CN107636577B - 电容式显示设备 - Google Patents

Abstract

描述了一种设备。在一个示例中，设备包括电容传感器层和导电接地层。导电接地层在与设备的目标感测方向相反的方向上被布置在电容传感器层下方。电容传感器层和导电接地层之间的距离被配置成保持在超过形变范围的阈值内。在其他示例中，与设备的特征一起讨论了一种用于制造该设备及模块的方法。

Description

电容式显示设备

背景

手势敏感面板是输入设备，其允许用户通过以下来向计算设备输入命令：通过用他或她的手指或其他对象或手势来选择显示在图像显示设备的屏幕上的指示内容。在本文中，手势一般是指人类或物体与触敏面板之间的物理交互。手势的一个示例是触敏面板上的触摸。面板的传感器可为电容性的，被配置成测量手势和传感器的电子元件之间的电容。

概述

提供本概述以便以简化的形式介绍将在以下的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。

描述了一种设备。在一个示例中，该设备包括电容传感器层和导电接地层。导电接地层在与设备的目标感测方向相反的方向上被布置在电容传感器层下方。电容传感器层和导电接地层之间的距离被配置成跨形变范围保持在阈值内。

在其他示例中，连同设备的各特征一起讨论了用于制造该设备和模块的方法。

许多附带特征将随着参考下面的详细描述并结合附图进行理解而得到更好的认识。

附图简述

根据附图阅读以下详细描述将更好地理解本说明书，在附图中：

图1例示了根据说明性示例的触敏显示设备的示意表示的截面；

图2例示了根据说明性示例的包括通过导体接地的触敏显示设备的结构的示意表示的截面；

图3例示了根据另一说明性示例的包括通过Ag浆料接地的触敏显示设备的结构的示意表示的截面；

图4例示了根据另一说明性示例的包括通过海绵接地的触敏显示设备的结构的示意表示的截面；

图5例示了根据另一说明性示例的在堆叠的底部具有接地层的触敏显示器的示意标识的截面；

图6例示了根据另一说明性示例的具有通过导电粘合剂接地的触敏显示设备的结构的示意表示的截面；

图7例示了根据另一说明性示例的具有通过导电海绵接地的触敏显示设备的结构的示意表示的截面；

图8例示了根据另一说明性示例的在TFT基板上方具有接地层的触敏显示器的示意标识的截面；以及

图9例示了根据一个示例的用于制造触敏显示器的方法的概略表示。

在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。

详细描述

下面结合附图提供的详细描述旨在作为本发明示例的描述，并不旨在表示可以构建或使用本发明示例的唯一形式。然而，可以通过不同的示例来实现相同或等效功能和序列。

图1例示了触敏显示器100的示例。显示器100可具有分层配置，其中多个层彼此叠置以形成分层元件的堆叠。显示器100可被配置成向显示器100的外部显示可调节的视觉输出。显示器100可以是要被集成为设备(诸如移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、游戏控制器、可穿戴电子设备等)的一部分的独立的、可操作的显示器、显示模块或显示面板。

显示器100可包括用来生成要显示的文本、图形和/或图像的子元件。基于这些层，显示器100可包括被配置成用于形成所显示的信息的各层。可通过显示元件外部的各元件和组件来执行针对显示器100的控制。控制信号和功率可例如通过适当的布线和电缆来被提供给显示元件。

显示器100可基于任何合适的电气或电子显示技术，包括例如LCD(液晶显示)、OLED(有机发光二极管)以及AMOLED(有源矩阵有机发光二极管)、基于石墨烯的显示器及其任何变体。

显示器100可被配置成使得其可作为用于仅单向呈现信息无需任何交互的无源显示元件或其部分来操作。显示器100还可被配置为交互式显示器，例如可通过使用触控笔接触显示器或与其进行交互来操作。触敏显示器100可被配置为基于手势的用户界面，并且其可以基于任何适当的手势或触控笔电容性感测技术及其变体。

根据一个示例，显示器100可以是可弯曲或可折叠的。根据另一示例，显示器100可以是柔性的。可以减少触敏显示器100中的由显示器下方的设备100的感测层和主接地层的弯曲或距离变化造成的误差。可通过导电接地层102以及诸如电容传感器101之类的电容性灵敏度传感器来减小该误差。例如，显示器设备100可能经历显著的形变，该形变的程度通常可大于任何不可弯曲或非柔性材料的标称形变。通过具有稳定的导电接地层102，有可能降低对电容传感器101和接地点之间的误差和距离变化的灵敏度。

