CN109582172A - 光分布可控触摸板装置和显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开的是一种光分布可控触摸板装置，包括：上透明基板；下透明基板；在下透明基板的顶面上的一个或多个下光分布控制电极；在上透明基板的下表面上的触摸板电极；被夹在一个或多个下光分布控制电极和触摸板电极之间的电泳元件，电泳元件中的每个包括着色电泳粒子和分散介质；以及控制器。所述控制器被配置为：在测量用于检测触摸点的电容时，向触摸板电极提供驱动电位；并且，参考向触摸板电极给予的驱动电位来向一个或多个下光分布控制电极提供驱动电位，以对多个电泳元件中的着色电泳粒子的状态进行控制。

Description

光分布可控触摸板装置和显示装置
技术领域
本公开涉及光分布可控触摸板装置和显示装置。
背景技术
近年来，随着智能电话和平板终端的普及，触摸板已被广泛认为是用户友好的用户界面。触摸板被安装在各种电子装置的显示模块上。同时，为了防止智能电话、ATM或机上娱乐屏幕上显示的图像被除用户以外的人观看，使用视角控制装置。
当触摸板和视角控制装置单独安装在显示板上时，各个装置的厚度增加了显示装置的总厚度。在其中视角可控的装置被提供在触摸板和显示板之间的配置中，触摸板与显示板相距较远；触摸板的可操作性削弱。此外，显示装置包括与空气层的更多界面，使得外部光的表面反射削弱可见性。
JP 2009-86875A公开了一种视角可控触摸板，特别是，具有其中在一侧面上提供有电极的两个板状构件的触摸板层的触摸板被布置为使得电极以规定的间隔和视场角控制层而彼此面对，在视场角控制层中多个叶板构件以规定的角度被安装在两个板状构件之间。在触摸板中，构成触摸板层的两个板状构件中的一个板状构件被用作构成视场角控制层的两个板状构件中的一个板状构件。
根据JP 2009-86875A的配置用较少数量的部件、较少数量的层叠层和较少数量的制造步骤实现了具有高光透视率的薄视角可控触摸板。然而，JP2009-86875A中的叶片构件(视场角控制层)是静态的并且不能动态地控制视角。
JP 2016-62091A公开了光分布可控装置，其利用电泳元件来对视角进行电控制。
发明内容
使触摸板和视角控制装置(其对视角进行电控制)集成的同时在它们之间共享基板导致了具有高可视性和触摸板可操作性的较薄显示装置。因此，所需求的是使触摸板和视角控制装置(其对视角进行电控制)集成以共享基板的技术。
本公开的方面是光分布可控触摸板装置，其包括：上透明基板；下透明基板；在下透明基板的顶面上的一个或多个下光分布控制电极；在上透明基板的下表面上的多个触摸板电极；被夹在一个或多个下光分布控制电极和多个触摸板电极之间的多个电泳元件，电泳元件中的每个包括着色电泳粒子和分散介质；以及控制器。控制器被配置为：在测量用于检测触摸点的电容时，向多个触摸板电极提供驱动电位；并且，参考向多个触摸板电极给予的驱动电位，来向一个或多个下光分布控制电极提供驱动电位，以对多个电泳元件中的着色电泳粒子的状态进行控制。
此公开的方面实现了触摸板和视角控制装置(其对视角进行电控制)的集成以共享基板。
应理解的是，前述一般性描述和下面的详细描述是示例性和说明性的，而不是对此公开的限制。
附图说明
图1示意性地示出了显示装置的配置示例；
图2示意性地示出了光分布可控触摸板的横截面结构的示例；
图3示出了处于窄视场状态的光分布可控触摸板；
图4示出了处于宽视场状态的光分布可控触摸板；
图5A是用于对光分布可控触摸板的一部分部件的关系进行说明的平面图；
图5B示意性地示出了沿图5A中的线B-B截取的光分布可控触摸板的横截面结构；
图5C示意性地示出了沿图5A中的线C-C截取的光分布可控触摸板的横截面结构；
图6示意性地示出了显示装置的控制系统的逻辑配置；
图7示意性地示出了光分布控制器的一部分的逻辑配置示例；
图8A示出了在互电容式触摸感测和窄视角模式下驱动电极的方式；
图8B提供了在互电容式触摸感测和窄视角模式下向被选中用于测量电容的下触摸板电极和相对的下光分布控制电极给予的驱动电位的波形；
图8C提供了在互电容式触摸感测和窄视角模式下向其他下触摸板电极和下光分布控制电极给予的电位的波形；
图9A示出了在互电容式触摸感测和宽视角模式下驱动电极的方式；
图9B提供了在互电容式触摸感测和宽视角模式下向被选择用于测量电容的下触摸板电极给予的驱动电位的波形以及向相对的下光分布控制电极给予的驱动电位的波形；
图9C提供了在互电容式触摸感测和宽视角模式下向其他下触摸板电极给予的电位的波形和向相对的下光分布控制电极给予的电位的波形；
图10A示出了在自电容式触摸感测和窄视角模式下驱动电极的方式；
图10B提供了在自电容式触摸感测和窄视角模式下向下触摸板电极和下光分布控制电极给予的电位的波形；
图11A示出了在自电容式触摸感测和宽视角模式下驱动电极的方式；
图11B提供了在自电容式触摸感测和宽视角模式下向用于测量电容的所有下触摸板电极给予的驱动电位的波形以及向相对的下光分布控制电极给予的驱动电位的波形；
图12A示出了在上透明基板上的上触摸板电极和下触摸板电极的图案；
图12B示出了在上透明基板上的下触摸板电极的图案；
图12C示出了在上透明基板上的上触摸板电极的图案；
图13A示出了电泳元件以及在上透明基板上的上触摸板电极和下触摸板电极的图案；
图13B示出了沿图13A中的线B-B截取的光分布可控触摸板的横截面结构；
图13C示出了沿图13A中的线C-C截取的光分布可控触摸板的横截面结构；
图13D示出了沿图13A中的线D-D截取的光分布可控触摸板的横截面结构；
图13E示出了沿图13A中的线E-E截取的光分布可控触摸板的横截面结构；
