CN109960070A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种显示装置。所述显示装置感测外部施加的压力和压电元件的谐振频率的变化。该显示装置包括：压电传感器层，包括压电传感器；以及显示面板，设置在压电传感器层上。压电传感器包括：压电元件，具有第一电极、面对第一电极的第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的压电材料；交流(AC)电压产生器，连接到第一电极，并且将具有谐振频率的电压施加到压电元件；以及感测电路，连接到第二电极，并且被构造为测量压电元件的阻抗的变化。

Description

显示装置
本申请要求于2017年12月8日提交的第10-2017-0168375号韩国专利申请的优先权权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
发明构思涉及一种具有感测与显示装置的显示面板接触的技术的显示装置。
背景技术
随着多媒体的发展，显示装置正变得越来越受欢迎。因此，现在正使用诸如液晶显示器和有机发光显示器的各种类型的显示装置。关于这些显示装置，液晶显示器是最广泛使用的平板显示器类型中的一种。液晶显示器包括一对具有场产生电极(诸如像素电极和共电极)的基底和置于两个基底之间的液晶层。在液晶显示器中，电压被施加到场产生电极以在液晶层中产生电场。另外，有机发光显示器利用通过电子和空穴的复合而产生光的有机发光二极管来显示图像。这样的有机发光显示器具有快的响应速度、高亮度、宽视角和低功耗。
发明内容
发明构思的实施例提供了一种可感测从外部施加的压力的显示装置。
发明构思的实施例还提供了一种可测量外部物体与显示装置之间的距离或外部物体行进的距离的显示装置。
然而，发明构思的实施例不限于在此阐述的描述。发明构思所属领域的普通技术人员通过参照下文中详细的描述将更好地领会发明构思的实施例。
根据发明构思的实施例，提供了一种显示装置，该显示装置包括：压电传感器层，包括具有压电元件的压电传感器；以及显示面板，设置在压电传感器层上。压电传感器包括连接到压电元件的感测电路，其中，当具有压电元件的谐振频率的交流(AC)电压被输入到所述压电元件时，感测电路被配置为测量压电元件的阻抗变化。
另外，压电传感器的压电元件包括第一电极、面对第一电极的第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的压电材料；并且，其中，压电传感器还包括连接到第一电极的AC电压产生器，AC电压产生器被配置为向压电元件提供具有谐振频率的AC电压。
另外，感测电路可以包括：第一节点，连接到第二电极；感测电阻器和放大器，连接到第一节点；以及模拟-数字转换器，连接到放大器。
另外，显示装置还可以包括电连接在放大器与模拟-数字转换器之间的整流电路。
另外，当压力施加到压电传感器时，压电元件的阻抗值可以增加。
压电元件可以包括以阵列设置在基体膜上的多个压电元件。
窗可以由将外部施加的压力传递到压电元件的材料构成。
另外，压电传感器层还可以包括：基体膜，压电元件设置在基体膜上；垫，设置在基体膜上；以及输入线，使垫与压电元件连接。
另外，显示面板可以包括驱动集成电路，垫可以电连接到驱动集成电路。
另外，驱动集成电路可以包括多个模拟-数字转换器，并且压电元件可以连接到模拟-数字转换器。
另外，显示装置还可以包括设置在显示面板上的输入感测单元。
另外，显示面板可以包括多个像素，所述多个像素中的每个像素可以包括像素电极、面对像素电极的共电极以及设置在像素电极与共电极之间的有机发光层。
根据发明构思的另一实施例，提供了一种显示装置，该显示装置包括：压电传感器层，包括压电传感器；以及显示面板，设置在压电传感器层上，其中，压电传感器包括：发送器，包括第一压电元件和AC电压产生器，AC电压产生器向第一压电元件提供具有谐振频率的电压；以及接收器，包括第二压电元件和感测电路，感测电路测量从第二压电元件产生的电流。
另外，当具有谐振频率的电压被提供到第一压电元件时，第一压电元件可以产生超声信号。
另外，超声信号可以在碰到物体之后作为被反射的信号被返回，第二压电元件可以接收所述被反射的信号以产生电流。
另外，显示装置还可以包括连接到感测电路的控制器，其中，当发送器发送超声信号时，接收器可以在第一时间之后接收所述被反射的信号，并且控制器可以基于第一时间计算物体与显示装置之间的垂直距离。
另外，压电传感器层可以包括基体膜和在基体膜上沿多个行和多个列设置的多个压电元件。
另外，显示装置还可以包括连接到感测电路的控制器，其中，压电传感器可以包括多个接收器，接收器可以收集物体的位置信息，控制器可以将物体的位置信息映射在x-y平面上。
另外，控制器可以基于物体的位置信息来计算物体的水平移动距离。
另外，第一压电元件和第二压电元件可以被集成。
根据发明构思的另一实施例，提供了一种显示装置，该显示装置包括：压电传感器层，包括压电传感器；以及显示面板，设置在压电传感器层上，其中，压电传感器包括：压电元件，具有第一电极、面对第一电极的第二电极以及设置在第一电极与第二电极之间的压电材料；AC电压产生器，连接到第一电极，并且将具有可变频率的电压施加到压电元件；以及感测电路，连接到第二电极，并且被配置为测量压电元件的谐振频率的变化。
另外，感测电路可以被配置为在没有压力施加到压电元件的状态下测量各种频率之中的具有最低阻抗值的第一谐振频率，并且被配置为在压力施加到压电元件的状态下测量各种频率之中的具有最低阻抗值的第二谐振频率，其中，第一谐振频率和第二谐振频率可以彼此不同。
附图说明
通过下面结合附图的描述，发明构思的实施例将变得更容易被本领域普通技术人员领会，在附图中：
图1是根据发明构思的实施例的显示装置的分解透视图；
图2是根据图1的实施例的显示装置的示意图；
图3是示出压电传感器中频率-阻抗关系的曲线图；
图4是示出当向压电元件施加压力时和当没有向压电元件施加压力时电流量的变化的曲线图；
图5是沿图1的线I-I'截取的剖视图；