图1的显示器100的各层仅仅是可能的元件的示例。只要各元件包括具有各自的接地层102的至少一个电容传感器101和至少一个显示元件，则触敏显示器100可包括任何合适数量的元件。

触敏显示器100包括如图1的示例所例示的各层的堆叠。如图1所例示的，显示器100的分层元件是层叠的，意义在于它们位于彼此的顶部，从而形成各元件的堆叠。这些元件也可被称为层。每个元件或层被形成为大致片状或板状结构，其宽度明显大于垂直于所定义的宽度方向的方向上(即在“垂直”或“直立”方向上)的厚度。在实践中，宽度，或者更一般而言侧向尺寸可例如在几厘米到几十厘米的范围内，而每个元件的厚度可为例如几十微米。然而，这些数字仅仅是示例性的，并且显示器100的显示元件的厚度可以变化。

触敏显示器100的各层可包括盖玻璃109、光学透明粘合剂(OCA)或光学透明树脂(OCR)108、偏振器107、滤色器基板或封装基板112、电容传感器101、薄膜晶体管(TFT)玻璃104、TFT基板105、导电接地层102、偏振器106以及背光110。触敏显示设备还包括设备的主接地111的一部分。主接地111可为例如设备的框架的一部分。电容传感器101和接地层102之间的距离103如图1所例示。根据一个示例，电容传感器101可被定位在TFT玻璃104上。根据另一示例，电容传感器101可被定位在例如封装基板或滤色器基板上的未必是玻璃基板的另一基板上。

在图1的示例中，导电接地层102可被布置在电容传感器101的下方并相对于目标感测方向130位于电容传感器101的相对侧。例如，导电接地层102可被布置在TFT基板105的背侧。电容传感器101和导电接地层102之间的距离103可以是稳定的。例如，距离103可在电容传感器101和导电接地层102被用于设备中时基本保持恒定。距离103可例如在电容传感器101和导电接地层102被移位时保持稳定。包括电容传感器101和导电接地层102的各层可通过在目标感测方向130上所施加的作用力而被移位。例如，触敏显示设备100上的触摸可使各层移位。作为另一示例，可通过使主接地111朝向感测层102位移来从触敏显示器100的下方引导作用力。在这种情况下，两个层101、102可被同时移位，使得距离103基本保持恒定。电容传感器101可具有经由导电接地层102的电容性连接，而不是具有直接到最接近的被接地对象(例如，到主接地111的一部分)的电容性连接。例如，电容检测对由弯曲造成的误差或传感器101与接地点之间的距离变化以及对其他干扰的灵敏度可因此被降低。此外，电容传感器101相对于设备的框架以及相对于导电接地层102的距离变化可被减小。

根据一个示例，导电接地层102例如在其被布置在电容传感器101和具有照明特性的背光110之间的情况下可以是透明的。导电接地层102可例如由作为透明且无色的导电氧化物的氧化铟锡(ITO)制成。

例如，电容传感器101可以是自电容传感器或in-cell电容传感器或者这些的组合。电容性感测是一种基于可以将人体电容作为输入的电容性耦合的技术。电容传感器可检测导电的或具有不同于空气的电介质的各种事物。许多类型的传感器使用电容感测，包括用来检测和测量邻近度、位置或位移的传感器。基于电容性感测的人机接口设备(诸如轨迹板)可例如替代计算机鼠标。设备还可使用电容式感测触摸屏作为输入设备。电容传感器可进一步替代机械按钮。

根据一个示例，自电容传感器可基于被嵌入例如被层压的玻璃基板内的微细电容器(micro-fine capacitor)的X-Y矩阵。使用自电容，手指在该矩阵的每列或每行上的电容性负载可被检测到。其可使用频率调制来检测导电轨迹内的微小电容变化。

根据一个示例，使用in-cell电容传感器技术，可通过在显示器100本身内部构建电容器来消除一些层。例如，in-cell电极可被沉积在LCD面板内部的玻璃层上。数字化仪可被用于触摸灵敏度，而LCD屏幕则显示屏幕上的图像。in-cell电容传感器显示技术将这些层组合成单个层，从而允许更薄且更轻的设备。

图2-4例示了其中导电接地层102被布置在TFT基板105下方并且层102被通电地连接到显示设备的主接地111的示例。这可以以若干方式实现，例如使用如图2的示例中所例示的覆盖层开口、如图3的示例中所例示的导电浆料，以及如图4的示例中所例示的导电海绵。

