CN110134270A - 力传感器构件和包括该力传感器构件的显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种力传感器构件和包括该力传感器构件的显示装置,所述显示装置和所述力传感器构件提供增强的触摸灵敏度。显示装置包括:显示面板,包括第一基体;以及发光元件,设置在第一基体上。力传感器构件设置在显示面板的背表面上并且与显示面板叠置,其中,力传感器构件包括彼此分隔开的第一电极和第二电极,以及设置在第一电极与第二电极之间并且与第一电极或第二电极分隔开的导电聚合物图案。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年2月8日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0015452号韩国专利申请的优先权,所述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
本发明构思的实施例涉及一种触摸屏的力传感器构件和包括该触摸屏的力传感器构件的显示装置。更具体地,发明构思的实施例涉及增强显示装置的触摸屏的触摸灵敏度的操作。
背景技术
随着多媒体技术的发展,显示装置已经变得越来越受欢迎。因此,目前正在开发诸如液晶显示装置和有机发光二极管显示装置的各种显示装置。
随着越来越多的电子装置的应用利用显示装置,正在研究具有触摸感测能力的显示装置。具有触摸感测能力的显示装置能够识别由用户在用于显示图像的显示表面上的触摸操作而输入的信息,并且可以使用该信息执行特定的操作。由于在具有触摸感测特征的显示装置的同一区域中显示图像并且获取用户的触摸信息,因此能够在用户和显示装置之间有效地交换信息,并且用户能够以直观的方式操作显示装置。
诸如智能电话、智能手表、平板PC和笔记本计算机的便携式电子装置或诸如电视机、监视器和数字信息显示器的大型电子装置能够采用这样具有触摸感测能力的显示装置。用户对这样的装置的需求包括提高与这样的显示装置一起使用的触摸屏的触摸灵敏度的需求。
发明内容
发明构思的实施例可以提供一种具有触摸感测能力的显示装置。通过用户的触摸操作输入的信息包括关于是否对显示装置进行触摸的信息和关于触摸的位置的信息。另外,由显示装置检测的信息可以包括是否已经通过触摸向显示装置施加压力、关于触摸压力的大小的信息或者关于施加触摸压力的位置的信息等。换言之,随着显示装置的功能和应用多样化,显示装置可以基于触摸压力来获取信息。例如,通过从显示装置的显示表面获取关于触摸压力的信息,用户能够控制显示装置的电源,能够调整显示装置的音量或者能够执行显示装置的特定功能。这样的结构使得能够从显示装置消除物理按键。
发明构思的实施例可以提供一种显示装置,所述显示装置包括能够获取关于用户的触摸操作的触摸压力信息和/或触摸位置信息的力传感器构件。
发明构思的实施例也提供一种能够获取关于用户的触摸操作的触摸压力信息和/或触摸位置信息的力传感器构件。
本领域的普通技术人员在阅读下面的详细描述和权利要求之后,将更好地领会发明构思的实施例的教导。
根据发明构思的实施例,一种显示装置包括:显示面板,具有第一基体和设置在第一基体上的发光元件;以及力传感器构件,设置在显示面板的背表面上,并且与显示面板叠置,其中,力传感器构件包括:彼此分隔开的第一电极和第二电极;以及导电聚合物图案,设置在第一电极与第二电极之间,并且与第一电极或第二电极分隔开。
在发明构思的实施例中,显示装置还可以包括:窗玻璃,设置为与力传感器构件分隔开,并且显示面板置于窗玻璃与力传感器构件之间;垫片,设置为与显示面板分隔开,并且力传感器构件置于垫片与显示面板之间;以及第一粘合构件,被构造为将显示面板与力传感器构件结合,并且与第一电极和第二电极接触。
在发明构思的实施例中,显示装置还可以包括:窗玻璃,设置为与力传感器构件分隔开,并且显示面板置于窗玻璃与力传感器构件之间;垫片,设置为与显示面板分隔开,并且力传感器构件置于垫片与显示面板之间;以及第二粘合构件,被构造为将力传感器构件与垫片结合,并且与第一电极和第二电极接触。
