幅值变化的方式施加驱动电压，例如随时间经过以脉冲波的形式而施加。当驱动单元162向第一电极120施加驱动电压时，在第一电极120和第二电极140之间可能出现电势差。由于电势差，可能在第一电极120和第二电极140之间产生电场。
测量单元164可以测量从第二电极140输出的电信号。测量单元164可以测量流过第二电极140的电流。替代地，测量单元164可以测量第二电极140的电势。
驱动单元162可以独立地向第一电极120施加驱动电压。也就是说，驱动单元162可以向第一电极120施加不同的驱动电压。在这种情况下，测量单元164可以独立地测量从第二电极140输出的电信号。当驱动单元162独立地向第一电极120施加驱动电压、并且测量单元164独立地测量从第二电极140输出的电信号时，可以在多个第一电极120和第二电极140彼此交叉的多个节点中的每个处测量互电容。可以使用在节点中的每个处测量的互电容来获得关于用户的指纹图案的信息。
替代地，驱动单元162可以将相同的驱动电压施加到第一电极120，并且测量单元164可以测量从第二电极140输出的电信号的和。在这种情况下，可以获得在节点处单独测量的互电容的和。为了确定用户是否进行触摸和/或获得触摸位置，驱动单元162可以向第一电极120施加相同的驱动电压，并且测量单元164可以测量从第二电极140输出的电信号的和。
图6是示出多个第一电极120、多个第二电极140和电容测量单元160的配置的另一示例的平面图。
参考图6，电容测量单元160可以包括被配置为向第二电极140施加驱动电压的驱动单元163、以及被配置为测量从第一电极120输出的电信号的测量单元165。
驱动单元163可以向第二电极140施加驱动电压。驱动单元163可以以驱动电压的幅值变化的方式施加驱动电压，例如随时间经过以脉冲波的形式而施加。当驱动单元163向第二电极140施加驱动电压时，可能在第一电极120和第二电极140之间出现电势差。由于电势差，可能在第一电极120和第二电极140之间产生电场。
测量单元165可以测量从第一电极120输出的电信号。测量单元165可以测量流过第一电极120的电流。替代地，测量单元165可以测量第一电极120的电势。
驱动单元163可以独立地向第二电极140施加驱动电压。也就是说，驱动单元163可以向第二电极140施加不同的驱动电压。在这种情况下，测量单元165可以独立地测量从第一电极120输出的电信号。替代地，驱动单元163可以向第二电极140施加相同的驱动电压，并且测量单元165可以测量从第一电极120输出的电信号的和。
图7是示出根据示例性实施例的包括触摸触摸传感器100的用户的手指的脊部(ridge)FR和谷部(valley)FV的指纹F的横截面图。在图7中，附图标记170表示粘合层。
参考图7，当用户的手指触摸保护膜150时，与手指触摸的区域相邻的第一电极120和第二电极140之间的互电容可以变化。与手指的指纹F的脊部FR相邻的第一电极120和第二电极140之间的互电容变化、以及与谷部FV相邻的第一电极120和第二电极140之间的互电容变化可能不同。当第一电极120之间的距离W1和第二电极140之间的距离W2小于指纹F的脊部FR和谷部FV之间的距离时，可以通过测量第一电极120中的每个和第二电极140中的每个之间的互电容变化，获得关于用户的指纹F的图案的信息。
图8是根据另一示例性实施例的多个第一电极120和多个第二电极140的平面图。将省略以上那些重复的描述。
参考图8，第一电极120中的每个可以包括多个第一线性图案121a和被配置为互连第一线性图案121a的多个环形图案122。第二电极140可以包括线性电极。与图2所示的第一电极120相比，图8所示的第一电极120可以不包括多个第二线性图案。
图9是根据另一示例性实施例的多个第一电极120和多个第二电极140的平面图。将省略以上那些重复的描述。
参考图9，第一电极120中的每个可以包括多个第一线性图案121a和被配置为互连第一线性图案121a的多个环形图案122。第二电极140可以包括线性电极。环形图案122可以具有例如菱形形状。第一线性图案121a可以连接到菱形形状的角(或顶点)。第一电极120中的每个不包括被配置为穿透图9中的环形图案122的多个第二线性图案，但是，示例性实施例不限于此。例如，每个第一电极120还可以包括被配置为穿透环形图案122的多个第二线性图案。在这种情况下，第二线性图案的端部可以连接到环形图案122的的角(或顶点)。
图10是根据另一示例性实施例的多个第一电极120和多个第二电极140的平面图。将省略以上那些重复的描述。
参考图10，第一电极120中的每个可以包括多个第一线性图案121a和被配置为互连第一线性图案121a的多个环形图案122。第二电极140可以包括线性电极。环形图案122可以具有六边形形状。第一线性图案121a可以连接到六边形形状的侧边。然而，示例性实施例不限于此。例如，第一线性图案121a可以连接到六边形形状的角(或顶点)。
第一电极120中的每个不包括配置成穿透图10中的环形图案122的多个第二线性图案，但是，示例性实施例不限于此。例如，第一电极120中的每个还可以包括被配置为穿透环形图案122的多个第二线性图案。在这种情况下，第二线性图案的端部可以连接到环形图案122的角(或顶点)或侧边。