图6是根据发明构思的实施例的显示装置的局部剖视图；
图7是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图；
图8是示出发送器和接收器的信号波形的图；
图9是根据发明构思的实施例的显示装置的局部透视图；
图10是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图；
图11是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图；
图12是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图；
图13是根据发明构思的实施例的显示装置的局部布局图；
图14是根据发明构思的实施例的显示装置的局部布局图；
图15是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图；以及
图16是说明根据本发明构思的实施例的显示装置可以操作的一种非限制性方式的流程图。
具体实施方式
本领域普通技术人员将理解并领会在下文中参照附图详细描述的发明构思的实施例。然而，发明构思不限于在下文中公开的实施例，而是可以以不同的形式来实施。提供在说明书中限定的诸如详细构造和元件的事项以辅助本领域普通技术人员全面地理解发明构思的实施例。
在元件被描述为与另一元件相关的情况下，例如，在元件被描述为“在”另一元件“上”或“位于”不同层或层“上”的情况下，包括元件直接位于另一元件或层上的情况和元件经由另一层或又一元件位于另一元件上的情况两者。相反，在元件被描述为与另一元件相关的情况下，诸如在元件被描述为“直接在”另一元件“上”或“直接位于”不同层或层“上”的情况下，表示元件位于另一元件或层上并且没有中间元件或层位于其间的情况。贯穿各个附图，相同的附图标号用于相同的元件。
尽管使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的构成元件，但是这样的构成元件不受术语限制。术语仅用来将构成元件与其它构成元件区分开。因此，在下面的描述中，第一构成元件可以是第二构成元件。
在这里使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，而不意图是限制性的。如在这里使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”意图包括复数形式(包括“……中的至少一个(种)”)。“至少一个(种)”将不被解释为限制性的“一个(种)”。“或”意味着“和/或”。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任何和所有组合。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”用在该说明书中时，说明存在陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或附加一个或更多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
此外，这里可以使用诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语来描述如图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，相对术语意图包含装置的除了图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图之一中的装置被翻转，描述为“在”其它元件的“下”侧上的元件随后将被定位在所述其它元件的“上”侧上。因此，根据图中的具体方位，示例性术语“下”可包含“下”和“上”两种方位。类似地，如果附图之一中的装置被翻转，描述为“在”其它元件“下方”或“之下”的元件随后将被定位“在”所述其它元件“上方”。因此，示例性术语“在……下方”或“在……之下”可包含在……上方和在……下方两种方位。
考虑到所涉及的测量和与具体量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)，如这里使用的“大约”或“近似地(大致)”包括如本领域普通技术人员所确定的对于具体值在可接受范围的偏差内的所陈述的值和平均值。例如，“大约”可意味着在一个或更多个标准偏差内，或者在所陈述的值的±30％、±20％、±10％、±5％内。
除非另外定义，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，除非在这里明确地这样定义，否则例如在通用字典中定义的术语应当被解释为具有与在相关领域和本公开的背景下它们的含义一致的含义，而将不按理想化或过于形式化的含义来解释。
在此参照作为理想实施例的示意图的剖视图来描述发明构思的示例性实施例。如此，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，这里描述的实施例不应该被解释为局限于在这里示出的区域的具体形状，而是要包括例如由制造导致的形状上的偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性特征。而且，示出的尖角可以被倒圆。因此，图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出区域的准确形状，并且不意图限制本权利要求书的范围。
在下文中，将参照附图来描述发明构思的实施例。
图1是根据发明构思的实施例的显示装置的分解透视图。参照图1，根据发明构思的这个实施例的显示装置可以包括压电传感器层PL、显示面板100、输入感测单元TU和窗W。
在发明构思的实施例中，压电传感器层PL可以包括基体膜BF和形成在基体膜BF上的至少一个压电传感器PS。
基体膜BF是片状膜，并且可以提供设置有压电传感器PS的空间。
在发明构思的实施例中，基体膜BF可以由透明或半透明材料制成。
