CN107844210A - 触摸传感器和包括其的显示装置及触敏显示装置 - Google Patents

触摸传感器和包括其的显示装置及触敏显示装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种触摸传感器和包括其的显示装置及触敏显示装置。所述触摸传感器包括构造为响应于输入到触摸区中的触摸而沿第一轴变为被压缩的压力传感器和控制器。控制器构造为通过使用从压力传感器获得的检测信号来计算触摸的位置和触摸的强度。控制器进一步构造为计算沿第一轴具有压力传感器的压缩的最大值的第一位置，并且通过将第一位置校正与压缩的最大值对应的第一校正值来计算触摸的位置。

Description

触摸传感器和包括其的显示装置及触敏显示装置
本申请要求于2016年9月20日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0120244号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种触摸传感器，更具体地，涉及一种触摸传感器和一种包括该触摸传感器的显示装置。
背景技术
通常，用于显示图像的显示装置被设计为包括用于接收用户的触摸的触摸传感器。包括通常称作“触摸屏”的触摸传感器的显示装置可以用作用于允许用户便利地与他们的电子装置交互的工具。
虽然一些触摸屏仅能够记录触摸的存在，但是其它触摸屏也能够记录通过触摸施加的压力，从而可以提供用户输入的附加水平(added level)。
发明内容
一种触摸传感器包括构造为响应于输入到触摸区中的触摸而沿第一轴变为被压缩的压力传感器和控制器。控制器构造为通过使用从压力传感器获得的检测信号来计算触摸的位置和触摸的强度。控制器进一步构造为计算沿第一轴具有压力传感器的压缩的最大值的第一位置，并且通过将第一位置校正与压缩的最大值对应的第一校正值来计算触摸的位置。
一种显示装置包括包含压力传感器的触摸传感器。压力传感器构造为响应于输入到触摸区中的触摸而沿第一轴变为被压缩的，并且构造为通过使用从压力传感器获得的检测信号来计算触摸的位置和触摸的强度。显示面板设置在触摸传感器的一个表面中。支架构造为容纳触摸传感器和显示面板。窗口结合到支架。触摸传感器进一步构造为计算沿第一轴具有压力传感器的压缩的最大值的第一位置，并且通过将第一位置校正与压缩的最大值对应的第一校正值来计算触摸的位置。
一种触敏显示装置包括显示面板。压力传感器设置在显示面板上并且响应于其上的触摸而产生检测信号。控制器构造为响应于压力传感器的检测信号来计算触摸的位置和触摸的强度并且构造为根据触摸的计算位置与显示面板的最近的边缘之间的距离来校正触摸的计算位置或触摸的计算强度。
附图说明
因为当结合附图考虑时，本公开通过参照下面的详细描述变得更容易理解，所以本公开的更完整的理解和本公开的许多附加方面将更容易获得，在附图中：
图1A是示出根据本公开的示例性实施例的显示装置的图，图1B是沿图1A的线I-I'截取的剖视图；
图2是示出根据本公开的示例性实施例的显示面板的图；
图3是示出根据本公开的示例性实施例的触摸传感器的俯视平面图；
图4是更详细地示出图3中示出的压力传感器的部分区域S的剖视图；
图5A和图5B是示出在图4中示出的压力传感器的操作的图；
图6是根据本公开的示例性实施例的示出包括控制器的触摸传感器的图；
图7是根据本公开的示例性实施例的示出触摸输入到显示装置中的情况的示例的图；
图8是当触摸输入到图7中示出的第一目标点T1中时X轴上的每个位置的压力传感器的位移的曲线图；
图9是当触摸输入到图7中示出的第二目标点T2中时X轴上的每个位置的压力传感器的位移的曲线图；
图10是示出根据触摸的输入位置的触摸移动量的示例的图；
图11是示出根据触摸的实际位置的触摸移动量的示例的曲线图；
图12是根据本公开的示例性实施例的压力传感器的剖视图；
图13A和图13B是示出在图12中示出的压力传感器的操作的图；
图14是根据本公开的示例性实施例的压力传感器的剖视图；
图15A和图15B是用于描述图14中示出的压力传感器的操作的图；
图16A和图16B是示出根据本公开的示例性实施例的触摸传感器以及包括该触摸传感器的显示装置的图；
图17是示出根据本公开的示例性实施例的显示装置的剖视图。
具体实施方式
当描述附图中示出的本公开的示例性实施例时，为了清楚的目的而使用特定术语。然而，本公开不意图限于所选择的特定术语，将理解的是，每个特定元件包括以相似的方式操作的所以技术等同物。
本发明不限于下面公开的示例性实施例并且可以以各种形式实现。当一个构成元件被称作“连接到”另一构成元件时，一个构成元件可以直接结合到或者连接到另一构成元件，或者也可以存在中间元件。此外，贯穿说明书和附图，同样的附图标记表示同样的元件。
