CN109407877A - 触摸传感器和包括其的图像显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种触摸传感器，包括：基板层；位于所述基板层上的多个感测电极，在所述感测电极中包括电极线；以及虚设图案，所述虚设图案以与在所述感测电极中所包括的所述电极线的图案周期相应的图案周期设置在所述感测电极之间。通过虚设图案减少了电极可视性，并且还改善了触摸传感器的光学和电学特性。

Description

触摸传感器和包括其的图像显示设备
对相关申请的交叉引用以及优先权要求
本申请要求于2017年8月18日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2017-0104665号的优先权，其全部公开内容以引用的方式纳入本申请。
技术领域
本发明涉及一种触摸传感器和包括该触摸传感器的图像显示装置。更具体地说，本发明涉及包括图案化的感测电极的触摸传感器，以及包括该触摸传感器的图像显示装置。
背景技术
随着信息技术的发展，对具有更薄尺寸、轻质、功耗的高效率等的显示装置的各种需求正在增加。所述显示装置可以包括平面显示装置，例如液晶显示(LCD)装置、等离子显示板(PDP)装置、电致发光显示装置、有机发光二极管(OLED)显示装置等。
还开发了触摸面板或触摸传感器，所述触摸面板或触摸传感器能够通过用手指或输入工具选择在屏幕上显示的指令的方式输入用户的指示。触摸面板或触摸传感器可以与显示设备组合，使得可以在一个电子设备中实现显示和信息输入功能。
随着显示装置的分辨率增加到QHD(四倍高清)级别或UHD(超高清)级别，触摸传感器也需要高分辨率。因此，需要减少来自触摸传感器中所包括的感测电极的光学干涉。
例如，如果在感测电极中所包括的导电图案对用户可见，则显示装置的图像质量可能降低。当在显示装置的显示面板中所包括的结构与感测电极的导电图案重叠时，图像质量可能进一步降低。
因此，需要开发具有改进的透射率和光学性质的同时还具有高灵敏度的触摸传感器。例如，韩国公开专利第2014-0092366号公开了一种图像显示设备，该图像显示设备与包括触摸传感器的触摸屏面板相结合。然而，对具有高分辨率和改进的光学性质的触摸传感器或触摸面板的需求仍在增加。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了具有改进的灵敏度、分辨率和光学性质的触摸传感器。
根据本发明的一个方面，提供了包括触摸传感器并具有增强的图像质量的图像显示设备。
本发明构思的上述方面将通过以下特征或构造来实现：
(1)一种触摸传感器，包括：基板层；在所述基板层上的多个感测电极，在所述感测电极中包括电极线；和虚设图案，所述虚设图案以与在感测电极中所包括的电极线的图案周期相应的图案周期设置在感测电极之间。
(2)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，所述电极线以波浪线或锯齿线延伸。
(3)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，所述虚设图案沿波浪线或锯齿线的延长线布置。
(4)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，所述虚设图案包括从所述电极线切割的楔形图案、线形图案或条形图案中的至少一种。
(5)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，感测电极还包括连接电极线中的相邻电极线的连接块。
(6)根据上述(5)所述的触摸传感器，其中，在所述感测电极中包括狭缝，并且所述狭缝由彼此相邻的所述电极线和所述连接块限定。
(7)根据上述(5)所述的触摸传感器，还包括连接虚设图案中的相邻虚设图案的虚设块，所述虚设块以与连接块的图案周期相同的图案周期排列。
(8)根据上述(7)所述的触摸传感器，其中，所述虚拟块与所述虚设图案的弯折部分组合。
(9)根据上述(7)所述的触摸传感器，其中，由彼此相邻的所述虚设图案和所述虚设块限定虚设狭缝。
(10)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，在面向彼此的所述感测电极的边界之间限定虚设区域，其中，所述虚设图案布置在每个所述虚设区域中。
(11)根据上述(10)所述的触摸传感器，其中，所述感测电极的边界以波浪形状延伸。