图7至图10所示的环形图案122的形状仅仅是示例，并且示例性实施例不限于此。例如，环形图案122可以包括但不限于圆形、椭圆形、多边形或闭合曲线形状中的任何一个。
图11是根据另一示例性实施例的多个第一电极120和多个第二电极140的平面图。将省略以上那些重复的描述。
参考图11，第一电极120中的每个可以包括多个第一线性图案121a和被配置为互连第一线性图案121a的多个环形图案122。第二电极140中的每个可以包括多个第一线性图案141a和被配置为互连第一线性图案141a的多个环形图案142。
与图1至图10中的第二电极140中的每个包括单个线性图案的示例性实施例相比，图11的第二电极140中的每个可以包括多个第一线形图案141a和多个环形图案142。包括在第二电极140中的每个中的环形图案142的形状可以与包括在第一电极120中的每个中的环形图案122的形状相同或不同。第二电极140中的每个还可以包括被配置为穿透环形图案142的多个第二线性图案。
图12A至12C是根据比较例的多个第一电极20和多个第二电极40的平面图。
参考图12A，第一电极20中的每个可以包括多个固体图案22。第二电极40中的每个还可以包括多个实心图案42。实心图案可以包括非空图案(或其中不提供空隙的图案)。当第一电极20和第二电极40包括实心图案22和42(或非空图案)并且包括金属时，可能影响在第一电极20和第二电极40下显示在显示面板上的图像的观看。换句话说，可能降低从显示面板10通过第一电极120和第二电极140发射的光的透射率。当实心图案22和42包括诸如氧化铟锡(ITO)的透明材料时，第一电极20和第二电极40的电阻增大。响应于第一电极20和第二电极40的电阻增大，触摸传感器的驱动速度可能降低。
参考图12B，第一电极20和第二电极40可以被提供为线性图案。然而，当第一电极20和第二电极40不包括环形图案时，由于用户的触摸而导致的第一电极20和第二电极40之间的互电容变化可能减小。响应于互电容变化的减小，感测用户的指纹图案的灵敏度可能降低。
参考图12C，第一电极20和第二电极40可以具有大的线宽。在这种情况下，当第一电极20和第二电极40包括金属时，可能影响在第一电极20和第二电极40下显示在显示面板上的图像的观看。当第一电极20和第二电极40包括诸如氧化铟锡(ITO)的透明材料时，第一电极20和第二电极40的电阻增大。响应于第一电极20和第二电极40的电阻增大，触摸传感器的驱动速度可能降低。
与上述比较例相比，在根据图1至图11的示例性实施例的任何一个的触摸传感器100中，第一电极120和第二电极140被配置为金属线，因此在第一电极120和第二电极140下显示在显示面板10上的图像的观看可能受到较小的影响或基本上不受影响。此外，根据示例性实施例，第一电极120和第二电极140包括具有小电阻率的金属，因此可以减小第一电极120和第二电极140的电阻。响应于具有小电阻的第一电极120和第二电极140，可以增大触摸传感器100的驱动速度。此外，由于第一电极120包括环形图案122，所以可以增大由于用户的触摸导致的第一电极120和第二电极140之间的互电容变化。响应于增大的互电容变化，也可以增大由触摸传感器100感测用户的指纹的灵敏度。
图13是示出根据示例性实施例的触摸传感器100与使用图12A至12C的第一电极20和第二电极40的触摸传感器之间的性能差异的曲线图。
在图13中，横轴(或x轴)指示第一电极和第二电极彼此交叉的各个节点处的第一电极中的每个和第二电极中的每个之间的电阻和互电容的乘积。电阻和互电容的乘积可以是与触摸传感器100的驱动时间相关的RC时间常数。因此，水平轴上的电阻和互电容的乘积的小值可以表示触摸传感器100的高驱动速度。
在图13中，纵轴(或y轴)指示由于用户的触摸导致的互电容变化。大的互电容变化可以指示触摸传感器的高灵敏度。
在图13中，点P4、P6和P7指示使用图12A至12C的第一电极20和第二电极40的触摸传感器的性能。
例如，点P4指示使用图12B所示的第一电极20和第二电极40的触摸传感器的性能。点P6指示使用图12A所示的第一电极20和第二电极40的触摸传感器的性能。点P7指示使用图12C所示的第一电极20和第二电极40的触摸传感器的性能。
参考图13，当如图12B所示第一电极20和第二电极40被配置成线性电极时，可以减小第一电极20和第二电极40之间的互电容变化。因此，触摸传感器的灵敏度可能降低。当如图12C所示第一电极20和第二电极40的厚度增大时，可以增大电阻和互电容的乘积，从而可以降低触摸传感器的驱动速度。当如图12A所示第一电极20和第二电极40包括实心图案22和42时，可以增大电阻和互电容的乘积，从而可以降低触摸传感器的驱动速度。
图13中的点P1、P2、P3和P5指示根据示例性实施例的触摸传感器100的性能。
例如，点P1指示使用图2所示的第一电极120和第二电极140的触摸传感器100的性能。点P2指示使用图8所示的第一电极120和第二电极140的触摸传感器100的性能。点P3指示使用图9所示的第一电极120和第二电极140的触摸传感器100的性能。点P5指示使用图10所示的第一电极120和第二电极140的触摸传感器100的性能。