在发明构思的实施例中,力传感器构件可以包括:第二基体;刚性各向异性材料层,设置在第二基体上;第一电极设置在刚性各向异性材料层上,第二电极设置在刚性各向异性材料层上,并且导电聚合物图案直接设置在刚性各向异性材料层上,其中,刚性各向异性材料层的宽度可以比导电聚合物图案的宽度大。
在发明构思的实施例中,刚性各向异性材料层可以由具有绝缘性质的拉胀材料制成,并且刚性各向异性材料层在压力方向上的刚度可以比刚性各向异性材料层在与压力方向垂直的方向上的刚度大。
在发明构思的实施例中,可以在第一电极与导电聚合物图案之间以及第二电极与导电聚合物图案之间限定间隙。
在发明构思的实施例中,在未施加压力的初始状态下,导电聚合物图案的厚度可以比第一电极的厚度和第二电极的厚度大。
在发明构思的实施例中,力传感器构件还可以包括用于提供设置第一电极、第二电极和导电聚合物图案的空间的第二基体,第二基体的表面可以具有与导电聚合物图案叠置的凹槽。
在发明构思的实施例中,第一电极和第二电极均可以在第一方向上延伸,第一电极和第二电极可以在与第一方向相交的第二方向上彼此分隔开,力传感器构件可以获取用户的触摸压力信息和触摸位置信息,触摸位置信息可以包括在第一方向上的位置的坐标,触摸压力信息可以包括在与第一方向和第二方向相交的方向上的压力。
在发明构思的实施例中,显示装置还可以包括:力传感器IC,被构造为向力传感器构件的第一电极发送输入信号,并且从第二电极接收输出信号,当向力传感器构件的在第一方向上的第一位置施加压力时发送到力传感器IC的第一输出信号的大小可以与当向力传感器构件的在第一方向上的第二位置施加所述压力时发送到力传感器IC的第二输出信号的大小不同。
在发明构思的实施例中,显示装置可以包括:多于一个的导电聚合物图案,其中导电聚合物图案可以在第一方向上彼此分隔开。
在发明构思的实施例中,第一电极可以具有跟踪第一电极与导电聚合物图案之间的路径的Z字形形状,第二电极可以具有跟踪第二电极与导电聚合物图案之间的路径的Z字形形状。
在发明构思的实施例中,显示装置还可以包括:力传感器IC,被构造为向力传感器构件的第一电极发送输入信号,并且电连接到第一电极和第二电极,在压力未施加到显示装置的初始状态下,第一电极与第二电极之间可以不导通。
在发明构思的实施例中,在向显示装置施加压力的状态下,导电聚合物图案可以与第一电极和第二电极接触,使得可以在第一电极与第二电极之间形成电导,力传感器IC可以从第二电极接收输出信号,并且力传感器构件可以基于输入信号和输出信号来获取触摸压力信息和触摸位置信息。
在发明构思的实施例中,显示装置还可以包括:用于向显示面板提供用于显示图像的信号的印刷电路板,力传感器IC可以安装在印刷电路板上。
在发明构思的实施例中,显示面板还可以包括设置在第一基体上并且电连接到发光元件的显示面板垫,力传感器构件可以包括:第二基体,提供设置第一电极、第二电极和导电聚合物图案的空间;第一力传感器垫,设置在第二基体上,并且电连接到第一电极;以及第二力传感器垫,设置在第二基体上,并且电连接到第二电极,显示面板垫、第一力传感器垫和第二力传感器垫可以连接到印刷电路板。
在发明构思的实施例中,显示面板的显示区域可以包括具有平坦表面的第一显示区域和具有弯曲表面的第二显示区域,并且第一电极或第二电极可以至少部分地位于第二显示区域中。
根据发明构思的实施例,显示装置可以包括:显示面板,包括发光元件;以及与显示面板叠置的力传感器构件,力传感器构件包括:基体;刚性各向异性材料层,设置在基体上;第一电极,直接设置在刚性各向异性材料层上;第二电极,设置在基体上,并且与第一电极分隔开;以及压电材料,置于第一电极与第二电极之间。
在发明构思的实施例中,力传感器构件可以获取在第一电极与第二电极分隔开的方向上的压力信息,刚性各向异性材料层可以由具有绝缘性质的拉胀材料制成,并且刚性各向异性材料层在压力方向的刚度可以比垂直于压力方向的方向上的刚度大。
根据发明构思的实施例,一种力传感器构件包括:基体;刚性各向异性材料层,设置在基体上;第一电极,设置在基体上,并且与刚性各向异性材料层接触;以及第二电极,设置在基体上,并且与第一电极分隔开。
根据发明构思的实施例,显示装置包括能够获取关于用户的触摸操作的触摸压力信息和/或触摸位置信息的力传感器构件,使得可以基于触摸压力信息或触摸位置信息来控制显示装置。