(12)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中，所述感测电极包括：第一感测电极，所述第一感测电极彼此连接并沿着与所述基板层的顶表面平行的第一方向布置；第二感测电极，所述第二感测电极彼此连接并沿与基板层的顶表面平行的第二方向布置以与第一方向交叉，其中电极线包括：在第一感测电极中所包括的第一电极线；以及在第二感测电极中所包括的第二电极线。
(13)根据上述(12)所述的触摸传感器，其中，第一电极线在第一方向上延伸，第二电极线在第二方向上延伸。
(14)图像显示装置，包括根据上述(1)至(13)中任一项所述的触摸传感器。
在根据如上所述的示例性实施例的触摸传感器中，可以在感测电极中包括限定在电极线之间的多个狭缝。可以通过狭缝诱导光散射或光衍射，从而可以降低感测电极的可见度。此外，可以通过狭缝来改善触摸传感器的孔径比，以实现高透射率结构。
在示例性实施例中，可以在被限定在感测电极之间的虚设区域中布置具有与电极线的形状基本相同或相似的形状的虚设图案。因此，可以减小光学性质的区域差异，从而可以避免感测电极被看到。可以在虚设图案之间形成虚设狭缝，从而可以进一步增强光学特性。
可以在虚设区域中布置与电极线相应的虚设图案，使得可以增强电容形成的线性和规律性，进而提高触摸传感器的灵敏度和分辨率。
附图说明
图1是根据示例性实施例示出触摸传感器的示意性顶部平面视图；
图2是根据示例性实施例示出触摸传感器的示意性剖视图；
图3和图4是根据示例性实施例示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图；
图5和图6是根据示例性实施例示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图；
图7是根据示例性实施例示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图；和
图8是根据示例性实施例示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施例，提供了一种触摸传感器，所述触摸传感器可包括：多个感测电极，在其中包括电极线；以及虚设图案，其布置在感测电极之间以具有与电极线相应的图案周期。还提供了一种包括触摸传感器的图像显示装置。
下文中，将参考附图详细描述本发明。然而，本领域技术人员应当理解的是，参考附图描述的这些实施例是为了进一步理解本发明的精神而提供的，并不是如在详细描述和所附权利要求中所公开的那样限制要保护的主题。
图1是根据示例性实施例示出触摸传感器的示意性顶部平面视图。图2是根据示例性实施例示出触摸传感器的示意性剖视图。
例如，图2包括图1中标记为“C”的区域的局部剖视图。
参照图1和图2，触摸传感器可以包括基板层105和布置在所述基板层105上的感测电极110和130。
基板层105可以包括膜型基板，所述膜型基板可以用作用于形成感测电极110和130的基层，或者用作能够在其上形成感测电极110和130的物体或工件。在一些实施例中，基板层105可以包括显示面板，可以在所述显示面板上直接形成感测电极110和130。
例如，基板层105可以包括通常用在触摸传感器中的基板或膜材料，例如玻璃、聚合物和/或无机绝缘材料。聚合物可包括例如环烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯(polyallylate)、聚酰亚胺(PI)、醋酸丙酸纤维素(CAP)、聚醚砜(PES)、三乙酸纤维素(TAC)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。无机绝缘材料可包括例如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、金属氧化物等。
感测电极110和130可以包括第一感测电极110和第二感测电极130。
第一感测电极110可沿可以与基板层105的顶表面平行的第一方向(例如，X轴方向)布置。在一些实施例中，第一感测电极110可以包括彼此物理分离的岛型单位电极。在这种情况下，在第一方向上相邻的第一感测电极110可以通过桥电极120彼此电连接。
因此，可以由多个第一感测电极110形成沿第一方向延伸的第一感测电极行。此外，可沿可以与基板层105的顶表面平行的第二方向布置多个第一感测电极行。第一和第二方向可以彼此交叉，例如，彼此垂直。
第二感测电极130可以沿第二方向(例如，Y轴方向)布置。因此，可以由第二感测电极130形成沿第二方向延伸的第二感测电极列。此外，可以沿第一方向布置多个第二感测电极列。
在一些实施例中，在第二方向上相邻的第二感测电极130可以通过连接部分140物理地以及电气地连接。例如，连接部分140可以与第二感测电极130在同一水平上一体地形成。