在下文中，将参照附图对根据本发明的示例性实施例的触摸传感器、包括该触摸传感器的显示装置及其驱动方法进行描述。
图1A是示出根据本公开的示例性实施例的显示装置的图，图1B是沿图1A的线I-I'截取的剖视图。
参照图1A和图1B，根据本公开的显示装置1可以包括触摸传感器10、显示面板20、窗口60和支架70。
触摸传感器10可以计算输入到触摸区TA的触摸的位置和强度(例如压力)。
显示面板20可以通过显示区DA来显示图像，并且可以设置在触摸传感器10上。显示区DA可以与触摸区TA相同。
支架70可以容纳触摸传感器10、显示面板20和其它元件。
偏振板30可以设置在窗口60的下侧处，第一附着构件40可以设置在窗口60与偏振板30之间。然而，如果必要，可以省略偏振板30。
此外，窗口60可以通过第二附着构件50与支架70结合。
第一附着构件40和第二附着构件50均可以包括光学透明粘合剂、其它树脂或胶带等。
图2是示出根据本公开的示例性实施例的显示面板的图。
参照图2，根据本公开的示例性实施例的显示面板20可以包括基底210、像素220和设置在像素220之上的包封层230。
多个像素220可以设置在基底210上。此外，包封层230可以设置在像素220和基底210上。
例如，基底210可以包括诸如玻璃或树脂的绝缘材料。此外，基底210可以包括柔性材料从而基底210可以是可弯曲的或可折叠的。基底210可以具有单层结构或多层结构。
例如，基底210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、三乙酸纤维素和/或乙酸丙酸纤维素。
然而，基底210的组合可以进行各种改变，并且可以包括玻璃纤维增强塑料(FRP)等。
像素220可以在显示驱动器的控制下发光，并且可以被包封层230保护。
例如，包封层230可以防止湿气、氧和杂质渗透到像素220中。
在这种情况下，包封层230可以包括玻璃、有机材料和/或无机材料，并且可以具有单层结构或者多层结构。
例如，包封层230可以具有包括一个或更多个有机层和一个或更多个无机层的多层结构。
有机层可以包括诸如特氟龙的氟类碳化合物以及诸如聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚环氧树脂和/或苯并环丁烯的有机绝缘材料。无机材料可以包括聚硅氧烷、氮化硅、氧化硅和/或包括氧化铝的无机绝缘材料。
图3是示出根据本公开的示例性实施例的触摸传感器的俯视平面图。
参照图3，触摸传感器10可以包括基底110和设置在基底110上的压力传感器10a。
压力传感器10a可以包括第一电极120和第二电极130。第一电极120和第二电极130可以包括导电材料。
根据本公开的示例性实施例，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)等。
第一电极120和第二电极130可以包括透明导电材料。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)、碳纳米管或石墨烯等。第一电极120和第二电极130可以形成为单层或多层。
弹性构件可以设置在第一电极120与第二电极130之间。
第一电极120可以包括在X轴方向上顺序地布置的n个电极X1至Xn。第二电极130可以包括在与X轴方向垂直的Y轴方向上顺序地布置的m个电极Y1至Ym。在此，n和m是正整数。
用于驱动压力传感器10a的驱动电压被施加到第一电极120和第二电极130中的至少一个，与电容变化对应的检测信号可以从剩下的电极获得。
基底110可以包括诸如玻璃或树脂的绝缘材料。此外，基底110可以由柔性材料形成以是可弯曲的或可折叠的，并且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、三乙酸纤维素和/或乙酸丙酸纤维素。
然而，基底110的材料可以进行各种改变，并且可以包括玻璃纤维增强塑料(FRP)等。
布线140可以连接在第一电极120和第二电极130与焊盘150之间。此外，布线140可以通过焊盘150连接到控制器。
当触摸输入到压力传感器10a中时，作为触摸的结果，第一电极120与第二电极130之间的电容改变。因此，控制器可以通过使用从第一电极120和/或第二电极130输出的信号来检测触摸的位置。此外，控制器也可以通过观察电容怎样改变来检测触摸的强度。
图4是更详细地示出图3中示出的压力传感器的部分区域S的剖视图。
参照图3和图4，根据本公开的示例性实施例的压力传感器10a还可以包括设置在第一电极120与第二电极130之间的弹性构件160。