图14A是用于对下触摸板电极和下光分布可控电极之间的关系进行说明的平面图；
图14B示意性地示出了沿图14A中的线B-B截取的光分布可控触摸板的横截面结构；以及
图15示出了光分布可控触摸板的另一配置示例。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述此发明的实施例。实施例仅是用于实施此发明的示例，且并不限制此发明的技术范围。图中共有的元件由相同的附图标记来表示。为了解释的清楚，元件的大小和形状在图中可以被夸大。
下文所公开的光分布可控触摸板包括上透明基板、下透明基板以及与上透明基板和下透明基板之间的光透射区域交替布置的电泳元件。每个电泳元件包括分散介质中的着色电泳粒子。光分布可控触摸板具有窄视角模式和宽视角模式。着色电泳粒子在窄视角模式下被分散并在宽视角模式下被收集。
在上透明基板的下表面上，排列有用于检测触摸点的触摸板电极。电泳元件被夹在触摸板电极和被提供在下透明基板的顶面上的下光分布控制电极之间。控制器向进行测量电容的触摸板电极提供驱动电位以检测触摸点，并且参考该驱动电位向下光分布控制电极提供电位。这种配置使得能够在所选择的视角模式下来检测触摸点和保持电泳元件的状态。
触摸板电极提供有信号(电位)以提供触摸板功能。触摸板电极还用作上光分布控制电极。相应地，下光分布控制电极需要提供有电位，以参考触摸板电极的电位适当地控制着色电泳粒子。
为了在触摸板部分和光分布控制板部分之间共享触摸板电极，此公开中的光分布可控触摸板采用投射的电容式触摸板。投射的电容式触摸板通过检测电极和指针(pointer)之间发生的电容变化来检测指针的接触点。
第一实施例
配置
图1示意性地示出了第一实施例中的显示装置的配置示例。显示装置包括显示板5和被提供在显示板5前面的光分布可控触摸板1。显示板5可以是任何类型的，诸如液晶显示板或有机发光二极管(OLED)显示板。
在此公开中，在显示板5上看到图像的用户侧或者图像的光行进的一侧被称为显示装置的前侧或上侧，并且相对侧被称为显示装置的后侧或下侧。垂直于显示板5或光分布可控触摸板1的主平面的方向被称为Z轴方向，在主平面内彼此垂直的两个方向被称为X轴方向(第二方向)和Y轴方向(第一方向)。Z轴方向对应于显示板5和光分布可控触摸板1的堆叠方向。
光分布可控触摸板1具有触摸板的功能，并且还具有对从显示板5发射的光中的穿过光分布可控触摸板1透射出的光的出射方向的范围进行控制的功能。光分布可控触摸板1可在宽视场状态和窄视场状态之间切换，以对在显示板5上的图像进行透射。其中来自光分布可控触摸板1的光的出射方向的范围为较宽的状态(模式)被称为宽视场状态(宽视角模式)，并且其中来自光分布可控触摸板1的光的出射方向的范围为较窄的状态(模式)被称为窄视场状态(窄视角模式)。
图2示意性地示出了光分布可控触摸板1的横截面结构的示例。图2表示处于宽视场状态的光分布可控触摸板1。光分布可控触摸板1使着色电泳粒子(着色带电粒子)140的状态改变，以使通过光透射区域15和分散介质141透射的光的出射方向的范围改变。
光分布可控触摸板1利用粘合层3接合到显示板5的正面(顶面)。光分布可控触摸板1和显示板5之间的粘合层3可以仅被提供在那些板的外周上。
光分布可控触摸板1包括上透明基板11和下透明基板17。下透明基板17的下表面与显示板5相对；顶面与上透明基板11的下表面相对。上透明基板11和下透明基板17由玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)制成。上透明基板11和下透明基板17是非柔性或柔性绝缘体。
光分布可控触摸板1还包括多个上触摸板电极12、多个下触摸板电极13和多个下光分布可控电极16。上触摸板电极12、下触摸板电极13和下光分布控制电极16是透明电极，并且可以由例如氧化铟锡(ITO)、ZnO或IGZO制成。
多个下光分布控制电极16(下光分布控制电极图案)被提供在下透明基板17的顶面上。下光分布控制电极16被布置为在Y轴方向延伸，并且在下透明基板17上的X轴方向彼此远离。每个下光分布控制电极16可以是条带状导体。
多个下触摸板电极13(下触摸板电极图案)被提供在上透明基板11的下表面上。下光分布控制电极16之间的间隙或下触摸板电极13之间的间隙填充有绝缘材料(稍后要描述的肋(rib)15)。下触摸板电极13被布置为在Y轴方向延伸并且在上透明基板11上的X轴方向彼此远离。每个下触摸板电极13可以是条带状导体。每个下触摸板电极13与一个或多个下光分布控制电极16相对。
如稍后将描述的，下触摸板电极13也是上光分布控制电极。在示例中，下触摸板电极13与下光分布控制电极16一一对应地相对。在示例中，每个下触摸板电极13具有与相对的下光分布控制电极16相同的形状。多个下光分布控制电极16可以与一个下触摸板电极13相对，或者多个下触摸板电极13可以与一个下光分布控制电极16相对。
多个上触摸板电极12(上触摸板电极图案)被提供在上透明基板11的顶面上。上触摸板电极12覆盖有诸如氮化硅的绝缘材料。上触摸板电极12被布置为在X轴方向延伸并且在上透明基板11上的Y轴方向彼此远离。每个上触摸板电极12可以是条带状导体。
光分布可控触摸板1包括在上透明基板11和下透明基板17之间的光分布控制层。光分布控制层包括多个电泳元件14和多个肋15。每个肋15是光透射区域。电泳元件14和肋15被布置为在Y轴方向延伸并且在X轴方向为彼此交替。
在X-Y平面中，多个电泳元件14具有条带图案，其中电泳元件14被布置为在Y轴方向延伸并且在X轴方向是并排的。类似地，多个肋15具有条带图案，其中肋15被布置为在Y轴方向延伸并且在X轴方向是并排的。