应该注意的是,发明构思的实施例不限于上面描述的那些,并且结合附图在下文中更详细地描述。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参照下面的详细描述,将获得对发明构思的实施例的更完整的理解,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是沿图1中的线II–II'截取的剖视图;
图3是沿图1的线III–III'截取的剖视图;
图4是图1的显示面板的透视图;
图5是示出图4的显示面板的像素的剖视图;
图6是示出图1的印刷电路板的背侧的透视图;
图7是图1的力传感器构件的透视图;
图8是用于示出力传感器构件在未施加压力时的初始状态下的操作的示意图;
图9是分别沿图8的线A-A'和线B-B'截取的剖视图;
图10是示出当向特定位置施加压力时力传感器构件的操作的示意图;
图11是分别沿图10的线A-A'和线B-B'截取的剖视图;
图12是示出当向不同位置施加压力时力传感器构件的操作的示意图;
图13是分别沿图12的线A-A'和线B-B'截取的剖视图;
图14是根据发明构思的实施例的力传感器构件的平面图;
图15和图16是根据发明构思的实施例的显示装置的剖视图;
图17是图15的力传感器构件的透视图;
图18是图15的力传感器构件的背侧的透视图;
图19是根据发明构思的实施例的显示装置的剖视图;
图20是图19的力传感器构件在初始状态下的剖视图;
图21是当施加压力时图19的力传感器构件的剖视图;
图22是根据发明构思的实施例的显示装置的剖视图;以及
图23和图24分别是当施加压力时图22的力传感器构件的剖视图。
具体实施方式
在描述附图中示出的发明构思的实施例时,为了清楚起见,采用了特定术语。然而,发明构思的实施例不限于如此示出的特定术语,并且本领域中的普通技术人员应该理解的是,每个特定元件包括以类似方式操作的所有技术等同物。
将理解的是,当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时,所述元件或层可以直接在另一元件或层上、直接连接或结合到另一元件或层,或者可以存在中间元件或层。如这里使用的,术语“连接”可以指元件彼此物理地、电气地和/或流体地连接。
贯穿说明书和附图,同样的附图标记可以指同样的元件。
本领域中的普通技术人员将理解的是,尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是可以另外列举这些元件、组件、区域、层和/或部分。上述术语用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离发明构思的实施例的教导的情况下,下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述,这里可以使用诸如“在……下方”、“下面的”、“在……下”、“在……上方”、“上面的”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件或特征相对于另外的元件或特征的关系。将理解的是,除了附图中描绘的方位之外,空间相对术语意图包含装置在使用或操作中的不同方位。
如这里使用的,第一方向X指平面中的某一方向,第二方向Y指在平面中与第一方向X相交的方向,第三方向Z指与平面垂直的方向。
在下文中,将参照附图描述本公开的发明构思的实施例。
图1是根据发明构思的实施例的显示装置1的分解透视图,图2是沿图1的线II–II'截取的显示装置1的剖视图。图3是沿图1的线III–III'截取的显示装置1的剖视图。
参照图1至图3,根据发明构思的实施例的显示装置1包括显示面板100、印刷电路板200、窗玻璃400和后盖600,并且还可以包括力传感器构件301。显示装置1可以被各种便携式电子装置或大型电子装置采用。
显示装置1能够通过显示区域DA1、DA2和DA3(参见图2)来显示图像。显示区域DA1、DA2和DA3包括具有平坦表面(例如,第一显示区域DA1)的第一平坦显示区域和具有弯曲表面(例如,第二显示区域DA2)的弯曲显示区域,并且还可以包括具有平坦表面的第二平坦显示区域DA3。