第一电极120和第二电极130可以彼此分隔开。在这种情况下，第一电极120和第二电极130可以用作电容器，电容可以形成在第一电极120与第二电极130之间。
第一电极120与第二电极130之间的电容可以根据第一电极120与第二电极130之间分开的距离改变。
例如，当触摸产生在触摸传感器10上时，设置在与触摸对应的位置处的第一电极120与第二电极130之间的距离改变，因此，电容可以改变。
因此，能够通过检测当产生触摸时的电容的变化来识别触摸的压力。
图4示出了第一电极120设置在第二电极130的上侧处的情况作为示例，但是第一电极120也可以设置在第二电极130的下侧处。
弹性构件160可以设置在第一电极120与第二电极130之间。
例如，弹性构件160的一个表面可以与第一电极120接触，而弹性构件160的另一个表面可以与第二电极130接触。
弹性构件160可以用于吸收来自外部的冲击，为此，弹性构件160可以具有弹力。例如，弹性构件160可以通过来自外部的压力变形，并且可以具有弹力，其中，当去除来自外部的压力时，弹性构件160通过该弹力可恢复到原始状态。
此外，弹性构件160可以具有防止第一电极120和第二电极130彼此电接触的绝缘特性。
弹性构件160可以包括多孔聚合物。例如，弹性构件160可以具有诸如海绵的泡沫体。
例如，弹性构件160可以包括热塑性弹性体、聚苯乙烯、聚烯烃、聚氨酯热塑性弹性体、聚酰胺、合成橡胶、聚二甲硅氧烷、聚丁二烯、聚异丁烯、聚(苯乙烯-丁苯)、聚氨酯、聚氯丁烯、聚乙烯、硅树脂或它们的组合，但是不限于此。
图5A和图5B是示出图4中示出的压力传感器10a的操作的图。具体地，图5A示出了不向压力传感器10a施加压力P的状态，图5B示出了向压力传感器10a施加压力P的状态。
参照图5A，当不向压力传感器10a施加压力P时，第一电容C1可以形成在第一电极120与第二电极130之间。
参照图5B，当通过用户的手指等向压力传感器10a施加压力P时，压力传感器10a可以沿z轴被压缩。例如，第一电极120与第二电极130之间的距离在触摸区域中改变，因此第一电极120与第二电极130之间的电容可以改变。
例如，当第一电极120与第二电极130之间的距离被压力P改变距离Δd时，第一电容C1可以变为第二电容C2。
最后，当外部压力P增大时，Δd的值增大，第一电极120和第二电极130的电容也可以增大。
因此，能够通过使用压力传感器10a中产生的电容的变化来检测压力P等的强度。
此外，能够通过使用电容的变化来计算作为压力传感器10a的转变的程度(在下文中，被称作压力传感器10a的位移)的Δd的值。
可以主要通过用户的触摸来产生施加到压力传感器10a的压力P，但是可以另外通过其它方式产生压力P。例如，可以通过手写笔或另一个这样的工具产生施加到触摸传感器100的压力P。
图6是根据本公开的示例性实施例的示出包括控制器的触摸传感器的图。具体地，在图6中，为了便于描述，省略了弹性构件160的说明。
参照图6，触摸传感器10，根据本公开的示例性实施例，还可以包括控制器170。
控制器170可以通过检测存在于第一电极120与第二电极130之间的电容的变化ΔC来检测施加到触摸传感器10的压力。
例如，控制器170可以使用第一电极120的输出信号来检测电容的变化ΔC。
控制器170可以参照电容的变化ΔC的大小来计算触摸的强度(例如压力)。此外，控制器170也可以参照电容的变化ΔC的大小来计算压力传感器10a的位移。
此外，根据本公开的示例性实施例的第一电极120和第二电极130以矩阵形状设置，从而控制器170也可以计算触摸的位置以及触摸的强度(例如压力)。
例如，在第一电极120与检测电极对应而第二电极130与驱动电极对应的情况下，当与电容的变化ΔC对应的检测信号从第i第一电极输出同时第j第二电极被驱动时，可以确定的是，触摸输入到第i第一电极与第j第二电极叠置的位置。
图7是示出触摸输入到根据本公开的示例性实施例的显示装置中的情况的示例的图。
在图7中，将作为示例描述触摸输入到第一目标点T1和与第一目标点T1不同的第二目标点T2的情况。第一目标点T1的位置可以与显示装置1的中心对应，第二目标点T2的位置可以与显示装置1的边缘相邻。
如图7中所示，当用户通过施加预定的力来触摸第一目标点T1时，力被施加到包括第一目标点T1的第一区域A1。
因此，设置在与第一区域A1叠置的区域中的第一电极120与第二电极130之间的距离改变。在这种情况下，相同的力(例如推力)不被施加到整个第一区域A1，从而压力传感器10a的针对第一区域A1中的每个位置的位移可以不同。