肋15可以由可光固化的材料制成。肋15具有例如3至300μm的高度和1至150μm的宽度。肋15之间的间隙例如为0.25至40μm。下触摸板电极13的宽度和节距是若干毫米，并且上触摸板电极12的宽度和节距也是若干毫米。尽管在图2的示意图中两个电泳元件14被夹在一对电极之间，但是在典型的光分布可控触摸板1中，更多的电泳元件14被夹在一对电极之间。
每个电泳元件14包括被包含在肋15之间形成的空间中的电泳粒子140和分散介质141(电泳元件材料)。电泳粒子140是着色的，例如呈黑色。分散介质141可以由透明且无色的液体材料制成。
每个电泳元件14被夹在一个下触摸板电极13和一个下光分布控制电极16之间。在图2的示例中，下触摸板电极13和下光分布控制电极16与包括电泳粒子140和分散介质141的电泳元件材料接触。在下触摸板电极13和下光分布控制电极16中的一个或两个与电泳元件材料之间，可以提供绝缘层。绝缘层可以由氧化硅或氮化硅制成。
在图2的示例中，多个连续的电泳元件14(和肋15)被夹在一个下触摸板电极13和一个下光分布控制电极16之间。也就是说，每个下触摸板电极13在Z轴方向上与多个电泳元件14相对。类似地，每个下光分布控制电极16在Z轴方向上与多个电泳元件14相对。
作为可替选示例，电泳元件14可以被夹在不同对的下触摸板电极13和下光分布控制电极16之间(参见图13A)。多个电泳元件14可以被夹在一个下触摸板电极13和多个下光分布控制电极16之间。多个电泳元件14可以被夹在多个下触摸板电极13和一个下光分布控制电极16之间。
图3示出了在窄视场状态下的光分布可控触摸板1。在窄视场状态下，每个电泳元件14中的电泳粒子140被分散在分散介质141中。分散的电泳粒子140通过吸收光来阻挡来自显示板5的光。因此，只有在X轴方向的窄出射角内的光51穿过光分布可控触摸板1。
在窄视场状态下，夹着电泳元件14的下触摸板电极13和下光分布控制电极16被维持在相同的电位。因此，分散介质141中的电泳粒子140被维持在分散状态。下触摸板电极13提供有用于触摸板功能的特定信号。稍后将描述用于下触摸板电极13和下光分布控制电极16的电位控制的细节。
图4示出了在宽视场状态下的光分布可控触摸板1。通过将电泳粒子140收集到夹着电泳元件14的任一电极(例如，下光分布控制电极16)的附近来实现宽视场状态。电泳元件14的大部分变成仅由透明分散介质141构成，以使电泳元件14为透射性。因此，在X轴方向上的宽出射角内的光51穿过光分布可控触摸板1。
在宽视场状态下，下光分布控制电极16相对于下触摸板电极13的相对电位具有与电泳粒子140的电荷相反的极性(具有电位差V)。因此，电泳粒子140聚集到下光分布控制电极16的附近。
例如，如果电泳粒子140的电荷为负(-)，则下光分布控制电极16和下触摸板电极13提供有预定电位，使得下光分布控制电极16变成正电极。如果电泳粒子140的电荷为正(+)，则下光分布控制电极16和下触摸板电极13提供有预定电位，使得下光分布控制电极16变成负电极。电位差V约为20至25V。
在以下描述中，假设电泳粒子140的电荷为负。如果电泳粒子140的电荷为正，则该描述可以通过使下光分布控制电极16的极性改变为相反的极性而是可应用的。
控制
在下文中，描述了光分布可控触摸板1的控制。如上所述，光分布可控触摸板1具有触摸板功能和光分布可控功能。为了提供该两个功能，光分布可控触摸板1包括光分布控制板部分7和在光分布控制板部分7前面的触摸板部分8。
触摸板部分8包括上触摸板电极12、上透明基板11和下触摸板电极13。光分布控制板部分7包括上透明基板11、下触摸板电极13、电泳元件14、肋15、下光分布可控电极16和下透明基板17。
上透明基板11和下触摸板电极13由触摸板部分8和光分布控制板部分7共享。这种配置实现了较薄的光分布可控触摸板1，并且还增加了被显示图像的可见性和触摸板的可操作性。
下触摸板电极13提供有用于提供触摸板功能的信号(电位)。如上所述，下触摸板电极13用作上光分布控制电极。相应地，有必要参考下触摸板电极13的电位来将用于适当地控制电泳粒子140的状态的电位提供给下光分布控制电极16。
为了在触摸板部分8和光分布控制板部分7之间共享下触摸板电极13，此公开中的光分布可控触摸板1采用投射的电容式感测。投射的电容式触摸板通过检测电极和指针之间发生的电容变化来检测指针的接触点。
对于投射的电容式触摸板中的电容式感测存在两个类型的模式：自电容感测和互电容感测。自电容感测型触摸板具有多个X电极和多个Y电极。X电极和Y电极以矩阵来布置，其间插入有绝缘体。
自电容感测独立地驱动X电极和Y电极，以检测每个电极中的电容变化。当指针接近电极时，电极的电容增加。自电容感测检测X电极和Y电极，其中电容已经增加以检测指针的位置。
互电容感测型触摸板具有作为驱动器电极的发射器电极(例如，X电极)和作为传感器电极的接收器电极(例如，Y电极)。驱动器电极和传感器电极以矩阵来布置，其间插入有绝缘体。在驱动器电极和传感器电极的每个交叉处配置了电容器(交叉电容器)。当指针接近交叉电容器时，交叉处的电场的一部分朝向指针移动并且交叉处的电容减小。互电容感测检测哪处发生交叉以及发生互电容的变化有多大来检测指针的位置。
在光分布可控触摸板1的控制的以下示例中，通过自电容感测和/或互电容感测来执行触摸检测。图5A是用于对光分布可控触摸板1的一部分部件的关系进行说明的平面图。
多个上触摸板电极12被布置为在Y轴方向彼此远离。每个上触摸板电极12在X轴方向延伸并且具有条带状形状。上触摸板电极12的形状是相同的。多个下触摸板电极13被布置为在X轴方向彼此远离。每个下触摸板电极13在Y轴方向延伸并且具有条带状形状。下触摸板电极13的形状是相同的。