感测电极110和130，和/或桥电极120可以包括金属、合金、金属线或透明导电氧化物。
例如，感测电极110和130，和/或桥电极120可以包括，银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)或其合金(例如，银-钯-铜(APC))。它们可以单独使用，也可以组合使用。
感测电极110和130，和/或桥电极120可以包括透明导电氧化物，如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)等。
在一些实施例中，感测电极110和130，和/或桥电极120可以包括叠层结构，所述叠层结构包括透明导电氧化物和金属。例如，感测电极110和130，和/或桥电极120可以具有三层结构，包括透明导电氧化物层-金属层-透明导电氧化物层。在这种情况下，可以通过金属层提高柔性，并且可以减小电阻以增加信号传递速度。此外，可通过透明导电氧化物层改善抗腐蚀性和透射率。
如图2所示，可以在基板层105上形成绝缘层150，以至少部分地覆盖感测电极110和130。在示例性实施例中，绝缘层150可以形成在第一感测电极110和第二感测电极130的交叉区域处，以覆盖第二感测电极130的连接部分140。桥电极120可以形成在绝缘层150上，以与彼此相邻的第一感测电极110连接。
绝缘层150可以包括无机绝缘材料或有机绝缘材料，无机绝缘材料诸如氧化硅、氮化硅等，有机绝缘材料诸如丙烯酸类树脂，硅氧烷类树脂等。
如图2所示，触摸传感器100可以包括感测区域A和布线区域B。感测电极110和130以及桥电极120可以设置在感测区域A的基板层105上。焊盘165可以设置在布线区域B的基板层105上。
在示例性实施例中，迹线可以从第一感测电极行和第二感测电极列中的任一个延伸，以与在布线区域B中的焊盘165电连接。
因此，引入到触摸传感器100的物理触摸信息可以被转换为由第一感测电极110和第二感测电极130的电容差产生的电信号。电信号可以通过焊盘165传递到驱动IC，从而可以实现触摸感测。驱动IC可以通过例如柔性印刷电路板(FPCB)耦合到焊盘165。
钝化层160可以保护感测区域A上的感测电极110和130以及桥电极120，并且还可以延伸到布线区域B。钝化层160可以包括开口，焊盘165可通过该开口暴露。
钝化层160可以包括诸如氧化硅、氮化硅等的无机绝缘材料，或诸如丙烯酸类树脂、硅氧烷类树脂等的有机绝缘材料。
如图1所示，第一感测电极110和第二感测电极130可以被图案化为预定形状。
在示例性实施例1中，第一感测电极110和第二感测电极130可以被图案化为具有波浪形状的边界或周边。因此，可以避免或减少当感测电极110和130以及设置在触摸传感器100下方的显示面板中的电极或布线(例如，数据线、栅极线等)彼此重叠时可能发生的莫尔现象。
图3和图4是根据示例性实施例的示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图。例如，图3是图1中标记为“C”的区域的放大的顶部平面视图，图4是示出感测电极中的图案构造的示意图。
参照图3和图4，可以在每个感测电极110和130中形成电极线和连接块。
如图4所示，可以在每个感测电极110和130中形成以基本上锯齿状延伸的电极线210。连接块215可以布置在电极线210(例如，210a、210b、210c......)之间以连接电极线210，进而形成狭缝217。
在一些实施例中，可以在电极线210的每个弯曲部分或弯折部分处设置连接块215。
例如，一些连接块215(例如，连接块215a)可以与电极线210的弯曲部分或弯折部分组合。一些连接块215(例如，连接块215b)可以与相邻的弯折部分之间的延伸部分组合。
再次参照图3，如参照图4所述，第一感测电极110可包括第一电极线210和第一连接块215，第二感测电极130可包括第二电极线214和第二连接块213。
第一电极线210可以具有在第一方向上延伸的锯齿形状或Z字形状，并且第二电极线214可以具有在第二方向上延伸的锯齿形状或Z字形状。
根据示例性实施例，第一电极线210的延伸方向可以与第一感测电极110的布置方向(例如，第一方向)基本相同，第二电极线214的延伸方向可以与第二感测电极130的布置方向(例如，第二方向)基本相同。因此，可以促进通过感测电极110和130的信号流或电流，以提高信号传递速度。
如上所述，可以通过连接块213和214在每个感测电极110和130中限定狭缝。