在发明构思的实施例中，基体膜BF可以具有柔性。例如，基体膜BF可以至少部分地弯曲或折叠。
在发明构思的实施例中，基体膜BF可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰亚胺(PI)。
压电传感器PS(见图2)可以设置在基体膜BF上。压电传感器PS可以包括一个或更多个压电元件PD。
压电元件PD可以连接到输入线18。垫19可以形成在输入线18的端部处，聚集有多个垫19的垫单元20可以设置在压电传感器层PL的端部处。垫19可以设置在基体膜BF上。输入线18可以使垫19与压电元件PD连接。
在发明构思的实施例中，垫单元20可以电连接到将在下文中描述的显示面板100的驱动集成电路130。根据发明构思的实施例的显示装置还可以包括使垫单元20和驱动集成电路130连接的电路膜(未示出)。然而，这仅是示例，垫单元20和驱动集成电路130可以不通过电路膜连接。
现在将参照图2详细描述压电传感器PS。
图2是根据图1的实施例的显示装置的示意图。
参照图2，压电传感器PS可以包括压电元件PD、交流(AC)电压产生器400和感测电路500。
在发明构思的实施例中，压电元件PD可以包括第一电极E1、面对第一电极E1的第二电极E2以及设置在第一电极E1与第二电极E2之间的压电材料M。
第一电极E1和第二电极E2可以彼此面对并且可以彼此分隔开预定距离。例如，第一电极E1和第二电极E2可以形成电容器的对向电极。
压电材料M可以置于第一电极E1与第二电极E2之间。压电材料M是具有压电效应的材料并且可响应于电压来膨胀或收缩。
在发明构思的实施例中，压电材料M可以包括例如石英、罗谢尔盐(Rochellesalt)、钛酸钡和陶瓷中的任何一种或更多种。
AC电压产生器400可以连接到压电元件PD的第一电极E1。AC电压产生器400可以将AC电压施加到压电元件PD。
在发明构思的实施例中，由AC电压产生器400施加的电压的波形可以是正弦波或方波。
在发明构思的实施例中，AC电压产生器400可以将具有谐振频率的电压施加到压电元件PD。
为了便于描述，将在下文中参照图3限定一些术语。
图3是示出压电传感器PS中频率-阻抗关系的曲线图。
参照图3，谐振频率RF可以被限定为压电元件PD的阻抗在发生谐振的特定部分中在其处具有最小值的频率，反谐振频率ARF可以被限定为在压电元件PD的阻抗在发生谐振的特定部分中在其处具有最大值的频率。
再参照图2，感测电路500可以连接到压电元件PD的第二电极E2。
如在下文中说明的，感测电路500可以测量压电元件PD所具有的阻抗或阻抗的变化。
在发明构思的实施例中，感测电路500可以包括感测电阻器Rs、放大器520和模拟-数字转换器510。
第二电极E2可以连接到第一节点n1。感测电路500可以通过测量供应到第一节点n1的电流来测量压电元件PD的阻抗。
第一节点n1可以连接到感测电阻器Rs和放大器520。
因此，电流可以从第二电极E2流到感测电阻器Rs，放大器520可以测量第一节点n1的电流。另外，模拟-数字转换器510可以将从放大器520接收的模拟信号转换为数字信号。
虽然未在附图中示出，但根据发明构思的实施例的显示装置还可以包括连接到模拟-数字转换器510并处理从模拟-数字转换器510接收的信号的控制器。
然后，将描述根据发明构思的实施例的压电传感器PS的操作。例如，施加到窗W的压力可以被传递到压电元件PD。例如，图2示出了手指FI将压力施加到窗W的情况。然而，本领域普通技术人员应理解和领会的是，发明构思的实施例不限于向窗W施加压力的手指FI。例如，触笔也可以用于将压力施加到窗W，并且可以与手指FI相比允许更精确地选择在显示面板上显示的项目。
当例如通过按压在窗W上转而将压力施加在压电元件PD上的物体，向压电元件PD施加压力时，压电元件PD上的压力使压电材料产生电压，这会使压电元件PD所具有的阻抗改变。
图4是示出当向压电元件PD施加压力时和当没有向压电元件PD施加压力时电流量的变化的示例的曲线图。
参照图4，本领域普通技术人员可看出的是，在压力施加到压电元件PD的状态902下的电流量小于在没有压力施加到压电元件PD的状态901下的电流量。换言之，在压力施加到压电元件PD的状态902下的阻抗可以大于在没有压力施加到压电元件PD的状态901下的阻抗。
如上所述，具有谐振频率的AC电压可以施加到压电元件PD。如果压电元件PD在具有谐振频率的AC电压被施加到压电元件PD的状态下被激励，则阻抗的变化量可被立即且持续地识别。
例如，因为在谐振频率状态下的阻抗变化大于在其它频率区域的状态下的阻抗变化，所以可在谐振频率状态下精确地检测阻抗。
另外，通过测量阻抗的持续变化，能够识别压力是被持续施加到压电元件PD还是在被施加到压电元件PD之后已经释放。
另外，当施加到压电元件PD的压力被释放时，阻抗可以恢复到在施加压力之前的状态。基于这样的阻抗变化，能够检测已经用手指或物体(例如，触笔)按压在窗W上的用户是否用他或她的手指持续按压在窗W上，或者能够检测用户在按压窗W之后是否已经使他或她的手指离开窗W。
因此，被如上所述构造的压电传感器PS可更精确且准确地测量施加到显示装置的压力。
再次参照图1，显示面板100可以设置在压电传感器层PL上。
显示面板100可以显示图像。在发明构思的实施例中，显示面板100可以是有机发光显示装置的一部分。为了便于描述，在下文中显示面板100将被描述为有机发光显示装置的显示面板。然而，发明构思的实施例不限于这种情况。例如，在发明构思的实施例中，显示面板100可以是液晶显示装置的显示面板。
显示面板100可以包括彼此面对的第一基底110和第二基底290(见图5)。
第一基底110可以是绝缘基底。在发明构思的实施例中，第一基底110可以包括诸如以玻璃、石英或聚合树脂为例的材料。这里，聚合树脂可以是例如聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PA)、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙酯(polyallylate)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、三醋酸纤维素(CAT)、醋酸丙酸纤维素(CAP)或这些材料的组合。