参考图13，当第一电极120包括环形图案122并且第二电极140被配置为线性电极时，可以增大互电容变化，并且可以减小电阻和互电容的乘积。也就是说，当第一电极120包括环形图案122并且第二电极140被配置为线性电极时，可以提高触摸传感器100的灵敏度并且可以减小其驱动时间。
如点P5所示，当第一电极120和第二电极140分别包括环形图案122和142时，尽管性能的改善不大于P1，P2和P3的改善，但是与比较例相比可以实现更高的灵敏度和更短的驱动时间。
图14是根据示例性实施例的电子设备1000的框图。
参考图14，根据示例性实施例的电子设备1000可以包括显示面板10、触摸传感器100和处理器200，所述处理器200被配置为基于由触摸传感器100的电容测量单元160测量的互电容，获得用户的触摸位置和指纹图案中的至少一个。
图14所示的电子设备1000可以是被配置为在显示面板10上显示图像的电子设备，并且可以是但不限于例如移动通信设备和/或智能电话。
触摸传感器100可以是根据图1至图13的示例性实施例的那些中的任一个。处理器200可以基于第一电极120和第二电极140之间的互电容来获得用户的触摸位置和指纹图案中的至少一个，所述互电容由触摸传感器100的电容测量单元160测量。例如，处理器200可以包括中央处理单元(CPU)。
根据示例性实施例的电子设备1000可以包括用于存储用于获得用户的指纹图案和/或触摸位置的软件和算法的计算机可读记录介质。这里，计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、软盘和硬盘)、光记录介质(例如，紧凑盘(CD)-ROM和数字通用盘(DVD))等。计算机可读记录介质也可以分布在网络耦合的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。计算机可读记录介质可由计算机读取、存储在存储器中并由处理器200执行。
根据示例性实施例，由附图中所示的块表示的组件、元件、模块或单元中的至少一个可以被实现为执行上述各个功能的各种数量的硬件、软件和/或固件结构。例如，这些组件、元件或单元中的至少一个可以使用直接电路结构，诸如存储器、处理器、逻辑电路、查找表等，其可以通过一个或更多的微处理器或其它控制装置的控制来执行各个功能。此外，这些组件、元件或单元中的至少一个可以由模块、程序或代码的一部分具体体现，所述模块、程序或代码的一部分包含用于执行指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令、并由一个或多个微处理器或其他控制装置执行。此外，这些组件、元件或单元中的至少一个可以进一步包括执行各自功能的诸如CPU的处理器、微处理器等，或由所述处理器、微处理器等来实现。这些组件、元件或单元中的两个或更多个可以组合成单个组件、元件或单元，其执行组合的两个或多个组件、单元或元件的所有操作或功能。此外，这些组件、元件或单元中的至少一个的功能的至少一部分可以由这些组件、元件或单元中的另一个执行。此外，虽然在上述框图中没有示出总线，但是可以通过总线来执行组件、元件或单元之间的通信。上述示例性实施例的功能方面可以在一个或多个处理器上执行的算法中实现。此外，由块或处理步骤表示的组件、元件或单元可以采用任何数量的用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的相关技术。
已经在上面关于图1至图14描述了根据示例性实施例的触摸传感器100和包括触摸传感器100的电子设备1000。根据上述实施例，可以减少触摸传感器100的第一电极120和第二电极140对显示在显示面板10上的图像的观看(或可见度)的影响。此外，可以提高触摸传感器100的灵敏度，并且可以减小其驱动时间。
应当理解，本文描述的实施例应仅被考虑为描述性意义，而不是为了限制的目的。在其他示例性实施例中，每个示例性实施例中的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它类似特征或方面。
虽然已经参考附图描述了一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离如由以下权利要求所定义的精神和范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。

Claims (26)

1.一种触摸传感器，包括：
多个第一电极，其在第一方向上延伸并且彼此平行布置；
多个第二电极，其在第二方向上延伸并且彼此平行布置以与所述多个第一电极交叉；以及
电容测量器，被配置为获得所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的互电容，
其中，所述多个第一电极中的至少一个包括：
沿着所述第一方向提供的多个第一线性图案；以及
所述多个第一线性图案之间的多个环形图案。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被提供在同一平面上。
3.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个环形图案被提供给所述多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉的各个节点。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个第一电极中的至少一个还包括多个第二线性图案，所述多个第二线性图案穿透所述多个环形图案并且连接到所述多个第一线性图案。