可以在感测电极110和130中包括狭缝217，使得可以增加触摸传感器的透射率和孔径比。通过狭缝217还可以引起光散射，从而可以防止电极图案被看到。
另外，可以将在感测电极110和130中所包括的电极线210和214形成为非线性形状，例如锯齿形状，从而可以进一步改善光散射效应并且可以减小与触摸传感器下方的显示面板的重叠以防止莫尔现象。
可以在第一感测电极110和第二感测电极130的边界之间限定虚设区域D。虚设图案170可以布置在每个虚设区域D中，以与第一感测电极110和第二感测电极130间隔开。
在示例性实施例中，可以按与在感测电极110和130中所包括的电极线210和214的图案周期相应的图案周期布置虚设图案170。例如，虚设图案170可以沿着可以锯齿形状延伸的第一电极线210的假想轮廓或假想延长线布置。
例如，虚设图案170可以包括可以沿假想延长线从第一电极线210切割的条形图案，线图案和/或楔形图案。楔形图案可以包括弯折部分或弯曲部分，其具有与在第一电极线210中包括的形状基本相同的形状。还可以在相邻的虚设图案170之间限定虚设狭缝。
如上所述，可以在虚设区域D中布置具有与在感测电极110和130中包括的电极线210和214的构造基本相同的构造的虚设图案170。因此，可以减小虚设区域D中的区域电极布置偏差，从而可以防止触摸传感器中的电极图案被看到。此外，虚设图案170也可以形成为例如锯齿形状，从而可以抑制由于与显示面板的重叠而导致的莫尔现象。
可以在每个虚设区域D中提供虚设图案170，以抑制在感测电极110和130之间形成的电容的过度增加，从而可以提高触摸传感器的操作速度。通过虚设图案170还可以保持电容的规律性和线性，从而可以提高信号传递可靠性。
虚设图案可以由与感测电极110和130或电极线210和214的导电材料基本相同或相似的导电材料形成。
在一些实施例中，桥电极120和/或连接部分140可以具有在其中不包括狭缝的实心结构。因此，可以另外实现连接部分140处的电流路径和桥电极120具有相对较小的宽度。
在一些实施例中，也可以在桥电极120和/或连接部分140中包括狭缝。在这种情况下，可以进一步增强触摸传感器的透射率和孔径比。
图5和图6是根据示例性实施例示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图。
参照图5，可以在虚设区域D中形成有连接相邻虚设图案170的虚设块175。在示例性实施例中，虚设块175可以按与在感测电极110和130中所包括的连接块213和215的图案周期基本相同或相似的图案周期布置。
在一些实施例中，虚设块175可以与具有楔形图案形状的虚设图案170的弯折部分或弯曲部分组合。
可以在虚设区域D中包括虚设块175，使得可以进一步增强与感测电极110和130的图案相似性。因此，可以进一步减小触摸传感器中的电极可视性。还可以增强在感测电极110和130之间形成的电容的线性度，从而可以进一步改善信号传递的规律性和灵敏度。
可通过虚设块进一步对虚设图案170之间的虚设狭缝进行划分。因此，可通过虚设狭缝进一步促进光散射或光衍射。
参照图6，可以进一步形成限制感测电极110和130的边界图案。例如，可以形成围绕第一感测电极110的第一边界图案117和围绕第二感测电极130的第二边界图案137。
在这种情况下，虚设区域D可以被限定在面向彼此的第一边界图案117和第二边界图案137之间。
感测电极110和130中的电极线210和214可以通过边界图案117和137合并，因此可以减少通过感测电极110和130的通道电阻。
图7是根据示例性实施例示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图。
参照图7，感测电极110和130中的电极线230和234可以以基本上波浪形状延伸。
例如，第一感测电极110中的第一电极线230可以具有在第一方向上延伸的波浪形状。可以通过第一连接块235连接彼此相邻的第一电极线230，并且可以限定具有波浪形状的狭缝。
第二感测电极130中的第二电极线234可以具有在第二方向上延伸的波浪形状。可以通过第二连接块233连接彼此相邻的第二电极线234，并且可以限定具有波浪形状的狭缝。
在一些实施例中，如图6所示，可以进一步形成边界图案，该边界图案限制每个感测电极110和130并且合并具有波浪形状的电极线230和234。
如上所述，虚设区域D中的虚设图案170可以具有与电极线230和234的图案周期相应的图案周期，且可以根据电极线230和234的轮廓来布置。例如，虚设图案170可以具有从第一电极线230切割的弯曲图案形状。
如图7中所示，虚设图案170可具有来自第一电极线230的切割图案形状。在一些实施例中，可形成有连接相邻虚设图案170的虚设块175。