图2例示了被配置成将导电接地层102通电地连接到主接地111的结构的示例。在图2的示例中，导电接地层102经由导电粘合剂层115被连接到柔性印刷电路导体116。柔性印刷电路导体116可被连接到LED 117。导电粘合剂被连接到导体116上的覆盖层开口。柔性印刷电路导体116包括通电连接118，其例如通过将柔性印刷电路导体116焊接到主柔性印刷电路导体114而被制成。主导体114被连接到主接地111。因此，导电接地层102被通电地连接并接地到主接地111。

图3例示了被配置成将导电接地层102通电地连接到主接地111的结构的另一示例。在图3的示例中，主柔性印刷电路导体114被连接到主接地111。导电浆料119将导电接地层102连接到主柔性印刷电路导体114。例如，Ag浆料可被用来将层102连接到导体114。因此，导电接地层102被通电地连接并接地到主接地111。

图4例示了被配置成将导电接地层102通电地连接到主接地111的结构的另一示例。在图4的示例中，导电接地层102通过导电海绵120被连接到主柔性印刷电路导体114。导电海绵120可被连接到导体114的覆盖层的开口。因此，接地层102被通电地连接到主接地111。

导电接地层102可被布置得比图1的示例中所例示的更远，例如被布置在显示器100的背侧，如图5所例示。图5例示了触敏显示器100的另一示例。在图5的示例中，导电接地层102被配置在显示器100的背侧。例如，导电接地层102可被配置在背光110下方。电容传感器101和接地层102之间的距离103如图5所例示。虽然在电容传感器101和导电接地层102之间存在比图1的示例中更多的层，但是距离103在电容传感器102和导电接地层102被移位时保持稳定。距离103因此在触敏显示器100和相应的设备正被使用时保持稳定。距离103被配置为大致恒定。两个层101、102可连同显示器100的所有层一起被同时地移位，由此距离103保持稳定和恒定。电容传感器101可具有经由导电接地层102的电容性连接，而不是具有直接到主接地111的电容性连接。

根据一个示例，导电接地层102在其被布置在背光110下方或者在显示系统是有机发光二极管(OLED)的情况下可以是不透明的。

图6和7例示了其中导电接地层102被布置在背光110下方并且层102被通电地连接到设备的主接地111的示例。可存在针对此的若干示例，例如使用如图6所例示的导电带或如图7所例示的导电海绵。根据另一示例，背光110下方的层也可以是导电海绵型并且可被直接连接到主接地111。

图6例示了其中导电接地层102被通电地连接到主接地111的结构的示例。导电接地层102坐落于背光110下方。导电粘合剂层121将导电接地层102连接到主柔性印刷电路导体114。导电粘合剂层121可以在接地层102和导体114下方。导体114被连接到主接地111，并因此接地层102被通电地连接到主接地111。

图7例示了其中导电接地层102被通电地连接到主接地111的结构的示例。在图7的示例中，导电接地层102坐落于背光110下方。导电海绵122将接地层102连接到主接地111。在图7的示例中示出了主柔性印刷电路导体114；然而，其不被该示例中的通电接地所需要，因为接地层102通过其与主接地111之间的直接工具被连接到主接地111。

图8例示了触敏显示器100的另一示例。在图8的示例中，导电接地层102被配置在TFT基板105上方。中间层123可配置在导电接地层102和电容传感器101之间。例如，TFT玻璃层104可被制造在层102和传感器101之间。

图9例示了用于制造触敏显示器100的方法的示例。该显示器可类似于以上所讨论的各显示器的任何示例。该方法的示例也可按如下所述的可选步骤或顺序来被执行。在步骤123中，电容传感器层101被布置在设备的显示器100的各层之间。例如，电容传感器101可被布置在TFT基板105的上方及CF基板112的下方。在步骤124中，导电接地元件层102在与触敏显示设备的目标感测方向相反的方向上被布置在电容传感器层101下方。例如，接地层102可被布置在TFT基板105下方，甚至可更远地在背光110下方。在步骤125中，电容传感器层101与导电接地元件层102之间的距离被配置为稳定的。该距离在设备被使用或者在各层被移位时保持恒定。根据一个示例，显示器100可被集成到设备中。根据另一示例，显示器100可以与设备互操作。在这种情况下，设备可能不需要特定的互操作性软件算法，因为显示器100可以在制造过程之后与设备互操作。

尽管已经以如所讨论的诸如智能电话之类的设备的形式讨论了各示例，但是其他可弯曲及不可弯曲的计算设备可同等地被使用，诸如平板计算机、上网本计算机、膝上型计算机、台式计算机、启用处理器的电视机、个人数字助理(PDA)、连接到视频游戏控制器或机顶盒的触摸屏设备或者具有手势敏感显示单元并被启用以应用它的任何其他计算设备。