5.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个环形图案各自具有多边形形状或圆形形状。
6.根据权利要求5所述的触摸传感器，其中，所述多个环形图案各自具有矩形形状；并且
其中，所述矩形形状的长边平行于所述第一方向。
7.根据权利要求5所述的触摸传感器，其中，所述多个环形图案具有菱形形状或六边形形状。
8.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个第二电极包括沿着所述第二方向提供的线性电极。
9.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个第二电极包括：
沿所述第二方向提供的多个第三线性图案；以及
在所述多个第三线性图案之间的多个第二环形图案。
10.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述第一方向和第二方向彼此垂直。
11.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被配置为金属线。
12.根据权利要求11所述的触摸传感器，其中，所述金属线具有小于3μm的线宽。
13.根据权利要求11所述的触摸传感器，其中，所述金属线包括铝(Al)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、Ag-Pd-Cu(APC)合金以及银(Ag)中的至少一个。
14.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极在所述多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉的节点处彼此电隔离。
15.根据权利要求1所述的触摸传感器，还包括提供在所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的绝缘层。
16.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述电容测量器包括：
驱动器，被配置为向所述多个第一电极施加驱动电压；以及
测量器，被配置为测量从所述多个第二电极输出的电信号。
17.根据权利要求16所述的触摸传感器，其中，所述驱动器被配置为独立地向所述多个第一电极施加驱动电压，并且
其中，所述测量器被配置为独立地测量从所述多个第二电极输出的电信号。
18.根据权利要求16所述的触摸传感器，其中，所述驱动器被配置为对所述多个第一电极施加相同的驱动电压，并且
其中，所述测量器被配置为测量从所述多个第二电极输出的电信号的和。
19.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述电容测量器包括：
驱动器，被配置为向所述多个第二电极施加驱动电压；以及
测量器，被配置为测量从所述多个第一电极输出的电信号。
20.根据权利要求19所述的触摸传感器，其中，所述驱动器被配置为独立地向所述多个第二电极施加驱动电压，并且
其中，所述测量器被配置为独立地测量从所述多个第一电极输出的电信号。
21.根据权利要求19所述的触摸传感器，其中，所述驱动器被配置为向所述第二电极施加相同的驱动电压；并且
其中，所述测量器被配置为测量从所述多个第一电极输出的电信号的和。
22.根据权利要求1所述的触摸传感器，还包括在所述多个第一电极和所述多个第二电极上或上方提供的保护膜。
23.一种电子设备，包括：
显示面板；
提供在所述显示面板上的触摸传感器，所述触摸传感器包括：
多个第一电极，其在第一方向上延伸并且彼此平行布置；
多个第二电极，其在第二方向上延伸并且彼此平行布置以与所述第一电极交叉；以及
电容测量器，被配置为获得所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的互电容；以及
处理器，被配置为基于获得的互电容来获得触摸位置和执行触摸的手指的指纹图案中的至少一个，
其中，所述多个第一电极中的至少一个包括：
沿着所述第一方向提供的多个第一线性图案；以及
所述多个第一线性图案之间的多个环形图案。
24.一种被配置为检测触摸的触摸传感器，所述触摸传感器包括：
以行和列排列的多个第一电极和多个第二电极；
电容测量器，被配置为响应于触摸而获得所述多个第一电极中的一个第一电极和所述多个第二电极中的一个第二电极之间的互电容的变化，
其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极中的一个包括在其中形成空隙的图案。
25.根据权利要求24所述的触摸传感器，其中，所述图案被提供给所述多个第一电极和所述多个第二电极彼此交叉的节点中的每个。
26.根据权利要求24所述的触摸传感器，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极中的另一个包括线性图案。
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