弯曲显示区域DA2可以相对于在第一方向X上延伸的虚拟弯曲线与第一平坦显示区域DA1和第二平坦显示区域DA3区分开。弯曲显示区域DA2可以相对于第二方向Y位于比第一平坦显示区域DA1相对更靠近显示装置1的边缘。另外,弯曲显示区域DA2可以位于第一平坦显示区域DA1与第二平坦显示区域DA3之间。第二平坦显示区域DA3可以在第二方向Y上位于(但不限于)显示装置1的显示区域的最外侧。由第一平坦显示区域DA1形成的显示表面和由第二平坦显示区域DA3形成的显示表面可以不在同一平面上。例如,由第一平坦显示区域DA1形成的显示表面和由第二平坦显示区域DA3形成的显示表面可以彼此基本上垂直。由于显示装置1包括第一平坦显示区域DA1,以及形成弯曲显示表面的弯曲显示区域DA2,以及以与第一平坦显示区域DA1的角度不同的角度形成显示区域的第二平坦显示区域DA3,因此当用户在第三方向Z上观看显示装置1时,用户可能觉得显示装置1好像没有边框区域。此外,能够使用弯曲显示区域DA2和第二平坦显示区域DA3使显示装置1的控制功能和图像显示功能多样化。
显示面板100可以是能够显示图像的平面型构件。显示面板100可以包括弯曲部分。在下文中,将参照图4和图5详细地描述显示面板100。图4是图1的显示装置1的显示面板100的透视图。图4是示出其第一基体110未弯曲的显示面板100的透视图。图5是示出图4的显示面板100的像素的剖视图。
参照图1至图5,显示面板100包括第一基体110和发光元件150,并且还可以包括布线层、封装层160和触摸位置感测电极170。在发明构思的一些实施例中,显示面板100可以在前侧显示图像。
第一基体110可以是用于提供在其上可以设置布线层和发光元件150的空间的支撑构件。第一基体110可以是透明或不透明的绝缘板或绝缘膜。另外,第一基体110可以由具有柔性的材料构成。例如,第一基体110可以包括玻璃材料、石英材料等,或者可以包括诸如聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯酸酯的聚合物材料。
在发明构思的实施例中,第一基体110可以包括:发光元件支撑部分111,所述发光元件支撑部分111用于提供设置发光元件150的空间;以及显示面板垫(pad,或称为“焊盘”)形成部分112,该显示面板垫形成部分112从发光元件支撑部分111突出,在显示面板垫形成部分112上设置有驱动集成电路(驱动IC)180,并且设置有连接到印刷电路板200的显示面板垫190(参见图4)。尽管为了便于说明,图4示出了第一基体110基本上为平坦的,但是第一基体110可以部分地弯曲(例如,如图1中所示出)。例如,发光元件支撑部分111可以在第二方向Y上至少部分地弯曲,以形成弯曲显示区域DA2和第二平坦显示区域DA3。当组装显示装置1时,显示面板垫形成部分112可以至少在第一方向X上弯曲,并且位于发光元件支撑部分111的背侧上。
如图5中所示出,薄膜晶体管120以及包括用于向薄膜晶体管120提供驱动信号的布线(未示出)的布线层可以设置在第一基体110的发光元件支撑部分111上。薄膜晶体管120可以包括诸如以形成沟道的有源图案121、用作控制端子的栅极图案123、用作输入端子的漏极图案125以及用作输出端子的源极图案127为例的多个图案。薄膜晶体管120可以是驱动晶体管,该驱动晶体管被构造为控制流过有源图案121的沟道区的电流的量以控制由像素中的发光元件150发射的光的量。尽管未在图中示出,但是栅极图案123可以电连接到用于控制相应的像素(未示出)(例如,使相应像素导通/截止)的开关晶体管(未示出)的输出端子,以接收控制信号。漏极图案125可以电连接到驱动电压线(未示出)以接收驱动电压。第一绝缘层131可以置于有源图案121与栅极图案123之间。多个绝缘层可以包括置于栅极图案123与漏极图案125之间以及栅极图案123与源极图案127之间的第二绝缘层132和第三绝缘层133。第一绝缘层131、第二绝缘层132和第三绝缘层133中的每个可以包括氮化硅、氧化硅、氧氮化硅和氮氧化硅中的至少一种。