图1还示出了第一基底110可以包括显示区DA和非显示区NDA。
显示区DA被限定为显示图像的区域。显示单元设置在显示区DA上。用于实现图像的多个像素PX设置在显示单元上。
非显示区NDA沿显示区DA的外侧的区域(例如，外围)设置并且被限定为不显示图像的区域。在发明构思的实施例中，非显示区NDA可以围绕显示区DA。在图1中，非显示区NDA围绕显示区DA。然而，发明构思的实施例不限于这种情况。在发明构思的实施例中，非显示区NDA可以设置为与显示区DA的多侧中的一侧或一些侧但不是全部侧相邻，或者可以设置为与显示区DA的一侧或两侧相邻。
驱动集成电路130可以设置在非显示区NDA中。驱动集成电路130可以产生可以用来驱动显示区DA的信号并将信号传输到显示区DA。
在发明构思的实施例中，驱动集成电路130可以包括多个模拟-数字转换器。
如上所述，压电传感器PS可以包括模拟-数字转换器510。另外，压电传感器层PL的垫单元20和显示面板100的驱动集成电路130可以彼此电连接。当垫单元20和驱动集成电路130连接时，压电传感器PS可以使用包括在驱动集成电路130中的模拟-数字转换器510中的一些。
然后，将参照图5详细描述像素PX。图5是沿图1的线I-I'截取的剖视图。
参照图5，缓冲层210可以设置在第一基底110上。缓冲层210可以防止来自外部的湿气和氧渗透通过第一基底110。另外，缓冲层210可以设置在第一基底110上以使第一基底110的表面平坦化。在发明构思的实施例中，缓冲层210可以包括氮化硅(SiNx)膜、氧化硅(SiO2)膜和氮氧化硅(SiOxNy)膜中的任何一种。缓冲层210可根据第一基底110的类型或工艺条件而被省略。
包括半导体图案ACT的半导体层可以设置在缓冲层210上。现在将基于半导体图案ACT来描述半导体层。在发明构思的实施例中，半导体图案ACT可以由多晶硅、单晶硅、低温多晶硅、非晶硅和氧化物半导体中的任何一种或更多种的混合物制成。在发明构思的实施例中，半导体图案ACT可以包括未掺杂有杂质的沟道区ACTa以及掺杂有杂质的源区ACTb和漏区ACTc。源区ACTb位于沟道区ACTa的一侧上并且电连接到下文中描述的源电极SE。漏区ACTc位于沟道区ACTa的另一侧上并且电连接到随后描述的漏电极DE。
第一绝缘层220可以设置在包括半导体图案ACT的半导体层上。在发明构思的实施例中，第一绝缘层220可以是栅极绝缘层。第一绝缘层220可以由无机绝缘材料和有机绝缘材料中的任何一种或者由无机绝缘材料和有机绝缘材料中的一种或更多种的混合物制成，所述无机绝缘材料为诸如氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)，所述有机绝缘材料为诸如苯并环丁烯(BCB)、丙烯酸材料和聚酰亚胺。
继续参照图5，包括栅电极GE的栅极导体可以设置在第一绝缘层220上。栅电极GE可以与半导体图案ACT叠置。栅极导体可以包括例如包括铝合金的铝(Al)基金属、包括银合金的银(Ag)基金属、包括铜合金的铜(Cu)基金属、包括钼合金的钼(Mo)基金属、铬(Cr)、钛(Ti)和钽(Ta)中的任何一种或更多种。
第二绝缘层230可以设置在包括栅电极GE的栅极导体上。第二绝缘层230可以由无机绝缘材料和有机绝缘材料中的任何一种或者由无机绝缘材料和有机绝缘材料中的一种或更多种的混合物制成，所述无机绝缘材料为诸如氧化硅(SiOx)和氮化硅(SiNx)，所述有机绝缘材料为诸如苯并环丁烯(BCB)、丙烯酸材料和聚酰亚胺。
包括源电极SE和漏电极DE的数据导体可以设置在第二绝缘层230上。源电极SE和漏电极DE在第二绝缘层230上设置为彼此分隔开。数据导体可以包括金属、合金、金属氮化物、导电金属氧化物和透明导电材料中的一种或更多种。在发明构思的实施例中，数据导体可以具有由镍(Ni)、钴(Co)、钛(Ti)、银(Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)、铝(Al)、铍(Be)、铌(Nb)、金(Au)、铁(Fe)、硒(Se)和钽(Ta)中的一种或更多种构成的单层膜结构或多层膜结构。另外，源电极SE和漏电极DE可以由以上金属中的任何一种与从钛(Ti)、锆(Zr)、钨(W)、钽(Ta)、铌(Nb)、铂(Pt)、铪(Hf)、氧(O)和氮(N)中选取的一种元素或更多种元素的合金制成。
上述半导体图案ACT、栅电极GE、源电极SE和漏电极DE构成开关元件TR2。在图3中，开关元件TR2示出为顶栅型。然而，开关元件TR2不限于顶栅型。例如，开关元件TR2可形成为底栅型。
平坦化层240可以设置在数据导体上。平坦化层240可以去除台阶，从而使随后将描述的像素电极250和有机发光层270的发光效率增加。平坦化层240在发明构思的实施例中可以包括有机材料。例如，平坦化层240可以包括聚酰亚胺、聚丙烯酰和聚硅氧烷中任何一种或更多种。在发明构思的实施例中，平坦化层240可以包括无机材料或无机材料与有机材料的复合物。第一接触孔CNT1可以形成在平坦化层240中以暴露漏电极DE的至少一部分。
像素电极250可以设置在平坦化层240上。像素电极250可以电连接到由第一接触孔CNT1暴露的漏电极DE。例如，像素电极250可以是作为空穴注入电极的阳极。当形成为阳极时，像素电极250可以包括具有高功函数的材料以促进空穴注入。另外，像素电极250可以是反射电极、半透反射式电极或透射电极。在发明构思的实施例中，像素电极250可以包括反射材料。在发明构思的实施例中，反射材料可以包括银(Ag)、镁(Mg)、铬(Cr)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、钨(W)、铝(Al)、铝-锂(Al-Li)、镁-铟(Mg-In)和镁-银(Mg-Ag)中的一种或更多种。