图8是根据示例性实施例示出感测电极和虚设图案的构造的示意性顶部平面视图。
参照图8，感测电极110和130中的电极线240和244可以线性延伸。
例如，在第一感测电极110中所包括的第一电极线240可以在第一方向上线性地延伸。可以通过第一连接块245将相邻的第一电极线240彼此连接，并且可以限定具有在第一方向上延伸的沟槽形状的狭缝247。
在第二感测电极130中所包括的第二电极线244可以在第二方向上线性地延伸。可以通过第二连接块243将相邻的第二电极线244彼此连接，并且可以限定具有在第二方向上延伸的沟槽形状的狭缝247。
在一些实施例中，如图6所示，可以进一步形成边界图案，该边界图案限制每个感测电极110和130并且合并具有线性形状的电极线240和244。
如上所述，虚设区域D中的虚设图案170可以具有与电极线240和244的图案周期相应的图案周期，并且可以根据电极线240和244的轮廓来布置。例如，虚设图案170可以具有从第一电极线240切割的条形图案形状。
根据示例性实施例，还提供了一种包括触摸传感器的图像显示装置。
例如，触摸传感器可以嵌入在图像显示设备的窗口和显示面板之间。
显示面板可包括例如液晶显示器(LCD)面板或有机发光二极管(OLED)面板。例如，显示面板可以包括像素电路，该像素电路包括薄层晶体管(TFT)和连接到像素电路的像素部分。像素电路可以包括根据像素部分的布置有规律地布置的电极和布线，如数据线、扫描线、驱动线等。像素部分可以包括液晶器件或OLED器件，并且可以包括像素电极和相对电极。触摸传感器可以设置在像素部分上。
根据上述示例性实施例，触摸传感器可以包括具有与电极线的形状或构造基本相同或相似的形状或构造的虚设图案。通过添加虚设图案，可以有效地抑制由于与电极和布线的规律性的重叠导致的电极可视性和莫尔现象。

Claims (14)

1.一种触摸传感器，包括：
基板层；
在所述基板层上的多个感测电极，在所述感测电极中包括电极线；和
虚设图案，所述虚设图案以与在所述感测电极中所包括的所述电极线的图案周期相应的图案周期设置在所述感测电极之间。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述电极线以波浪线或锯齿线延伸。
3.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述虚设图案沿所述波浪线或所述锯齿线的延长线布置。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述虚设图案包括从所述电极线切割的楔形图案、线形图案或条形图案中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述感测电极还包括连接所述电极线中的相邻电极线的连接块。
6.根据权利要求5所述的触摸传感器，其中，在所述感测电极中包括狭缝，并且所述狭缝由彼此相邻的所述电极线和所述连接块限定。
7.根据权利要求5所述的触摸传感器，还包括连接所述虚设图案中的相邻虚设图案的虚设块，所述虚设块以与所述连接块的图案周期相同的图案周期布置。
8.根据权利要求7所述的触摸传感器，其中，所述虚设块与所述虚设图案的弯折部分组合。
9.根据权利要求7所述的触摸传感器，其中，由彼此相邻的所述虚设图案和所述虚设块限定虚设狭缝。
10.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，在面向彼此的所述感测电极的边界之间限定虚设区域，
其中，所述虚设图案布置在每个所述虚设区域中。
11.根据权利要求10所述的触摸传感器，其中，所述感测电极的边界以波浪形状延伸。
12.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述感测电极包括：
第一感测电极，所述第一感测电极彼此连接并沿与所述基板层的顶表面平行的第一方向布置；和
第二感测电极，所述第二感测电极彼此连接并沿第二方向排列，所述第二方向与所述基板层的顶表面平行以与所述第一方向交叉，
其中，所述电极线包括：
在所述第一传感电极中所包括的第一电极线；和
在所述第二感测电极中所包括的第二电极线。
13.根据权利要求12所述的触摸传感器，其中，所述第一电极线在所述第一方向上延伸，并且所述第二电极线在所述第二方向上延伸。
14.一种图像显示装置，所述图像显示装置包括根据权利要求1至13中任一项所述的触摸传感器。
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