如从以上理解的，上触摸板电极12和下触摸板电极13以矩阵来布置。如参考图2描述的，上触摸板电极12和下触摸板电极13分别被提供在上透明基板11的顶面和底面上，以将绝缘的上透明基板11夹在中间。如稍后将描述的，上触摸板电极12是传感器电极，并且下触摸板电极13是互电容感测时的发射器电极13。
多个电泳元件14设置为在X轴方向彼此远离。每个电泳元件14在Y轴方向延伸并且具有长方体的形状。电泳元件14的形状是相同的。以与下触摸板电极13相同的布局，在下透明基板17的顶面上提供下光分布控制电极16(其图5A中未示出)。与多个电泳元件14相对的下光分布控制电极16的图案以及与多个电泳元件14相对的下触摸板电极13的图案是相同的并且叠加。
图5B示意性地示出了沿图5A中的线B-B截取的光分布可控触摸板1的横截面结构。截面线B-B是平行于X轴方向的线，并且图5B是沿Y轴方向看见的横截面结构。图5B中的横截面结构与参考图2、3和4描述的结构是相同的。
在图5B中所示示例中，每个下触摸板电极13与多个电泳元件14相对，并且类似地，每个下光分布控制电极16与多个电泳元件14相对。也就是说，每对下触摸板电极13和下光分布控制电极16将多个电泳元件14夹在中间以驱动这些电泳元件14。在图5B的示例中，每个下触摸板电极13与仅一个下光分布控制电极16相对。彼此相对的下触摸板电极13和下光分布控制电极16驱动相同的电泳元件14。
图5C示意性地示出了沿图5A中的线C-C截取的光分布可控触摸板1的横截面结构。截面线C-C是平行于Y轴方向的线，并且图5C是沿X轴方向看见的横截面结构。图5C表示在电泳元件14处的光分布可控触摸板1的横截面结构。电泳元件14的整个顶面面对一个下触摸板电极13，并且电泳元件14的整个下表面面对一个下光分布控制电极16。
图6示意性地示出了显示装置的控制系统的逻辑配置。显示装置包括触摸板控制器21、光分布控制器23、定时控制器24和主控制器25。这些中的每一个配置有根据用于特定功能的程序和/或逻辑电路进行操作的处理器。触摸板控制器21、光分布控制器23、定时控制器24和主控制器25可以配置有单独的电路，或者可替选地，这些控制器中的一部分或全部可以共享同一电路(包括处理器)。
触摸板控制器21对光分布可控触摸板1的触摸板部分8进行控制，以执行光分布可控触摸板1的触摸板功能。具体地，触摸板控制器21响应于来自定时控制器24的定时信号对上触摸板电极12和下触摸板电极13进行控制。
在此示例中，触摸板控制器21可以通过自电容感测或互电容感测来检测指针的触摸点。触摸板控制器21根据来自主控制器25的指令来切换用于检测触摸点的模式。在另一示例中，触摸板控制器21仅通过自电容感测和互电容感测中的一个来检测触摸。
触摸板控制器21响应于来自定时控制器24的定时信号对上触摸板电极12和下触摸板电极13中的驱动器电极进行驱动，并且还检测传感器电极中的电容变化。在互电容感测时，发射器电极是驱动器电极并且接收器电极是传感器电极。在此示例中，上触摸板电极12是传感器电极，并且下触摸板电极13是驱动器电极。在自电容感测时，每个电极是驱动器电极，并且也是传感器电极。
光分布控制器23对光分布可控触摸板1的光分布控制板部分7进行控制，以执行光分布可控触摸板1的光分布可控(视角控制)功能。具体地，光分布控制器23响应于定时信号来控制下光分布控制电极16。如稍后将描述的，光分布控制器23通过参考下触摸板电极13的驱动电位来驱动下光分布控制电极16，而在窄视角模式和宽视角模式下的每个模式下对来自显示板5的穿过光分布可控触摸板1的光的分布(视角)进行适当地控制。
主控制器25对显示板5、触摸板控制器21和光分布控制器23进行控制。主控制器25控制显示板5来显示图像。显示板5根据来自主控制器25的信号来控制像素以显示图像。主控制器25从触摸板控制器21获取指示指针位置的信息，并且还对用于触摸板控制器21的触摸检测的模式(自电容模式/互电容模式)进行控制。
图7示意性地示出了光分布控制器23的一部分的逻辑配置示例。图7提供了配置示例；只要实施了相同的功能，光分布控制器23可以具有任何配置。图7表示用于驱动一个下光分布控制电极16的配置示例。光分布控制器23包括开关231和开关控制器232。开关231与与其相关联的下光分布控制电极16连接，并输出用于驱动下光分布控制电极16的信号(电位)。
光分布控制器23包括用于驱动各个下光分布控制电极16的开关231。开关控制器232响应于来自主控制器25的视角模式的指定来控制开关231。
在光分布控制器23内生成具有与下光分布控制电极16配对的下触摸板电极13的驱动电位V1相同的电位的信号。开关231选择驱动电位V1和从驱动电位V1增加了恒定电压的电位(通过选择用于其的线路/端子)中的一个。具体地，开关231在窄视角模式下选择驱动电位V1，并且在宽视角模式下选择从驱动电位V1增加了恒定电压的电位。根据视角模式来控制开关231。
互电容感测和窄视角模式
图8A、图8B和图8C示出了在互电容式触摸感测和窄视角模式下驱动电极的方式。触摸板控制器21逐个选择下触摸板电极13。触摸板控制器21测量上触摸板电极12处的电容，同时将驱动电位施加到所选择的下触摸板电极13。触摸板控制器21可以在逐个选择上触摸板电极12的同时测量电容，或者一起测量所有上触摸板电极12和所选择的下触摸板电极1之间的电容。
在图8A中所示示例中，触摸板控制器21按此顺序选择下触摸板电极13A、13B和13C。图8A示出了其中下触摸板电极13B被选择并提供有驱动电位的状态。
图8B提供了向被选择用于测量电容的下触摸板电极13B以及相对的下光分布控制电极16B给予的驱动电位(驱动信号)的波形31。具有相同波形31的信号被给予彼此相对的下触摸板电极13B和下光分布控制电极16B。