台阶补偿层141可以设置在薄膜晶体管120上。台阶补偿层141可以减小由设置在第一基体110上的元件产生的水平差异,以提供将要稳定地设置发光元件150的空间。台阶补偿层141的材料不受特别限制,只要它具有绝缘性并且能够覆盖水平差异即可。例如,台阶补偿层141可以包括诸如以丙烯酸树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、cardo树脂和酯树脂为例的有机材料。本领域的普通技术人员应该理解的是,台阶补偿层141的材料不限于上述有机材料。
发光元件150可以设置在台阶补偿层141上。发光元件150可以设置(例如,布置)在第一平坦显示区域DA1、弯曲显示区域DA2和第二平坦显示区域DA3中的一个或更多个中。通过在所有上述区域中布置发光元件,形成显示图像的有效区域。此外,发光元件150可以设置在多个像素中的每个像素中。在发明构思的实施例中,发光元件150可以是包括阳电极151、面对阳电极151的阴电极153以及置于阳电极151与阴电极153之间的有机发光层155的有机发光元件。根据有机发光层155的材料或堆叠结构,发光元件150可以由于荧光或磷光而发射蓝光、绿光或红光,或者可以发射白光。阳电极151可以电连接到薄膜晶体管120的源极图案127。阳电极151可以连接到多个像素中的每个像素,并且可以存在单独接收驱动信号的像素电极。阴电极153可以是横穿多个像素设置的共电极。阳电极151和阴电极153可以是透明或不透明的。有机发光层155可以设置在阳电极151与阴电极153之间,以使来自阳电极151和阴电极153的空穴和电子复合以形成激子。当激子弛豫到基态时,能够发射光。尽管未在图中示出,但是可以在阳电极151与阴电极153之间进一步设置诸如空穴控制层、电子控制层和电荷产生层的功能层,以提高发光元件150的发光效率。
在发明构思的一些实施例中,像素限定层142可以设置在阳电极151上。像素限定层142可以用于将像素与另一像素分开。像素限定层142可以具有暴露阳电极151的表面的一部分的开口。有机发光层155和阴电极153可以设置在像素限定层142上。像素限定层142可以包括诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂和酯树脂的有机材料。
封装层160可以设置在发光元件150上。封装层160能够防止来自外部的湿气或空气渗入显示装置1中并损坏发光元件150或改变其特性。在发明构思的实施例中,封装层160可以包括彼此堆叠的一个或更多个无机封装层161、165和至少一个有机封装层163。例如,无机封装层161和165以及有机封装层163可以彼此交替地堆叠。尽管图5示出了由三层构成的封装层160,但是本领域的普通技术人员应该理解的是,示出并描述的封装层160仅是说明性的。能够存在更多的封装层,或更少的封装层,并且类型(无机和有机)或者层堆叠的顺序可以与图5中示出的不同。在发明构思的一些实施例中,封装层160的下层和上层分别可以是包含无机材料的无机封装层161、165。例如,第一无机封装层161可以与阴电极153接触。第二无机封装层165可以与触摸位置感测电极170接触。第一无机封装层161和第二无机封装层165中的每个可以包括例如氮化硅、氧化硅、氧氮化硅或氮氧化硅。本领域的普通技术人员应该理解并领会的是可以使用其它材料。
触摸位置感测电极170可以设置在第二无机封装层165上。触摸位置感测电极170可以被构造为根据用户的触摸操作来获取触摸位置信息。
驱动IC 180和显示面板垫190(例如,参见图4)可以设置在第一基体110的显示面板垫形成部分112上。
当第一基体110的显示面板垫形成部分112沿第一方向X弯曲时,驱动IC 180可以设置在第一基体110的凸面上(参见图3)。驱动IC 180可以基于从外部驱动元件(例如,印刷电路板200(参见图6))提供的驱动信号而产生并提供用于在显示面板100上显示图像的数据信号。尽管未在图中示出,但是用于将薄膜晶体管120或发光元件150与驱动IC 180电连接的布线(未示出)可以进一步设置在第一基体110上。