在发明构思的实施例中，像素电极250可以形成为单层膜。可选择地，像素电极250可以形成为堆叠有两种或更多种材料的多层膜。
当形成为多层膜时，在发明构思的实施例中，像素电极250可以包括反射膜和设置在反射膜上的透明或半透明电极。在发明构思的实施例中，像素电极250可以包括反射膜和设置在反射膜下方的透明或半透明电极。例如，像素电极250可以具有ITO/Ag/ITO的三层结构。
在上文中讨论的透明或半透明电极可以由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化铟镓(IGO)和氧化铝锌(AZO)中的一种或更多种制成。
像素限定层260可以设置在像素电极250上。像素限定层260包括至少部分地暴露像素电极250的开口。像素限定层260可以包括有机材料或无机材料。在发明构思的实施例中，像素限定层260可以包括诸如光致抗蚀剂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、硅化合物或聚丙烯酸树脂的材料。
有机发光层270可以设置在像素电极250和像素限定层260上。例如，有机发光层270可以设置在像素电极250的通过像素限定层260的开口暴露的区域上。在发明构思的实施例中，有机发光层270可以至少部分地覆盖像素限定层260的侧壁。
在发明构思的实施例中，有机发光层270可以发射红色、蓝色和绿色中的一种颜色的光。在实施例中，有机发光层270可以发射白光或发射蓝绿色、品红色和黄色中的一种颜色的光。当有机发光层270发射白光时，它可以包括白色发光材料或者可以具有红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层的堆叠物。
共电极280可以设置在有机发光层270和像素限定层260上。在发明构思的实施例中，共电极280可以形成在有机发光层270和像素限定层260的整个表面之上。在发明构思的实施例中，共电极280可以是阴极。在发明构思的实施例中，共电极280可以包括Li、Ca、Lif/Ca、LiF/Al、Al、Ag和Mg中的一种或更多种。另外，共电极280可以由具有低功函数的材料制成。在发明构思的实施例中，共电极280可以是包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化铟镓(IGO)和氧化铝锌(AZO)中的任何一种或更多种的透明或半透明电极。
上述像素电极250、有机发光层270和共电极280可以构成有机发光二极管OLED。然而，有机发光二极管OLED不限于这个构造，并且可以是进一步包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)的多层结构。在发明构思的实施例中，附属于OLED的电极可以由石墨烯构成。
第二基底290可以被布置为面对第一基底110。第二基底290可以通过密封构件结合到第一基底110。第二基底290在实施例中可以是透明绝缘基底。当第二基底290是透明绝缘基底时，透明绝缘基底可以是玻璃基底、石英基底或透明树脂基底等。
输入感测单元TU可以设置在第二基底290上。输入感测单元TU可以从例如触摸的外部输入获取坐标信息。例如，输入感测单元TU在实施例中可以是感测用户的触摸的触摸单元。
在发明构思的实施例中，输入感测单元TU可以使用电容方法感测外部输入。在发明构思的实施例中，输入感测单元TU可以使用电磁感应方法感测输入。
再次参照图1，偏振层POL可以设置在输入感测单元TU上。
在发明构思的实施例中，偏振层POL可以减少从外部入射的外部光的反射比。为此，偏振层POL可以包括延迟器和/或偏振器。
在发明构思的实施例中，偏振层POL可以省略。当偏振层POL被省略时，黑矩阵(未示出)和滤色器(未示出)可以设置在第二基底290上以改善由于外部光的反射造成的分色。
窗W可以设置在偏振层POL上。在发明构思的实施例中，窗W可以由透明玻璃或塑料等制成。例如，窗W可以由透光材料制成。
在实施例中，窗W可以是柔性的。换言之，窗W可以由可弯曲、可折叠或可卷曲材料或结构制成以变为可弯曲的、可折叠的或可卷曲的。另外，窗W可以由适合于将外部施加的压力传递到压电元件的材料构成。本领域普通技术人员应理解和领会的是，已经在诸如智能手机、平板电脑等装置中使用的各种显示窗通常会将压力充分地传递到由诸如触笔或手指的物体触摸的压电元件。对于非限制的示例，窗W可以由范围在0.5mm至3mm之间的厚度的玻璃构成。此外，提供这样的厚度范围是出于说明的目的，发明构思的实施例不限于上述范围或材料。窗W可以比在说明性示例中描述的薄或厚，并且可以由例如塑料构成。
在下文中，将描述根据发明构思的其它实施例的显示装置。在下面描述的元件中的一些可以与根据上述实施例的显示装置的元件基本相同，因此将省略对其的描述以避免冗余。
图6是根据发明构思的实施例的显示装置的局部剖视图。
参照图6，在发明构思的实施例中可以在第一基底110_2上设置封装层300。
封装层300可以防止可能从外部引入的湿气和空气。封装层300在实施例中可以包括第一无机层301、有机层302和第二无机层303。
第一无机层301可以设置在共电极280上。第一无机层301可以包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiOxNy)中的任何一种或更多种。
有机层302可以设置在第一无机层301上。有机层302可以包括环氧树脂、丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)中的任何一种或更多种。有机层302可以使由像素限定层260形成的台阶平坦化。
第二无机层303可以设置在有机层302上。第二无机层303可以包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiOxNy)中的任何一种或更多种。
在图6中，第一无机层301、有机层302和第二无机层303中的每个被示出为单层。然而，实施例不限于这种情况。例如，第一无机层301、有机层302和第二无机层303中的至少一个可以以多层结构形成。