图8C提供了向下触摸板电极13A和13C以及下光分布控制电极16A和16C给予的电位(信号)的波形32。向下触摸板电极13A和13C以及下光分布控制电极16A和16C给予具有相同波形32的信号。
如图8B中所示，被选择用于测量电容的下触摸板电极13B被提供有AC信号。在图8B的示例中，向下触摸板电极13B给予的信号是矩形波。用于测量电容的驱动电位可以具有任何波形；适合于光分布可控触摸板1来检测触摸的波形被选择。
如图8B中所示并参考图7所描述的，在窄视角模式下向下光分布控制电极16B给予的驱动电位等于向相对的下触摸板电极13B给予的驱动电位。被夹在下光分布控制电极16B和下触摸板电极13B之间的电泳元件14的两个端部处于相同的电位；着色电泳粒子140基本均匀地分散在分散介质141中。
如图8C中所示并参考图7所描述的，除了被选择用于测量电容的下触摸板电极13B以外的下触摸板电极13A和13C被给予恒定的参考电位(例如，地电位)。分别与下触摸板电极13A和13C相对的下光分布控制电极16A和16C也被给予恒定的参考电位。
被夹在下光分布控制电极16A和下触摸板电极13A之间的电泳元件14的两个端部处于相同的电位，并且被夹在下光分布控制电极16C和下触摸板电极13C之间的电泳元件14的两个端部处于相同的电位。也就是说，被夹在所有下光分布控制电极16和所有下触摸板电极13之间的各个电泳元件14的两个端部处于相同的电位。所有电泳元件14的两个端部处于相同的电位，并且着色电泳粒子140基本上均匀地分散在分散介质141中。
如上所述，在互电感式感测和窄视角模式下，光分布控制器23为用于电泳元件14的下光分布控制电极16提供与相对的下触摸板电极13的电位相同的电位(信号)。因此，电泳元件14中的着色电泳粒子140被维持在基本上均匀地分散在分散介质141中的状态。
互电容感测和宽视角模式
图9A、图9B和图9C示出了在互电容式触摸感测和宽视角模式下驱动电极的方式。通过将电泳粒子140收集到夹着电泳元件14的电极中的一个电极(其在此示例中是下光分布控制电极16)的附近来实现宽视场状态。电泳粒子140可以被收集到下触摸板电极13的附近。
在图9A中所示示例中，触摸板控制器21按此顺序选择下触摸板电极13A、13B和13C。图9A示出了其中下触摸板电极13B被选择并提供有驱动电位的状态。
图9B提供了向被选择用于测量电容的下触摸板电极13B给予的驱动电位(驱动信号)的波形34以及向相对的下光分布控制电极16B给予的驱动电位(驱动信号)的波形33。在这些驱动电位之间存在预定的电位差V。
图9C提供了向下触摸板电极13A和13C给予的电位(信号)的波形36以及向下光分布控制电极16A和16C给予的电位(信号)的波形35。在这些电位之间存在预定的电位差V。
如图9B中所示，被选择用于测量电容的下触摸板电极13B提供有AC信号。在图9B的示例中，向下触摸板电极13B给予的信号是矩形波。
如图9B中所示并参考图7所描述的，在宽视角模式下向下光分布控制电极16B给予的驱动电位是从向下触摸板电极13B给予的驱动电位增加预定电压(预定电位差)V的电位。
电压V被施加在被夹在下光分布控制电极16B和下触摸板电极13B之间的每个电泳元件14的两个端部上，并且下光分布控制电极16B的极性相对于下触摸板电极13B为正。相应地，带负电的着色电泳粒子140被收集到下光分布控制电极16B的附近。
如图9C中所示并参考图7所描述的，除了被选择用于测量电容的下触摸板电极13B以外的下触摸板电极13A和13C被给予恒定的参考电位(例如，地电位)。与下触摸板电极13A和13C相对的下光分布控制电极16A和16C被给予从向下触摸板电极13A和13C给予的电位增加预定电压V的电位。
电压V施加到被夹在下光分布控制电极16A和下触摸板电极13A之间的电泳元件14，并且下光分布控制电极16A的相对极性为正。电压V也被施加到被夹在下光分布控制电极16C和下触摸板电极13C之间的电泳元件14，并且下光分布控制电极16C的相对极性为正。
也就是说，被夹在所有下光分布控制电极16和所有下触摸板电极13之间的电泳元件14的两个端部上的电位差为V，并且下光分布控制电极16的相对极性为正。着色电泳粒子140被收集到下光分布控制电极16的附近。
如上所述，在互电容式感测和宽视角模式下，光分布控制器23为电泳元件14的下光分布控制电极16提供从相对的下触摸板电极13的电位(信号)增加预定电压的电位。因此，每个电泳元件14中的着色电泳粒子140被维持在被收集在下光分布控制电极16附近的状态。
自电容感测和窄视角模式
图10A和图10B示出了在自电容式触摸感测和窄视角模式下驱动电极的方式。触摸板控制器21测量所有上触摸板电极和所有下触摸板电极13的电容，同时向所有上触摸板电极12和所有下触摸板电极13提供驱动电位。与这种配置不同，触摸板控制器21依次选择上触摸板电极12和下触摸板电极13，并向所选择的电极提供驱动信号以测量其电容。
在图10A中所示的示例中，触摸板控制器21同时向所有下触摸板电极13A、13B和13C施加驱动电位。图10B示出了向下触摸板电极13A、13B和13C以及下光分布控制电极16A、16B和16C给予的电位(信号)的波形41。
向下触摸板电极13A、13B和13C以及下光分布控制电极16A、16B和16C提供具有相同波形41的驱动信号。用于测量电容的驱动信号可以具有任何波形；适合于光分布可控触摸板1来检测触摸的波形被选择。
如图10B中所示并参考图7所描述的，在窄视角模式下向下光分布控制电极16A、16B和16C给予的驱动电位等于向相对的下触摸板电极13A、13B和13C给予的驱动电位。