具体地，压力传感器10a在第一目标点T1中的位移是最大的，而当压力传感器10a远离第一目标点T1时，压力传感器10a的位移可以减小。
图8是当触摸输入到图7中示出的第一目标点T1中时X轴上的每个位置的压力传感器10a的位移的曲线图。
参照图8，当假设第一目标点T1的x轴位置是X1时，压力传感器10a的位移d1max是最大的。此外，当压力传感器10a远离X1时，压力传感器10a的位移逐渐减小。
如图7中所示，当用户通过施加预定的力来触摸第二目标点T2时，力被施加到包括第二目标点T2的第二区域A2。
因此，设置在与第二区域A2叠置的区域中的第一电极120与第二电极130之间的距离改变。在这种情况下，相同的力(例如推力)不被施加到整个第二区域A2，从而压力传感器10a的针对第二区域A2中的每个位置的位移可以不同。
图9是当触摸输入到图7中示出的第二目标点T2中时X轴上的每个位置的压力传感器10a的位移的曲线图。
参照图9，当假设第二目标点T2的x轴位置是X2时，X2可能不与压力传感器10a的位移具有最大值d2max的位置X2'对应。
根据显示装置1的结构特性，即，支架70的侧壁通过第二附着构件50结合到窗口60，触摸区TA的边缘受支架70的侧壁和第二附着构件50约束。例如，当触摸输入到与触摸区TA的边缘相邻的区域中时，力的中心在约束力相对低的显示装置1的中心的方向上倾斜。
因此，即使用户触摸第二目标点T2，根据显示装置1的结构特性，触摸也在显示装置的中心方向(或触摸区TA的中心的方向)上移动预定距离ΔX(触摸的与用户的预期相反地移动的程度，在下文中，被称作触摸移动量)。例如，当仅通过使用从压力传感器10a输出的检测信号来计算触摸的位置时，根据显示装置1的结构特性，控制器170会识别到该触摸被输入到与用户的预期位置不同的另一个位置中。
根据本公开的示例性实施例的控制器170可以通过针对在压力传感器10a的位移具有最大值的位置处的触摸移动量ΔX进行补偿来产生该触摸的最终位置，以减小根据该触摸移动量的触摸识别误差。
图10是示出根据触摸的输入位置的触摸移动量的示例的图。
在图10中，曲线G1表示当触摸输入到触摸区TA的中心Ta中时，针对每个x轴位置的压力传感器10a的位移。曲线G2表示当触摸输入到与中心Ta分隔开b mm的位置Tb中时，针对每个x轴位置的压力传感器10a的位移。曲线G3表示当触摸输入到与中心Ta分隔开c mm的位置Tc中时，压力传感器10a的针对每个x轴位置的位移。在此，b和c是预定的正整数，c比b大。
此外，假设曲线G1至曲线G3表示当以相同的力向各个位置Ta、Tb和Tc施加触摸时所计算的压力传感器10a的位移。
参照图10的曲线G1，具有压力传感器10a的位移的最大值D1的位置可以是触摸输入位置。例如，当触摸输入到中心Ta中时，施加到触摸区TA的边缘的约束力的影响最小，从而具有压力传感器10a的位移的最大值D1的位置可以与实际的触摸输入位置相同。
参照图10的曲线G2，具有压力传感器10a的位移的最大值D2的位置Mb会是触摸输入位置Tb与中心Ta之间的空间。例如，受施加到触摸区TA的边缘的约束力的影响，最大的力被施加到在中心Ta的方向上倾斜了触摸移动量ΔX2的位置。因此，具有压力传感器10a的位移的最大值D2的位置Mb会与实际的触摸输入位置Tb不同。
因此，为了使用通过控制器170从压力传感器10a获得的检测信号来精确地计算实际的触摸输入位置，可以向具有压力传感器10a的位移的最大值D2的位置Mb补偿触摸移动量ΔX2。可以通过使用检测信号来计算具有压力传感器10a的位移的最大值D2的位置Mb。
参照图10的曲线G3，具有压力传感器10a的位移的最大值D3的位置Mc会是触摸输入位置Tc与中心Ta之间的空间。例如，受施加到触摸区TA的边缘的约束力的影响，最大的力被施加到在中心Ta的方向上倾斜了触摸移动量ΔX3的位置。因此，具有压力传感器10a的位移的最大值D3的位置Mc会与实际的触摸输入位置Tc不同。
例如，为了通过使用通过控制器170从压力传感器10a获得的检测信号来精确地计算实际的触摸输入位置，可以向具有压力传感器10a的位移的最大值D3的位置Mc补偿触摸移动量ΔX3。可以通过使用检测信号来计算具有压力传感器10a的位移的最大值D3的位置Mc。
参照图10的曲线G1至曲线G3，当触摸输入到与中心Ta分隔开c mm的位置Tc中时的触摸移动量ΔX3比当触摸输入到与中心Ta分隔开b mm的位置Tb中时的触摸移动量ΔX2大。此外，当触摸输入到中心Ta中时的触摸移动量是0。
例如，当触摸输入位置远离触摸区TA的中心Ta(或者靠近于触摸区的边缘)时，约束力的影响是大的，从而触摸移动量会增大。