在实施例中，封装层300可以包括六甲基二硅醚(HMDSO)层。例如，封装层300可以包括第一无机层301、第二无机层303和设置在第一无机层301与第二无机层303之间的HMDSO层。例如，上述有机层302可用HMDSO层替代。
在发明构思的实施例中，HMDSO层可以在形成第一无机层301的同一腔室中在形成第一无机层301之后形成。因此，可以简化形成封装层300的工艺。另外，封装层300可以通过包括可吸收应力的HMDSO层而具有足够的柔性。
输入感测单元TU可以设置在封装层300上。输入感测单元TU可以与以上参照图5描述的输入感测单元TU基本相同。
图7是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图。参照图7，压电传感器PS可以是距离传感器。
在发明构思的实施例中，压电传感器PS可以包括发送器600和接收器700。
发送器600可以包括AC电压产生器400和第一压电元件PD1。AC电压产生器400可以将具有谐振频率的电压施加到第一压电元件PD1。当AC电压产生器400将AC电压施加到第一压电元件PD1时，第一压电元件PD1可以振动以产生超声信号T。
接收器700可以包括第二压电元件PD2和感测电路500。
从发送器600提供的超声信号T可以碰到物体(图7中的手指FI)，并且然后被反射到接收器700。为了便于描述，碰到物体之后返回的信号将被称为反射信号R。
反射信号R可以被提供到第二压电元件PD2以激励第二压电元件PD2。换言之，包括超声波的反射信号R可以使第二压电元件PD2振动。当第二压电元件PD2振动时，第二压电元件PD2可以产生电压，并且感测电路500可以基于由第二压电元件PD2产生的电压测量流过感测电阻器Rs的电流。现在将参照图8来描述示例性操作。
图8是示出发送器600和接收器700的信号波形的图。
在发明构思的实施例中，当发送器600传输超声信号T时，接收器700可以在第一时间t1流逝之后接收反射信号R。
连接到感测电路500的控制器(未示出)可以基于以上信号计算第一时间t1。
当计算第一时间t1时，控制器可以基于以上信号的速度和第一时间t1来计算物体与显示装置之间的垂直距离dv。
图9是根据发明构思的实施例的显示装置的局部透视图。
参照图9，在发明构思的实施例中，多个压电元件PD可以沿多个行和多个列布置在基体膜BF上。
每个压电元件PD可以是以上按照图7描述的第一压电元件PD1或第二压电元件PD2，或者可以是参照图10描述的第三压电元件PD3。
当压电元件PD沿行和列设置时，如果物体在距离显示装置一定距离处在显示装置上移动，则压电传感器PS可以计算物体的水平距离。
例如，当压电传感器PS包括多个接收器700时，控制器可以使每个接收器700对应于x-y平面上的位置信息。
例如，在发明构思的实施例中，控制器可以将物体在第一时间t1的第一位置P1和物体在第二时间t2的第二位置P2映射在x-y平面上。
在这种情况下，控制器可通过将映射在x-y平面上的第一位置P1和第二位置P2进行比较来计算在第一位置P1与第二位置P2之间的水平距离dh。
图10是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图。
参照图10，在发明构思的实施例中，可以使图7的发送器600和接收器700集成。例如，可以使第一压电元件PD1和第二压电元件PD2集成。换言之，一个压电元件PD3可以同时执行第一压电元件PD1和第二压电元件PD2的功能。这个压电元件将被称为第三压电元件PD3。
在发明构思的实施例中，第三压电元件PD3可以同时执行接收器和发送器的功能。
第三压电元件PD3的第一电极E1可以连接到AC电压产生器400。当AC电压产生器400施加具有谐振频率的电压时，第三压电元件PD3可以产生超声信号T。
另外，第三压电元件PD3的第二电极E2可以连接到感测电路500。
超声信号T可以被物体反射而变为反射信号R，反射信号R可以使第三压电元件PD3振动。当第三压电元件PD3振动时，可以在第三压电元件PD3中产生电压或电流。因此，感测电路500可感测反射信号R。
例如，如上参照图8所描述的，压电传感器PS可计算反射信号R的到达时间并基于反射信号R的到达时间计算垂直距离。
图11是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图。如发明构思的这个实施例中所示，感测电路500还可以包括电连接在模拟-数字转换器510与放大器520之间的整流电路(rectifier circuit)800。
在发明构思的实施例中，整流电路800可以过滤由放大器520放大的信号，并且将过滤后的信号提供到模拟-数字转换器510。
例如，由放大器520放大的信号具有某种波形(例如，正弦波或方波)，并且整流电路800可以将由放大器520放大的信号的峰值作为直流(DC)电压提供到模拟-数字转换器510。本领域普通技术人员应理解和领会，例如，第一二极管810的单向性质可以使得来自AC电压产生器400的信号被第一二极管810输出为脉冲DC电压。当来自第一二极管810的整流电压下降时，整流电容器820可以被激励然后放电。整流电容器820可以用于使提供到模拟-数字转换器510的信号平滑。因此，模拟-数字转换器510可以将过滤的模拟信号转换为数字信号。
在发明构思的实施例中，整流电路800可以包括第一二极管810、整流电容器820和整流电阻器830。整流电路800可被概括的理解为执行上述功能的元件。
图12是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图。参照图12，AC电压产生器401可以将连续变化的频率提供到压电元件PD。
当AC电压产生器401将连续变化的频率提供到压电元件PD时，感测电路500可以测量压电元件PD所具有的阻抗。
因此，如果找到使得压电元件PD具有最小阻抗值的频率，该频率可以被指定为第一谐振频率。
然后，当向压电元件PD施加压力时，压电元件PD的振动受到影响，这转而影响阻抗波形。