在此示例中，被夹在所有下光分布控制电极16和所有下触摸板电极13之间的各个电泳元件14的两个端部处于相同的电位。所有电泳元件14的两个端部处于相同电位，并且着色电泳粒子140基本上均匀地分散在分散介质141中(分散状态)。
如上所述，在互电感式感测和窄视角模式下，光分布控制器23为用于电泳元件14的下光分布控制电极16提供与相对的下触摸板电极13的电位相同的电位(信号)。因此，电泳元件14中的着色电泳粒子140被维持在基本上均匀地分散在分散介质141中的状态。
在宽视角模式下的自电容感测
图11A和图11B示出了在自电容式触摸感测和宽视角模式下驱动电极的方式。通过将电泳粒子140收集到夹着电泳元件14的电极的一个电极(其在此示例中是下光分布控制电极16)的附近来实现宽视场状态。
在图11A中所示的示例中，触摸板控制器21同时向所有下触摸板电极13A、13B和13C提供驱动电位。图11B提供了向下触摸板电极13A、13B和13C给予的驱动电位(驱动信号)的波形43以及向下光分布控制电极16A、16B和16C给予的驱动电位(驱动信号)的波形42。在这些驱动电位之间存在预定的电位差。
如图11B中所示，所有下触摸板电极13A、13B和13C提供有AC信号以测量电容。在图11B的示例中，向下触摸板电极13A、13B和13C给予的信号是矩形波。
如图11B中所示并参考图7所描述的，在宽视角模式下向下光分布控制电极16A、16B和16C提供的驱动电位是从向下触摸板电极13A、13B和13C给予的电位增加预定电压V的电位。
电压V被施加到被夹在下光分布控制电极16A和下触摸板电极13A之间的电泳元件14，并且下光分布控制电极16A的相对极性为正。电压V也被施加到被夹在下光分布控制电极16B和下触摸板电极13B之间的电泳元件14，并且下光分布控制电极16C的相对极性为正。此外，电压V被施加到被夹在下光分布控制电极16C和下触摸板电极13C之间的电泳元件14，并且下光分布控制电极16C的相对极性为正。
也就是说，被夹在所有下光分布控制电极16和所有下触摸板电极13之间的电泳元件14的两个端部上的电位差为V，并且下光分布控制电极16的相对极性为正。着色电泳粒子140被收集到下光分布控制电极16的附近(收集状态)。
如上所述，在自电容式感测和宽视角模式下，光分布控制器23为电泳元件14的下光分布控制电极16提供从相对的下触摸板电极13的电位(信号)增加预定电压的电位。因此，每个电泳元件14中的着色电泳粒子140被维持在被收集在下光分布控制电极16附近的状态。
在参考图8A至图11B描述的配置示例中，每个下触摸板电极13仅与一个下光分布控制电极16相对，并且每个下光分布控制电极16仅与一个下触摸板电极13相对。光分布可控触摸板1可以具有与这种配置不同的配置。
如上所述，在互电容式触摸感测和自电容式触摸感测两者中，光分布控制器23在窄视角模式下为每个下光分布控制电极16提供等于用于相对的下触摸板电极13的电位的电位。在互电容式触摸感测和自电容式触摸感测两者中，光分布控制器23在宽视角模式下为每个下光分布控制电极16提供从用于相对的下触摸面板电极13的电位增加预定电压的电位。
下触摸板电极13和下光分布控制电极16可以具有允许上述操作的各种形状。例如，在参考图8A至图9C描述的配置(其中逐个选择要被驱动的下触摸板电极13)中，每个下光分布控制电极16可以与仅一个下触摸板电极13相对，并且每个下触摸板电极13可以与多个下光分布控制电极16相对。
与下光分布控制电极16相对的所有电泳元件14与仅一个下触摸板电极13相对。多个连续电泳元件14被夹在一个下触摸板电极13和多个下光分布控制电极16之间，并且由那些电极来驱动。
在参考图10A至图11B描述的配置(其中所有下触摸板电极13被一起驱动)中，下光分布控制电极16可以是任何数量和任何形状的。与每个下光分布控制电极16相对的下触摸板电极13的数量可以是任何数量，并且与每个下触摸板电极13相对的下光分布控制电极16的数量可以是任何数量。例如，下光分布控制电极16是固体填充物；所有电泳元件14可以被夹在单个下光分布控制电极16和多个下触摸板电极13之间。
在另一配置示例中，上触摸板电极12可以被提供在上透明基板11的下表面上。例如，上触摸板电极12被提供在上透明基板11的下表面和下触摸板电极13之间。在上触摸板电极12和下触摸板电极13之间，提供了诸如氧化硅层或氮化硅层的绝缘层。
其他实施例
在下文中，描述了光分布可控触摸板1的另一配置。在下面描述的配置中，上触摸板电极12和下触摸板电极13被配置为使得多个电极片被链式连接。
图12A示出了在上透明基板11上的上触摸板电极12和下触摸板电极13的图案；图12B示出了在上透明基板11上的下触摸板电极13的图案；以及图12C示出了在上透明基板11上的上触摸板电极12的图案。
如图12B中所示，下触摸板电极13具有菱形图案。具体地，每个下触摸板电极13由在Y轴方向布置的多个菱形电极片31和连接了菱形电极片31的角的连接部32组成。
下触摸板电极13被布置为在X轴方向是交错的。在下触摸板电极13的相邻电极片31之间，相邻的下触摸板电极13的电极片31位于每一侧。所有下触摸板电极13的电极片31在上透明基板11的下表面上是交错的。
如图12C中所示，上触摸板电极12具有菱形图案。具体地，每个上触摸板电极12由在X轴方向布置的多个菱形电极片26和连接了菱形电极片26的角的连接部27组成。
上触摸板电极12被布置为在Y轴方向是并排的。电极片26沿X轴方向的位置对于所有上触摸板电极12而言是共同的。所有上触摸板电极12的电极片26以矩阵排列在上透明基板11的顶面上。在相邻的上触摸板电极12之间，存在与电极片26对应的空间123。