根据本公开的示例性实施例控制器170可以通过由与第一位置对应的第一校正值对具有压力传感器10a的位移的最大值的第一位置进行校正来计算触摸的位置。例如，控制器170可以通过使用第一校正值向具有压力传感器10a的位移的最大值的第一位置补偿触摸的移动量来精确地计算实际的触摸输入位置。
根据本公开的示例性实施例的触摸传感器还可以包括用于存储与第一位置对应的第一校正值的存储器器件。与第一位置对应的触摸的移动量有关的信息也可以存储在存储器器件中。控制器170可以从存储器器件直接获得与第一校正值有关的信息，或者可以通过使用存储在存储器器件中的信息来计算第一校正值。存储器器件可以包括在控制器170中，或者也可以与控制器170分别形成。
例如，当在触摸输入期间具有压力传感器10a的最大位移的位置是中心时，控制器170可以产生并且输出中心的位置作为触摸输入位置。
另外，当在触摸输入期间具有压力传感器10a的最大位移的位置是与中心分隔开bmm的位置时，控制器170可以通过使用第一校正值来计算触摸的位置。例如，控制器170可以产生通过向具有压力传感器10a的最大位移的位置补偿与“ΔX2”对应的值而获得的位置。
另外，当在触摸输入期间具有压力传感器10a的最大位移的位置是与中心分隔开cmm的位置时，控制器170可以通过使用第一校正值来计算触摸的位置。例如，控制器170可以产生通过向具有压力传感器10a的最大位移的位置补偿与“ΔX3”对应的值而获得的位置。
参照图10，当触摸输入到中心Ta中时压力传感器的最大位移D1比当触摸输入到与中心Ta分隔开b mm的位置Tb中时压力传感器的最大位移D2大。此外，当触摸输入到与中心Ta分隔开b mm的位置Tb中时压力传感器的最大位移D2比当触摸输入到与中心Ta分隔开cmm的位置Tc中时压力传感器的最大位移D3大。
例如，即使以相同的力向位置Ta、Tb和Tc中的每个位置中输入触摸，当触摸远离触摸区的中心(或者靠近于触摸区的边缘)时，测量到的力的强度也减小。
如上所述，根据显示装置1的支架70的侧壁通过第二附着构件50结合到窗口60的结构特性，触摸区TA的边缘受支架70的侧壁和第二附着构件50约束。例如，即使以相同的力输入触摸，按压的程度(或第一电极与第二电极之间的距离变化，或压力传感器10a的位移)也是不同的。例如，具有相对小的约束力的中心会被按压得很深，而具有相对高的约束力的边缘会被按压得很浅。
显示装置的结构特性造成触摸的强度的识别的误差，为了防止该误差，可以针对每个位置的压力的强度进行补偿。
根据本公开的示例性实施例的控制器170通过使用从压力传感器10a输出的检测信号和第二校正值来计算触摸的强度。然而，针对每个触摸输入位置，压力传感器10的按压的程度(触摸传感器的位移)是不同的，从而用于补偿压力的强度的第二校正值针对每个位置是不同的。因此，能够通过使用与触摸位置对应的预先计算的第二校正值来计算触摸的强度。
在这种情况下，当触摸位置靠近于触摸区的边缘时，与所述位置对应的第二校正值可以是大的。
与每个触摸位置对应的第二校正值可以存储在存储器器件中。
图11是示出根据实际触摸位置的触摸移动量的示例的曲线图。
在图11中，水平轴表示触摸区TA的中心与实际的触摸输入位置之间的距离Xc，竖直轴表示针对每个位置的触摸移动量ΔX。
此外，在图11中，曲线G10至曲线G12表示当玻璃基底设置在压力传感器10a上并且触摸输入到玻璃基底上时的触摸移动量ΔX。
曲线G20至G22表示当聚酯膜设置在压力传感器10a上并且触摸输入到聚酯膜上时的触摸移动量ΔX。
参照图11，在玻璃基底设置在压力传感器10a上的情况下的触摸移动量ΔX比在聚酯膜设置在压力传感器10a上的情况下的触摸移动量ΔX大。
例如，触摸移动量ΔX可以受到设置在压力传感器10a上的基底的性质影响，例如，触摸移动量ΔX可以与基底的杨氏模量成正比。
因此，在根据本公开的示例性实施例的显示装置中，触摸移动量ΔX可以与设置在触摸传感器上的构造(例如，显示面板或窗口)的杨氏模量成正比。
在图11中，曲线G10表示在玻璃基底的厚度是0.4mm的情况下的触摸移动量ΔX，曲线G11表示在玻璃基底的厚度是0.8mm的情况下的触摸移动量ΔX，曲线G12表示在玻璃基底的厚度是1.2mm的情况下的触摸移动量ΔX。
参照曲线G10至曲线G12，在玻璃基底的厚度是1.2mm的情况下的触摸移动量ΔX比在玻璃基底的厚度是0.8mm和0.4mm的情况下的触摸移动量ΔX大。此外，在玻璃基底的厚度是0.8mm的情况下的触摸移动量ΔX比在玻璃基底的厚度是0.4mm的情况下的触摸移动量ΔX大。
接下来，在图11中，曲线G20表示在聚酯膜的厚度是0.4mm的情况下的触摸移动量ΔX，曲线G21表示在聚酯膜的厚度是0.8mm的情况下的触摸移动量ΔX，曲线G22表示在聚酯膜的厚度是1.2mm的情况下的触摸移动量ΔX。