此处所使用的术语“计算机”、“基于计算的设备”、“设备”或“移动设备”是指带有处理能力以便可以执行指令的任何设备。本领域技术人员可以理解，这样的处理能力被结合到许多不同设备中，并且因此术语“计算机”和“基于计算的设备”各自包括个人计算机、服务器、移动电话(包括智能电话)、平板计算机、机顶盒、媒体播放器、游戏控制台、个人数字助理和许多其他设备。

本文描述的制造方法和功能可由有形存储介质上的机器可读形式的软件来操作，例如计算机程序的形式，该计算机程序包括在该程序在计算机上运行时适用于执行本文描述的任何方法和功能的所有步骤的计算机程序代码装置并且其中该计算机程序可被包括在计算机可读介质上。有形存储介质的示例包括计算机存储设备，计算机存储设备包括计算机可读介质，诸如盘、拇指型驱动器、存储器等而不包括所传播的信号。传播的信号可存在于有形存储介质中，但是传播的信号本身不是有形存储介质的示例。软件可适于在并行处理器或串行处理器上执行以使得各方法步骤可以按任何合适的次序或同时执行。

这承认，软件可以是有价值的，单独地可交换的商品。它旨在包含运行于或者控制“哑(dumb)”或标准硬件以实现所需功能的软件。它还旨在包含例如用于设计硅芯片，或者用于配置通用可编程芯片的HDL(硬件描述语言)软件等“描述”或者定义硬件配置以实现期望功能的软件。

本领域技术人员会认识到，被用来储存程序指令的存储设备可分布在网络上。例如，远程计算机可储存被描述为软件的进程的示例。本地或终端计算机可以访问远程计算机并下载软件的一部分或全部以运行程序。可另选地，本地计算机可以根据需要下载软件的片段，或在本地终端上执行一些软件指令，并在远程计算机(或计算机网络)上执行另一些软件指令。替换地或附加地，此处描述的功能可以至少部分由一个或多个硬件逻辑组件来执行。作为示例而非限制，可使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。

本文给出的任何范围或设备值可被扩展或更改而不损失所寻求的效果。任何示例也可以被组合成另一个示例，除非明确不允许。

尽管用结构特征和/或动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述特定特征和动作是作为实现权利要求书的示例而公开的，并且其他等价特征和动作旨在处于权利要求书的范围内。

可以理解，上文所描述的益处及优点可涉及一个示例或者可涉及若干示例。各示例不仅限于解决任何或全部所陈述的问题的那些实施例或具有任何或全部所陈述的优点那些实施例。进一步可以理解，对“一个”项目的提及是指那些项目中的一个或多个。

此处所描述的方法的步骤可以在适当的情况下以任何合适的顺序，或同时实现。另外，在不偏离此处所描述的主题的精神和范围的情况下，可以从任何一个方法中删除各单独的框。上文所描述的任何示例的各方面可以与所描述的其他示例中的任何示例的各方面相结合，以构成进一步的示例，而不会丢失寻求的效果。

此处使用了术语“包括”旨在包括已标识的方法的框或元件，但是这样的框或元件不包括排它性的列表，方法或设备可以包含附加的框或元件。

根据上述内容，一些示例涉及一种设备，包括：电容传感器层；以及导电接地层，其中导电接地层在与设备的目标感测方向相反的方向上被布置在电容传感器层下方；其中电容传感器层和导电接地层之间的距离被配置成保持在超过形变范围的阈值内。作为一个或多个示例的补充或替代，该距离在各层中的至少一个层被移位或被弯曲时被配置为稳定的。作为一个或多个示例的补充或替代，该距离在两个层被移位时被配置为恒定的。作为一个或多个示例的补充或替代，包括含有两个或更多个层的显示器，其中电容传感器层被配置在显示器的各层之间。作为一个或多个示例的补充或替代，该设备包括触敏显示设备，并且各层中的至少一个层通过在触敏显示设备上的触摸而被移位，其中触摸被定向在目标感测方向上。作为一个或多个示例的补充或替代，该设备包括可弯曲的触敏显示设备。作为一个或多个示例的补充或替代，电容传感器层被配置成对设备表面上的触摸进行电容性检测。作为一个或多个示例的补充或替代，电容传感器层包括自电容传感器层或绝对电容感测层。作为一个或多个示例的补充或替代，电容传感器层包括in-cell电容传感器层。作为一个或多个示例的补充或替代，导电接地层被通电地连接到设备的主接地。作为一个或多个示例的补充或替代，导电接地层被布置在薄膜晶体管TFT层下方，并且电容传感器层被布置在TFT层上方。作为一个或多个示例的补充或替代，导电接地层被布置在显示设备的背光上方。作为一个或多个示例的补充或替代，导电接地层是透明的。作为一个或多个示例的补充或替代，还包括：第一柔性导体，其被连接到设备的主接地；以及第二柔性导体，其被连接到导电接地层和第一柔性导体，其中第二柔性导体通过导电粘合剂层被连接到导电接地层。作为一个或多个示例的补充或替代，还包括柔性导体，其被连接到设备的主接地，其中导电接地层通过导电浆料、通过导电海绵或者通过导电粘合剂被连接到柔性连接器。作为一个或多个示例的补充或替代，导电接地层被布置在设备的背光下方。作为一个或多个示例的补充或替代，导电接地层是不透明的。作为一个或多个示例的补充或替代，导电接地层通过导电海绵被直接连接到设备的主接地。