如图12A中所示，所有上触摸板电极12的电极片26在Z轴方向基本上被叠加在下触摸板电极13的电极片31上。当在Z轴方向上看时，下触摸板电极13的电极片31的一部分位于上触摸板电极12之间的空间123内，而不与上触摸板电极12的任何电极片26重叠。
所有下触摸板电极13的电极片31比所有上触摸板电极12的电极片26覆盖了上透明基板11的更大区域。下触摸板电极13的电极片31被排列成覆盖电泳元件14的更大区域。
图13A示出了电泳元件14以及在上透明基板11上的上触摸板电极12和下触摸板电极13的图案。图13B示出了沿图13A中的线B-B截取的光分布可控触摸板1的横截面结构。图13C示出了沿图13A中的线C-C截取的光分布可控触摸板1的横截面结构。图13D示出了沿图13A中的线D-D截取的光分布可控触摸板1的横截面结构。图13E示出了沿图13A中的线E-E截取的光分布可控触摸板1的横截面结构。
如图13B至图13E中所示，下光分布控制电极16是被提供在下透明基板17上的实心图案，即，一个连续透明电极。触摸板控制器21执行如参考图10A至图11B描述的自电容式触摸感测。
在此示例中，触摸板控制器21同时向所有上触摸板电极12和所有下触摸板电极13一起提供具有相同波形的驱动电位，以测量电容。触摸板控制器21测量或不测量具有被上触摸板电极12的电极片覆盖的电极片的下触摸板电极13的电容。
光分布控制器23参考用于所有上触摸板电极12和所有下触摸板电极13的驱动电位来驱动下光分布可控电极16。如第一实施例中所述，在窄视角模式下，光分布控制器23向低光分布控制电极16提供与向触摸板电极给予的电位相等的电位。在宽视角模式下，光分布控制器23向低光分布控制电极16提供从向触摸板电极给予的电位增加预定电压的电位。
另一配置示例包括多个下光分布控制电极16，并且逐个选择要以自电容感测或互电容感测来驱动的下触摸板电极13。在图13E的示例中，电泳元件14与两个下触摸板电极13A和13B(其电极片)相对。如从这指出的，电泳元件14的一部分与两个下触摸板电极13(其电极片)相对。
在示例中，具有与下触摸板电极13的图案相同的图案的下光分布控制电极16可以被提供在夹着电泳元件14的区域中。如参考图8A至图11B所述，光分布控制器23参考相对的下触摸板电极13的电位来驱动下光分布控制电极16。在窄视角模式下，光分布控制器23为每个下光分布可控电极16提供与相对的下触摸板电极13的电位相等的电位。在宽视角模式下，光分布控制器23为每个下光分布可控电极16提供从相对的下触摸板电极13的电位增加预定电压的电位。
触摸板控制器21向具有被上触摸板电极12的电极片覆盖的电极片的下触摸板电极13提供或不提供用于电容式感测的驱动电位。换句话说，触摸板控制器21可以逐个选择所有下触摸板电极13，或者仅选择具有当在Z轴方向上逐一看时在上触摸板电极12之间暴露的电极片的下触摸板电极13(未被上触摸板电极12覆盖的电极片)。
图14A和图14B示出了光分布可控触摸板1的另一配置示例。图14A是用于对下触摸板电极13和下光分布可控电极16之间的关系进行说明的平面图。图14A省略了连接下触摸板电极13的电极片的部分。下触摸板电极13的图案与图12B中的图案相同。图14B是示意性地示出沿图14A中的线B-B截取的光分布可控触摸板1的横截面结构的视图。
下光分布控制电极16仅在与电泳元件14相对的各个区域中被提供在下透明基板17的顶面上。这种配置增加了透射率。具体地，多个下光分布控制电极线163被限定在下透明基板17的顶面上，以在Y轴方向延伸并且在X轴方向彼此远离。在图14A中，作为示例，一个下光分布控制电极线由附图标记163表示。
每个下光分布控制电极线163被限定为当在Z轴方向上看时匹配一个电泳元件14的下表面。每个下光分布控制电极线163包括一个或多个下光分布控制电极16。一个下光分布控制电极线163与一个或两个下触摸板电极13相对。每个下光分布控制电极16仅与一个下触摸板电极13相对。
如参考图8A至图11B所述，光分布控制器23参考相对的下触摸板电极13的电位来驱动下光分布控制电极16。在窄视角模式下，光分布控制器23为每个下光分布可控电极16提供与相对的下触摸板电极13的电位相等的电位。在宽视角模式下，光分布控制器23为每个下光分布可控电极16提供从相对的下触摸板电极13的电位增加预定电压的电位。
即使在电泳元件14与两个相邻的下触摸板电极13相对的情况下，上述配置和控制也能够使整个电泳元件14中的电泳粒子140被维持在用于所选择的视角模式的适当状态。
在下透明基板17上，向下光分布控制电极16提供驱动电位的导线由与下光分布控制电极16相同的材料形成。导线被提供在与下光分布控制电极16相同的层上或不同的层上。
图15示出了光分布可控触摸板1的另一配置示例。光分布可控触摸板1具有朝向看到显示器的用户凸出的弯曲形状。在此示例中，光分布可控触摸板1具有沿X轴弯曲的表面。即，在平面上的X轴方向延伸的线是弯曲的，并且在Y轴方向延伸的线是直的。这种形状增加了显示表面的外部区域的透射率。上触摸板电极12、下触摸板电极13和下光分布控制电极16可以具有上述实施例中的任何图案。
在光分布可控触摸板1的又一配置示例中，触摸板电极没有被提供在上透明基板11的顶面上，而是仅被提供在上透明基板11的下表面上。例如，在X轴方向延伸并且在Y轴方向彼此远离的电极和在Y轴方向延伸并且在X轴方向彼此远离的电极被提供在上透明基板11的下表面上，其间插入有绝缘层。触摸板控制器21通过自电容感测来检测触摸点。