例如，在向压电元件PD施加压力的状态下，可找到使得压电元件PD具有最小阻抗的频率(被称为第二谐振频率)。
因为阻抗在没有施加压力时和在施加压力时是不同的，所以第一谐振频率和第二谐振频率可以彼此不同。
例如，通过利用第一谐振频率根据压力而偏移的事实，压电传感器PS可感测施加到显示装置的压力。
图13是根据发明构思的实施例的显示装置的局部布局图。
在图13中，压电传感器层PL1包括多个压电元件PD。
如图1中所示，压电元件PD规则地布置为多个行和多个列。然而，在发明构思的实施例中，压电元件PD可以仅布置在特定区域中。
压电元件PD通过窗W对于用户是不可见的。即使在这种情况下，当用户向窗W的与压电元件PD对应的部分施加压力或者移动手指时，压电元件PD也可感测这样的激励。
例如，压电元件PD可设置在显示装置的特定区域中以执行特定功能。
图14是根据发明构思的实施例的显示装置的局部布局图。
在图14中，压电传感器层PL2包括一个压电元件PD。
在这种情况下，压电元件PD可以用作在显示装置的特定区域中执行特定功能的按键。
例如，在窗上没有主页按键的显示装置中，压电元件PD可以至少部分地执行主页按键的功能。
图15是根据发明构思的实施例的显示装置的示意性概念图。
参照图15，在发明构思的实施例中AC电压产生器和压电元件PD可以集成。
在发明构思的实施例中，压电传感器PS可以包括振荡电路402。
例如，压电传感器PS可以包括彼此并联连接的第一电阻器R1、放大器410和压电元件PD、连接到第一电阻器R1、放大器410和压电元件PD中的每个的一个端部的第一电容器C1以及连接到第一电阻器R1、放大器410和压电元件PD中的每个的另一端部的第二电容器C2。
例如，第一电阻器R1、放大器410、压电元件PD、第一电容器C1和第二电容器C2可以形成一个振荡电路402。
第一电阻器R1、放大器410和压电元件PD可以彼此并联连接。
第一电阻器R1、放大器410和压电元件PD中的每个的一个端部可以连接到第一电容器C1的同一个电极，第一电阻器R1、放大器410和压电元件PD中的每个的另一端部可以连接到第二电容器C2的同一个电极。
在这种情况下，第一电容器C1的另一电极和第二电容器C2的另一电极可以接地。
参照图3，可以限定感应区域IA。感应区域IA可以限定为谐振频率RF与反谐振频率ARF之间的区域。
在感应区域IA中，压电元件PD可以执行电感器的功能。
例如，在感应区域IA中，压电元件PD可以用作振荡电路的电感器。
在发明构思的实施例中，AC电压产生器可以包括第一电阻器R1、放大器410和压电元件PD。例如，与图2的实施例中不同，压电元件PD可以包括在AC电压产生器中。换言之，压电元件PD和AC电压产生器可以集成。
接着，将描述AC电压产生器的操作。如上所述，当压力施加到压电元件PD时，压电元件PD的阻抗可以改变。因此，压电元件PD的谐振频率可以偏移，且感测电路501可以感测偏移的谐振频率。例如，感测电路501可通过感测谐振频率是否已经偏移来识别压力是否已经施加到压电元件PD。
图16是说明根据本发明构思的实施例的显示装置可以操作的一种非限制性方式的流程图。
在操作1600，以谐振频率供应的来自例如AC电压产生器的AC电压被施加到压电元件PD的第一电极(例如，图2中的E1)。
在操作1610，通过测量从压电元件PD的第二电极(例如，图2中的E2)供应到感测电路的第一节点n1的电流来测量压电元件PD的阻抗。例如，图2示出了第二电极E2如何将电流输出到第一节点n1。测量到的电流可以然后(可选地经由放大器520)被输出到模拟-数字(A/D)转换器510。在转换到数字信号之后，感测电路的A/D转换器可以将该数字信号提供到例如控制器(未示出)。
在操作1620，例如，触笔或手指可以下压在显示面板的窗上。
在操作1630，由于压电元件PD的阻抗随着压力的改变而改变(例如，随着压力的增大而增大)，所以压电元件PD的压电材料M上的压力使得来自第二电极E2的输出由于施加的压力而改变。
在操作1640，通过测量从压电元件PD的第二电极E2供应到感测电路的第一节点n1的电流来测量压电元件PD的阻抗改变。这个操作与操作1610相似。电流的这个改变值(可选地经由放大器520)被提供到A/D转换器510。如前所述，A/D转换器可以将表示电流的测量值的数字信号输出到例如控制器。
在操作1650，可以存在关于压力是否仍然施加到显示面板的窗的周期性确认。如果压力的大小是大致相同的，则压电元件PD的阻抗应当是大致相同的，并且可以(在实施例中)被周期性地输出。即，在操作1660，将来自操作1640的值输出到A/D转换器。
如果不再施加压力或者压力已经变为不同的值，那么然后可以再次执行操作1640以通过测量从压电元件PD的第二电极E2供应到感测电路的第一节点n1的电流来测量压电元件PD的改变的阻抗。
然后图16中的操作结束。本领域普通技术人员应理解和领会的是，对于在此示出和描述的其它实施例，图16中示出的操作可以与如在上文中描述的相同或相似。例如，感测电路和压电元件的复杂性可以具有一些不同于图16的操作。
在发明构思的实施例中，感测电路501可以包括计频器。当感测电路501包括计频器时，它可在不使用模拟-数字转换器的情况下识别谐振频率是否已经偏移。
根据发明构思的实施例，能够精确地感测在外部施加到显示面板的窗的压力。
另外，能够测量外部物体与显示装置之间的距离或外部物体所行进的距离。
然而，发明构思的实施例不限于在此阐述的一个实施例。通过参考权利要求，以上的实施例对于实施例所属领域的普通技术人员将变得更明显。
虽然已在此具体示出并描述了发明构思的一些实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，在此可以作出形式和细节上的各种改变。形式和细节上的这样的改变未脱离如由权利要求限定的发明构思的实施例的精神和范围。应当仅以描述性的含义来考虑发明构思的示例性实施例，而不是出于限制的目的。

Claims (23)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