一些示例涉及一种用于制造设备的方法，包括：将电容传感器层布置在设备的显示器的各层之间；以及在与设备的目标感测方向相反的方向上将导电接地元件层布置在电容传感器层下方；其中电容传感器层与导电接地元件层之间的距离被配置成保持在超过形变范围的阈值内。

一些示例针对一种触敏显示模块，包括：电容传感器元件；以及导电接地元件，其中导电接地元件在与触敏显示模块的目标感测方向相反的方向上被布置在电容传感器元件下方；其中电容传感器元件和导电接地元件之间的距离被配置为大致恒定。

可以理解，上面的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对各示例性实施例的结构和使用的全面描述。虽然上文以一定的详细度或参考一个或多个单独示例描述了各示例，但是，在不偏离本说明书的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可以对所公开的示例作出很多更改。

Claims (19)

1.一种用于显示的设备，包括：

电容传感器层；以及

导电接地层，其中所述导电接地层在与所述设备的目标感测方向相反的方向上被布置在所述电容传感器层下方；

第一柔性导体，所述第一柔性导体被连接到所述设备的主接地；以及

第二柔性导体，所述第二柔性导体被连接到所述导电接地层和所述第一柔性导体，其中所述第二柔性导体通过导电粘合剂层被连接到所述导电接地层；

其中所述电容传感器层和所述导电接地层之间的距离被配置成保持在超过形变范围的阈值内。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述距离在所述各层中的至少一个层被移位或被弯曲时被配置为稳定的。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述距离在两个层被移位时被配置为恒定的。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括含有两个或更多个层的显示器，其中所述电容传感器层被配置在所述显示器的所述各层之间。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括触敏显示设备，并且所述各层中的至少一个层通过在所述触敏显示设备上的触摸而被移位，其中所述触摸被定向在所述目标感测方向上。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括可弯曲的触敏显示设备。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述电容传感器层被配置成对所述设备表面上的触摸进行电容性检测。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述电容传感器层包括自电容传感器层或绝对电容感测层。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述电容传感器层包括in-cell电容传感器层。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电接地层被通电地连接到所述设备的主接地。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述导电接地层被布置在薄膜晶体管TFT层下方，并且所述电容传感器层被布置在所述TFT层上方。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述导电接地层被布置在所述设备的背光上方。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述导电接地层是透明的。

14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括柔性导体，所述柔性导体被连接到所述设备的主接地，其中所述导电接地层通过导电浆料、通过导电海绵或者通过导电粘合剂被连接到柔性连接器。

15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导电接地层被布置在所述设备的背光下方。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述导电接地层是不透明的。

17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，其中所述导电接地层通过导电海绵被直接连接到所述设备的主接地。

18.一种用于制造设备的方法，包括：

将电容传感器层布置在所述设备的显示器的各层之间；以及

在与所述设备的目标感测方向相反的方向上将导电接地元件层布置在所述电容传感器层下方；

将第一柔性导体连接到主接地；以及

将第二柔性导体连接到所述导电接地元件层和所述第一柔性导体，其中所述第二柔性导体通过导电粘合剂层被连接到所述导电接地元件层；

其中所述电容传感器层与所述导电接地元件层之间的距离被配置成保持在超过形变范围的阈值内。

19.一种触敏显示模块，包括：

电容传感器元件；以及

导电接地元件，其中所述导电接地元件在与所述触敏显示模块的目标感测方向相反的方向上被布置在所述电容传感器元件下方；

第一柔性导体，所述第一柔性导体被连接到主接地；以及

第二柔性导体，所述第二柔性导体被连接到导电接地元件层和所述第一柔性导体，其中所述第二柔性导体通过导电粘合剂层被连接到所述导电接地元件层；

其中所述电容传感器元件和所述导电接地元件之间的距离被配置为大致恒定。

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