如上所述，已经描述了此发明的实施例；然而，此发明不限于前述实施例。本领域技术人员可以在本发明的范围内容易地修改、添加或转换前述实施例中的每个元件。一个实施例的配置的一部分可以用另一实施例的配置来代替，或者实施例的配置可以被并入到另一实施例的配置中。

Claims (13)

1.一种光分布可控触摸板装置，包括：
上透明基板；
下透明基板；
在所述下透明基板的顶面上的一个或多个下光分布控制电极；
在所述上透明基板的下表面上的多个触摸板电极；
被夹在所述一个或多个下光分布控制电极和所述多个触摸板电极之间的多个电泳元件，所述电泳元件中的每个包括着色电泳粒子和分散介质；以及
控制器，
其中，所述控制器被配置为：
在测量用于检测触摸点的电容时，向所述多个触摸板电极提供驱动电位；以及
参考向所述多个触摸板电极给予的驱动电位来向所述一个或多个下光分布控制电极提供驱动电位，以对所述多个电泳元件中的着色电泳粒子的状态进行控制。
2.根据权利要求1所述的光分布可控触摸板装置，其中，所述控制器被配置为：
在窄视角模式下，使所述多个电泳元件中的着色电泳粒子被维持在分散状态，以及
在所述窄视角模式下，为所述一个或多个下光分布控制电极中的每个提供与向与其相对的触摸板电极给予的所述驱动电位相等的电位。
3.根据权利要求2所述的光分布可控触摸板装置，其中，所述控制器被配置为：
向所述多个触摸板电极一起提供用于测量电容的所述驱动电位；以及
为所述一个或多个下光分布控制电极中的每个提供与向与其相对的触摸板电极给予的所述驱动电位相等的电位。
4.根据权利要求2所述的光分布可控触摸板装置，
其中，所述一个或多个下光分布控制电极是多个下光分布控制电极，
其中，所述多个下光分布控制电极中的每个与仅一个触摸板电极相对，并且
其中，所述控制器被配置为：
逐个地选择被提供有用于测量电容的驱动电位的所述多个触摸板电极，以及
从所述多个下光分布控制电极中选择与所选择的第一触摸板电极相对的第一下光分布控制电极，并且向所述第一下光分布控制电极提供与向所述第一触摸板电极给予的驱动电位相等的电位。
5.根据权利要求1所述的光分布可控触摸板装置，其中，所述控制器被配置为：
在宽视角模式下，使所述多个电泳元件中的着色电泳粒子被维持在收集状态；以及
在所述宽视角模式下，为所述一个或多个下光分布控制电极中的每个提供与向与其相对的触摸板电极给予的所述驱动电位具有预定电位差的电位。
6.根据权利要求5所述的光分布可控触摸板装置，其中，所述控制器被配置为：
向所述多个触摸板电极一起提供用于测量电容的所述驱动电位；以及
为所述一个或多个下光分布控制电极中的每个提供与向与其相对的触摸板电极给予的所述驱动电位具有预定电位差的电位。
7.根据权利要求5所述的光分布可控触摸板装置，
其中，所述一个或多个下光分布控制电极是多个下光分布控制电极，
其中，所述多个下光分布控制电极中的每个与仅一个触摸板电极相对，并且
其中，所述控制器被配置为：
逐个地选择被提供有用于测量电容的所述驱动电位的多个触摸板电极，以及
从所述多个下光分布控制电极中选择与所选择的第一触摸板电极相对的第一下光分布控制电极，并向所述第一下光分布控制电极提供与向所述第一触摸板电极给予的驱动电位具有预定电位差的电位。
8.根据权利要求1所述的光分布可控触摸板装置，还包括在所述上透明基板的顶面上的多个上触摸板电极，
其中，所述控制器被配置为向所述上透明基板的下表面上的多个触摸板电极提供驱动电位，并且测量所述上触摸板电极处的电容。
9.根据权利要求1所述的光分布可控触摸板装置，
其中，所述多个电泳元件被布置为在第一方向延伸并且在垂直于所述第一方向的第二方向是并排的，
其中，所述多个触摸板电极和所述一个或多个下光分布控制电极被布置为在所述第一方向延伸并且在所述第二方向是并排的，以及
其中，每个电泳元件被夹在仅一个触摸板和仅一个下光分布控制电极之间。
10.根据权利要求9所述的光分布可控触摸板装置，还包括多个上触摸板电极，其被布置为在所述第二方向延伸并且在所述上透明基板的顶面上的第一方向是并排的。
11.根据权利要求1所述的光分布可控触摸板装置，还包括在所述上透明基板的顶面上的多个上触摸板电极，
其中，被提供在所述上透明电极的下表面上的所述多个触摸板电极是多个下触摸板电极，
其中，所述多个下触摸板电极被布置为在第一方向延伸并且在垂直于所述第一方向的第二方向是并排的，
其中，所述多个上触摸板电极被布置为在所述第二方向延伸并在所述第一方向是并排的，
其中，所述多个下触摸板电极中的每个和所述多个上触摸板电极中的每个具有使得多个电极片被链式连接的配置，以及
其中，所述多个下触摸板电极在数量上多于所述多个上触摸板电极。
12.根据权利要求1所述的光分布可控触摸板装置，
其中，所述一个或多个下光分布控制电极是多个下光分布控制电极，以及
其中，与所述多个电泳元件相对的多个触摸板电极的图案与多个下光分布控制电极的图案是相同的并且被叠加在其上，所述多个下光分布控制电极与所述多个电泳元件相对。
13.一种显示装置，包括：
显示板；和
光分布可控触摸板装置，其被布置在所述显示板的前面，
其中，所述光分布可控触摸板装置包括：
上透明基板；
下透明基板；
在所述下透明基板的顶面上的一个或多个下光分布控制电极；
在所述上透明基板的下表面上的多个触摸板电极；
被夹在所述一个或多个下光分布控制电极和所述多个触摸面板电极之间的多个电泳元件，所述电泳元件中的每个包括着色电泳粒子和分散介质；以及
控制器，并且
其中，所述控制器被配置为：
在测量用于检测触摸点的电容时，向所述多个触摸板电极提供驱动电位；以及
参考向所述多个触摸板电极给予的驱动电位来向所述一个或多个下光分布控制电极提供驱动电位，以对所述多个电泳元件中的着色电泳粒子的状态进行控制。
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