参照图4,显示面板垫190可以进一步设置在第一基体110的显示面板垫形成部分112上。显示面板垫190可以将显示面板100与印刷电路板200电连接。尽管图4示出了通过具有扩张区域的单独电极形成显示面板垫190,但是在发明构思的实施例中,显示面板垫190可以通过使布线的端部延伸形成。尽管未在图中示出,但是布线(未示出)可以进一步设置在第一基体110上,用于将显示面板垫190与驱动IC 180电连接,或者用于将显示面板垫190与薄膜晶体管120或发光元件150电连接。
接着,将描述印刷电路板200。图6是示出图1的显示装置1的印刷电路板200的背侧的透视图。当组装显示装置1时,印刷电路板200可以位于显示面板100的第一基体110的背侧上。印刷电路板200可以产生、传输或调制用于在显示装置1的显示面板100上显示图像的信号,并且将它们提供到显示面板100。
参照图1至图6,印刷电路板200可以包括基体基底201、力传感器集成电路(力传感器IC)240以及连接垫231、233和210。印刷电路板200的基体基底201可以包括绝缘材料。在基体基底201的表面上,可以印刷导电电路图案以将力传感器IC 240、垫231、233和210以及用于驱动显示装置1的附加IC(未示出)彼此电连接。
如图6中所示,力传感器IC 240可以设置在基体基底201的背表面上。力传感器IC240可以向下面描述的力传感器构件301(参见图7)提供输入信号,可以从力传感器构件301接收输出信号,可以基于输入信号和输出信号来获取关于触摸压力的信息(触摸压力信息),可以获取关于触摸位置的信息(触摸位置信息),并且/或者可以基于触摸压力信息和触摸位置信息来产生用于显示装置1的操作的信号。
另外,在基体基底201的背表面上可以设置用于电连接到力传感器构件301的第一输出垫231和第二输出垫233以及用于电连接到显示面板100的第三输出垫210。例如,第一输出垫231可以经由第一各向异性导电粘合剂280(参见图3)连接到力传感器构件301的第一力传感器垫371。第二输出垫233可以经由第二各向异性导电粘合剂(未示出)连接到力传感器构件301的第二力传感器垫372。第三输出垫210可以经由第三各向异性导电粘合剂260(参见图3)连接到显示面板100的显示面板垫190(参见图4)。第一输出垫231和第二输出垫233中的每个可以电连接到力传感器IC 240。
力传感器构件301可以设置在显示面板100的背表面上。力传感器构件301可以经由第一粘合构件710(参见图3)与显示面板100结合。第一粘合构件710可以包括诸如双面胶带的光学透明粘合剂、诸如光可固化树脂和热固性树脂的光学透明树脂,或压敏粘合剂。第一粘合构件710可以与力传感器构件301的第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350接触并且结合到力传感器构件301的第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350。另外,第一粘合构件710可以与力传感器构件301的第二基体310接触。理解的是,第一粘合构件710不限于这里所描述的布置。随后将更详细地描述力传感器构件301。
窗玻璃400(参见图2和图3)可以设置在显示面板100的前表面上。窗玻璃400可以覆盖显示面板100的上表面以保护显示面板100,同时形成显示装置1的外部。另外,窗玻璃400可以形成其上显示图像的显示装置1的显示表面,并且也形成在其上进行用户的触摸操作(例如,用户与显示装置1之间的接触)的触摸表面。本领域的普通技术人员也理解并领会的是,可以通过由用户操纵的触笔以及电子笔来进行接触。与显示面板100相同,窗玻璃400可以在第二方向Y上至少部分地弯曲。例如,窗玻璃400可以在第二方向Y上至少部分地弯曲,以形成图2中示出的弯曲显示区域DA2。此外,窗玻璃400可以形成第二平坦显示区域DA3。在这种情况下,窗玻璃400可以形成显示装置1的外部的上表面,并且也可以形成显示装置1的外部的侧表面。另外,用户可以通过显示装置1的侧表面以及上表面来输入触摸操作。窗玻璃400可以包括诸如玻璃、蓝宝石和聚合物基底的具有高透射率和优异强度的材料。
垫片500可以设置在力传感器构件301的背表面上。如图2中所示,与显示面板100类似,垫片500可以在第二方向Y上至少部分地弯曲。例如,垫片500可以设置在显示装置1的第一平坦显示区域DA1、弯曲显示区域DA2和第二平坦显示区域DA3中的至少一个中。也可以具有分别对应于特定显示区域的不止一个垫片,这也是可能的。