参照曲线G20至G22，在聚酯膜的厚度是1.2mm的情况下的触摸移动量ΔX比在聚酯膜的厚度是0.8mm和0.4mm的情况下的触摸移动量ΔX大。此外，在聚酯膜的厚度是0.8mm的情况下的触摸移动量ΔX比在聚酯膜的厚度是0.4mm的情况下的触摸移动量ΔX大。
例如，即使设置在压力传感器10a上的基底的特性相同，触摸移动量ΔX也可以受到基底的厚度影响，例如，触摸移动量ΔX可以与基底的厚度成正比。
因此，在根据本公开的示例性实施例的显示装置中，触摸移动量可以与设置在触摸传感器上的构造(例如，显示面板或窗口)的厚度成正比。
在图7至图11中，参照压力传感器10a的根据x轴位置的位移来描述本发明的示例性实施例，并且为了精确地计算触摸的位置，也可以在y轴位置上执行相同处理。
根据本公开的示例性实施例的触摸传感器10已经描述为包括压力传感器10a，当第一电极120与第二电极130之间的距离改变时，压力传感器10a的电容改变，但是本公开不限于此。
图12是根据本公开的示例性实施例的压力传感器的剖视图。
参照图12，根据本公开的示例性实施例的压力传感器10a'可以包括第一电极121、第二电极131和设置在第一电极121与第二电极131之间的可变电阻元件161。
第一电极121包括导电材料。根据本公开的示例性实施例，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)和/或铂(Pt)等。
根据本公开的示例性实施例，第一电极121可以包括透明导电材料。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/或石墨烯等。
接下来，第二电极131与第一电极121分隔开并且包括导电材料。导电材料可以从第一电极121的材料选择，并且可以包括与第一电极121的材料相同的材料或与第一电极121的材料不同的材料。
接下来，可变电阻元件161可以设置在第一电极121与第二电极131之间。
可变电阻元件161是其电特性根据转变的程度而改变的组成元件，并且具体地包括其电阻根据第一电极121与第二电极131之间的来自外部的压力而改变的材料。
例如，当提供给可变电阻元件161的力增大时，可变电阻元件161的电阻可以减小。可选择地，当提供给可变电阻元件161的力增大时，可变电阻元件161的电阻也可以增大。
可变电阻元件161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161可以包括被称作压敏材料或压敏电阻器的材料。
可变电阻元件161可包括诸如锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡(BaTiO3)、聚三氟乙烯(PTrFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)的压电材料、诸如多晶、压电单晶(PMN-PT单晶)、氧化锌(ZnO)、二硫化钼(MoS2)、量子隧道复合材料(QTC)的压电半导体、硅、碳纳米管和/或石墨烯中的至少一种。
图13A和图13B是描述图12中示出的压力传感器10a'的操作的图。具体地，图13A示出了压力不施加到压力传感器10a'的状态，而图13B示出了压力P施加到压力传感器10'的状态。
参照图13A，当压力不施加到压力传感器10a'时，第一电极121和第二电极131彼此分隔开第一距离并且可变电阻元件161置于第一电极121与第二电极131之间，可变电阻元件161可以具有第一电阻R1。
参照图13B，当压力P根据用户的触摸等施加到压力传感器10'时，第一电极121与第二电极131之间的距离可以改变，因此，可变电阻元件161的形状可以改变。例如，可变电阻元件161的电阻可以从第一电阻R1改变为第二电阻R2。
因此，能够通过参照电阻的变化程度来检测压力的强度等。
图14是根据本公开的示例性实施例的压力传感器的剖视图。
参照图14，根据本公开的压力传感器10a”可以包括基底133、绝缘层123和设置在基底133与绝缘材料123之间的纳米颗粒163。
基底133和绝缘材料123可包括诸如玻璃或树脂的绝缘材料。此外，基底133和绝缘材料123可以包括柔性材料以可弯曲或可折叠，并且可以具有单层结构或多层结构。
纳米颗粒163可以设置在基底133与绝缘材料123之间。此外，纳米颗粒163是其电特性根据转变程度而改变的组成元件，并且包括其电阻根据来自外部的压力而改变的材料。
例如，纳米颗粒163可以以纳米管、纳米柱、纳米棒、纳米孔和纳米线等形状设置。