压电传感器层，包括具有压电元件的压电传感器；以及
显示面板，设置在所述压电传感器层上，
其中，所述压电传感器包括连接到所述压电元件的感测电路，并且其中，当具有所述压电元件的谐振频率的交流电压被输入到所述压电元件时，所述感测电路被配置为测量所述压电元件的阻抗变化。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述压电传感器的所述压电元件包括第一电极、面对所述第一电极的第二电极以及设置在所述第一电极与所述第二电极之间的压电材料，并且
其中，所述压电传感器还包括连接到所述第一电极的交流电压产生器，所述交流电压产生器被配置为向所述压电元件提供具有所述谐振频率的所述交流电压。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述感测电路包括：
第一节点，连接到所述第二电极；
感测电阻器和放大器，连接到所述第一节点；以及
模拟-数字转换器，连接到所述放大器。
4.根据权利要求3所述的显示装置，所述显示装置还包括电连接在所述放大器与所述模拟-数字转换器之间的整流电路。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述压电元件的阻抗值在所述显示面板上的外部压力增大时增大。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述压电传感器层还包括：
基体膜，具有设置在所述基体膜上的所述压电元件；
垫，设置在所述基体膜上；以及
输入线，使所述垫与所述压电元件连接。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述压电元件包括以阵列设置在所述基体膜上的多个压电元件。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述显示面板包括驱动集成电路，所述垫电连接到所述驱动集成电路。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述驱动集成电路包括多个模拟-数字转换器，并且所述压电元件连接到所述模拟-数字转换器。
10.根据权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括设置在所述显示面板上的输入感测单元。
11.根据权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括设置在所述显示面板上的窗。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述窗由将外部施加的压力传递到所述压电元件的材料构成。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板包括多个像素，所述多个像素中的每个像素包括像素电极、面对所述像素电极的共电极以及设置在所述像素电极与所述共电极之间的有机发光层。
14.一种显示装置，所述显示装置包括：
压电传感器层，包括压电传感器；以及
显示面板，设置在所述压电传感器层上，
其中，所述压电传感器包括：发送器，包括第一压电元件和交流电压产生器，所述交流电压产生器被配置为向所述第一压电元件提供具有谐振频率的电压；以及接收器，包括第二压电元件和感测电路，所述感测电路被配置为测量从所述第二压电元件产生的电流。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，当具有所述谐振频率的所述电压被提供到所述第一压电元件时，所述第一压电元件产生超声信号。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述超声信号在碰到物体之后被反射，所述第二压电元件接收所述被反射的信号以产生电流。
17.根据权利要求16所述的显示装置，所述显示装置还包括连接到所述感测电路的控制器，其中，当所述发送器发送所述超声信号时，所述接收器在第一时间之后接收所述被反射的信号，并且控制器被配置为基于所述第一时间计算所述物体与所述显示装置之间的垂直距离。
18.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述压电传感器层包括基体膜和在所述基体膜上沿多个行和多个列设置的多个压电元件。
19.根据权利要求18所述的显示装置，所述显示装置还包括连接到所述感测电路的控制器，其中，所述压电传感器包括被配置为收集物体的位置信息的多个接收器，所述控制器被配置为将所述物体的所述位置信息映射在x-y平面上。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，所述控制器被配置为基于所述物体的所述位置信息来计算所述物体的水平移动距离。
21.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述第一压电元件和所述第二压电元件被集成。
22.一种显示装置，所述显示装置包括：
压电传感器层，包括压电传感器；以及
显示面板，设置在所述压电传感器层上，
其中，所述压电传感器包括：压电元件，包括第一电极、面对所述第一电极的第二电极以及设置在所述第一电极与所述第二电极之间的压电材料；交流电压产生器，连接到所述第一电极，并且被配置为将具有可变频率的电压提供到所述压电元件；以及感测电路，连接到所述第二电极，并且被配置为测量所述压电元件的谐振频率的变化。
23.根据权利要求22所述的显示装置，其中，所述感测电路被配置为在没有压力施加到所述压电元件的状态下测量多个频率之中的具有最低阻抗值的第一谐振频率，并且被配置为在压力施加到所述压电元件的状态下测量多个频率之中的具有最低阻抗值的第二谐振频率，其中，所述第一谐振频率和所述第二谐振频率彼此不同。
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