垫片500能够抑制外部冲击对显示面板100的损坏。例如,垫片500能够吸收外部冲击的至少一部分或者将外部冲击分散到大面积上,从而保护显示面板100。垫片500的材料不受特别限制,只要它有利地用于吸收和/或分散冲击即可。例如,仅列举几个非限制性示例,垫片500的材料可以包括诸如聚氨酯类树脂、碳酸盐类树脂、丙烯类树脂和乙烯类树脂的聚合物材料,橡胶类材料或其泡沫成型产品。垫片500可以经由第二粘合构件720与力传感器构件301结合。第二粘合构件720可以包括光学透明粘合剂、光学透明树脂或压敏粘合剂。第二粘合构件720可以与力传感器构件301的第二基体310接触以与其结合,但是发明构思的实施例不限于此。
在发明构思的一些实施例中,一个或更多个功能片(未示出)可以进一步设置在垫片500的背侧上。功能片可以包括强度增强片、散热片、电磁波屏蔽片和/或透光屏蔽片中的至少一个或更多个。
后盖600可以设置在垫片500的背表面上。后盖600可以覆盖并保护显示面板100、印刷电路板200和用于驱动显示装置1的其它元件。后盖600可以包括诸如聚合物材料和/或金属材料的具有良好的强度和刚性的材料。例如,后盖600可以包括诸如铝、镍或其合金的金属材料。后盖600在第二方向Y上的两个边缘可以具有在第二方向Y上弯曲的显示面板100和窗玻璃400能够被安置并结合的结构。
在发明构思的一些实施例中,偏振构件800可以进一步设置在显示面板100与窗玻璃400之间。偏振构件800(参见图2)能够增强显示装置1的室外可见性。例如,偏振构件800能够通过将非偏振状态的入射光转换为圆偏振状态并且阻止圆偏振光被反射和离开来防止外部光的反射被用户感知。尽管图2等可以示出由单层构成的偏振构件800,然而在发明构思的实施例中,偏振构件800可以具有线性偏振构件(未示出)和/或相位延迟构件的堆叠结构。第三粘合构件730可以置于偏振构件800与显示面板100之间以将它们结合。第四粘合构件740可以置于偏振构件800与窗玻璃400之间,以通过第四粘合构件740的相对表面将它们结合。例如,第三粘合构件730可以与偏振构件800和显示面板100的触摸位置感测电极170接触,并且第四粘合构件740可以与偏振构件800和窗玻璃400接触。第三粘合构件730和第四粘合构件740均可以包括光学透明粘合剂、光学透明树脂或压敏粘合剂。
在下文中,将参照图7、图8和图9更详细地描述力传感器构件301。图7是图1的显示装置1的力传感器构件301的透视图。图8是用于示出力传感器构件301在未施加压力时的初始状态下的操作的示意图。图9是图8的力传感器构件301的分别沿线A-A'和线B-B'截取的剖视图。
力传感器构件301可以获取关于用户的触摸操作的信息。例如,力传感器构件301可以获取关于是否已经通过用户的触摸操作施加压力的信息或者关于触摸压力的大小的信息,并且还可以获取关于施加压力的位置的信息。力传感器构件301可以包括第二基体310(参见图7),以及设置在第二基体310上的第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350(同样参见图7)。
第二基体310可以是在其上提供空间的支撑构件,在所述空间中可以设置第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350。第二基体310可以是透明的绝缘板或绝缘膜,或不透明的绝缘板或绝缘膜。另外,第二基体310可以具有柔性结构。例如,第二基体310可以包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚碳酸酯的聚合物材料。