纳米颗粒163可以包括碳、石墨、准金属、金属、准金属或金属的导电氧化物和准金属或金属的导电氮化物的颗粒，或包括核壳结构的颗粒，或者它们的组合，其中，在核壳结构中，颗粒被涂覆在绝缘珠上。准金属可以包括锑(Sb)、锗(Ge)和砷(As)中的任何一种或者它们的合金。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)或它们的混合物。
虽然图14中未示出，但是可以设置在基底133与绝缘材料123之间用于测量纳米颗粒163的变化的电极。
此外，图14示出了纳米颗粒163以单层结构设置，但是本公开不限于此，纳米颗粒163也可以以多层结构设置。
图15A和图15B是描述图14中示出的压力传感器10a”的操作的图。具体地，图15A示出了压力不施加到压力传感器10a”的状态，图15B示出了压力P施加到压力传感器10a”的状态。
参照图15A，当压力不施加到压力传感器10a”时，纳米颗粒163可以彼此分隔开第一距离L1。
参照图15B，当压力P根据用户的触摸等施加到压力传感器10a”时，基底133与绝缘材料123之间的距离可以改变，因此，纳米颗粒163可以变得彼此远离。例如，纳米颗粒163之间的距离可以从第一距离L1改变为第二距离距离L2。
当纳米颗粒16之间的距离改变时，纳米颗粒之间的隧道效应改变，从而电子移动概率改变。因此，电阻改变，从而能够通过参照电阻的变化来检测压力的强度。
压力传感器可以以除了前述的方法之外的各种方式形成。
例如，压力传感器可以具有应变计(strain gauge)的结构。形成应变计的电阻线可以包括下列材料：诸如，银纳米线(AgNW)、石墨烯、碳纳米管或氧化铟锡(TIO)。
图16A和图16B是示出根据本公开的示例性实施例的触摸传感器以及包括其的显示装置的图。
参照图3，被描述的是，第一电极120和第二电极130以条形形状形成在基底110上，但是参照图16A和图16B，支架70的一部分可以用作第二电极130。
因此，支架70可以包括导电材料。具体地，支架70的与第一电极120叠置的区域可以是导电的，而相应的区域可以用作第二电极130。
具体地，当支架70的下部用作第二电极130而第二电极130因此形成为板状形状时，第一电极120可以在基底110上布置在x轴方向和y轴方向上以检测触摸的位置。
在根据本公开的示例性实施例的显示装置1中，触摸传感器10和显示面板20顺序地层叠，例如，第一触摸传感器10层叠在一个表面上，此后，显示面板20层叠在触摸传感器10上，但是本公开不限于此。
图17是示出根据本公开的示例性实施例的显示装置的剖视图。
参照图17，根据本公开的示例性实施例的显示装置1'可以包括如参照图1A和图1B描述的触摸传感器10、显示面板20、窗口60和支架70。
然而，触摸传感器10可以设置在显示面板20上。例如，触摸传感器10可以层叠在显示装置内以比显示面板20更靠近窗口60。在这种情况下，触摸传感器10中包括的基底110、第一电极120和121、第二电极130和131以及弹性构件160(或可变电阻元件161)可以各包括透明材料。
虽然已经参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员可以理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (25)

1.一种触摸传感器，所述触摸传感器包括：
压力传感器，构造为响应于输入到触摸区中的触摸而沿第一轴变为被压缩的；以及
控制器，构造为通过使用从所述压力传感器获得的检测信号来计算所述触摸的位置和所述触摸的强度，
其中，所述控制器进一步构造为计算沿所述第一轴具有所述压力传感器的压缩最大值的第一位置，并且通过将所述第一位置校正与所述压缩最大值对应的第一校正值来计算所述触摸的所述位置。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，随着所述第一位置越靠近所述触摸区的边缘，所述第一校正值越大。
3.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述第一位置与所述触摸的所述位置不同。
4.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，所述第一校正值对应于所述触摸的所述位置与所述第一位置之间的距离。
5.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，随着所述触摸的所述位置越靠近所述触摸区的边缘，所述触摸的所述位置与所述第一位置之间的距离越大。
6.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，所述触摸区的中心与所述第一位置之间的距离比所述触摸区的所述中心与所述触摸的所述位置之间的距离小。
7.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述控制器进一步构造为通过使用与所述触摸的所述位置对应的第二校正值来计算所述触摸的所述强度。
8.根据权利要求7所述的触摸传感器，其中，随着所述触摸的所述位置越靠近所述触摸区的边缘，所述第二校正值越大。
9.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述压力传感器包括：
第一电极；
第二电极，与所述第一电极分隔开，并且构造为形成所述第一电极与所述第二电极之间的电容；以及
弹性构件，设置在所述第一电极与所述第二电极之间，
其中，所述控制器进一步构造为获得依赖于所述第一电极与所述第二电极之间的所述电容的变化的检测信号。
10.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述压力传感器包括：
第一电极；
第二电极，与所述第一电极分隔开；以及
可变电阻元件，设置在所述第一电极与所述第二电极之间，
其中，所述控制器构造为获得依赖于所述可变电阻元件的电阻的变化的检测信号。
11.一种显示装置，所述显示装置包括：
触摸传感器，包括压力传感器，所述压力传感器构造为响应于输入到触摸区中的触摸而沿第一轴变为被压缩的，并且构造为通过使用从所述压力传感器获得的检测信号来计算所述触摸的位置和所述触摸的强度；
显示面板，设置在所述触摸传感器的一个表面中；
支架，构造为容纳所述触摸传感器和所述显示面板；以及
窗口，结合到所述支架，
其中，所述触摸传感器进一步构造为计算沿所述第一轴具有所述压力传感器的压缩最大值的第一位置，并且通过将所述第一位置校正与所述压缩最大值对应的第一校正值来计算所述触摸的所述位置。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述第一校正值与所述显示面板或所述窗口的杨氏模量成正比。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述第一校正值与所述显示面板或所述窗口的厚度成正比。
14.根据权利要求11所述的显示装置，其中，随着所述第一位置越靠近所述触摸区的边缘，所述第一校正值越大。
15.根据权利要求11所述的显示装置，其中，当所述触摸位于所述触摸区的中心区时，所述第一位置被计算为所述触摸的位置。
16.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述触摸位于与所述第一位置不同的位置中。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，所述第一校正值对应于所述触摸的所述位置与所述第一位置之间的距离。
18.根据权利要求16所述的显示装置，其中，随着所述触摸的所述位置越靠近所述触摸区的边缘，所述第一校正值越大。
19.根据权利要求16所述的显示装置，其中，所述触摸区的中心与所述第一位置之间的距离比所述触摸区的所述中心与所述触摸的所述位置之间的距离小。
20.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述触摸传感器进一步构造为通过使用与所述触摸的所述位置对应的第二校正值来计算所述触摸的所述强度。
21.根据权利要求20所述的显示装置，其中，所述第二校正值与所述显示面板或所述窗口的杨氏模量成正比。
22.根据权利要求20所述的显示装置，其中，所述第二校正值与所述显示面板或所述窗口的厚度成正比。
23.根据权利要求22所述的显示装置，其中，随着所述触摸的所述位置越靠近所述触摸区的边缘，所述第二校正值越大。
24.一种触敏显示装置，所述触敏显示装置包括：
显示面板；
压力传感器，设置在所述显示面板上并且响应于所述压力传感器上的触摸而产生检测信号；以及
控制器，构造为响应于所述压力传感器的所述检测信号来计算所述触摸的位置和所述触摸的强度，并且构造为根据所述触摸的计算位置与所述显示面板的最近的边缘之间的距离来校正所述触摸的所述计算位置或所述触摸的计算强度。
25.根据权利要求24所述的触敏显示装置，其中，所述控制器构造为使用校正因子来校正所述触摸的所述计算位置或所述计算强度，所述校正因子通过所述控制器计算并且随着所述触摸的所述计算位置越靠近所述显示面板的所述最近的边缘越大。
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