在发明构思的实施例中,第二基体310可以包括力传感器支撑部分311和从力传感器支撑部分311突出的力传感器垫形成部分312,其中,力传感器支撑部分311提供设置第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350的空间,并且在力传感器垫形成部分312中设置有连接到印刷电路板200的第一力传感器垫371和第二力传感器垫372。尽管为了便于说明,图7示出了第二基体310为未折叠的(例如,平坦的),但是第二基体310可以部分地弯曲。例如,力传感器支撑部分311可以在第二方向Y上至少部分地弯曲,并且可以至少部分地位于弯曲显示区域DA2和第二平坦显示区域DA3中。另外,当组装显示装置1时,力传感器垫形成部分312可以至少在第一方向X上弯曲并且位于力传感器支撑部分311的背侧上。
继续参照图7,第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350可以设置在第二基体310的力传感器支撑部分311上。
第一电极331和第二电极332可以大体上在第一方向X上延伸。如在图8中可以看出,第一电极331和第二电极332可以彼此分隔开。例如,第一电极331和第二电极332可以在第二方向Y上分隔开,其中第二基体310不弯曲。当第二基体310在第二方向Y上弯曲时,第一电极331和/或第二电极332可以至少部分地位于显示装置1的弯曲显示区域DA2中。另外,导电聚合物图案350可以位于显示装置1的第二平坦显示区域DA3中。
在未施加压力时的初始状态下,第一电极331与第二电极332之间可以不导通。例如,第一电极331和第二电极332可以彼此不接触,但可以是相互电气断开的。例如,第一电极331、力传感器IC 240和第二电极332可以完成单个电路,并且在初始状态下,电路可以处于断开状态。第一电极331的厚度可以基本上与第二电极332的厚度相等。
第一电极331和第二电极332可以电连接到力传感器IC 240。在发明构思的实施例中,第一电极331可以作为从力传感器IC 240接收输入信号INPUT的输入电极来连接(参见图8),而第二电极332可以作为向力传感器IC 240提供输出信号的输出电极来连接。输入信号INPUT和输出信号中的每个可以包括(但不限于)电流信号和/或电压信号。尽管图8示出了输入电极(例如,第一电极331)被设置为比输出电极(例如,第二电极332)更靠近力传感器支撑部分311的内部,但是在发明构思的其它实施例中,输入电极可以被设置为比输出电极(例如,第二电极332)更靠近力传感器支撑部分311的外部。在第一电极331与第二电极332之间未导通的初始状态下,没有输出信号提供到力传感器IC 240。
第一电极331和第二电极332中的每个可以包括具有预定电阻的导电材料。导电材料的示例包括诸如铝、镍、锌、铜、银和金的金属材料。
继续参照图7、图8和图9,导电聚合物图案350可以设置在第一电极331与第二电极332之间。导电聚合物图案350可以大体上在第一方向X上延伸。另外,导电聚合物图案350可以与第一电极331或第二电极332分隔开。例如,参照图8,当第二基体310未弯曲时,导电聚合物图案350可以在第二方向Y上与第一电极331和第二电极332分隔开。与图9等中所示出的不同,导电聚合物图案350可以与第一电极331或第二电极332接触。在未施加压力的初始状态下,第一电极331与导电聚合物图案350之间以及第二电极332与导电聚合物图案350之间可以不导通。在发明构思的一些实施例中,将显示面板100与力传感器构件301结合的第一粘合构件710可以与第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350接触。可以在由第一电极331、导电聚合物图案350和第一粘合构件710围绕的空间中限定空隙。例如,第一电极331与导电聚合物图案350之间的空间可以不填充有第一粘合构件710。空隙可以是空的,或者可以填充有预定气体。类似地,可以在由第二电极332、导电聚合物图案350和第一粘合构件710围绕的空间中限定空隙。
导电聚合物图案350可以包括能够通过用户的触摸压力而变形的具有一定弹性的材料,并且可以具有导电性。在发明构思的实施例中,导电聚合物图案350可以包括聚合物基质351和分散在聚合物基质351中的导电颗粒352。聚合物基质351的类型不受特别限制,只要它是弹性的并且具有正泊松比即可。例如,聚合物基质351可以是诸如硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和氨基甲酸乙酯的聚合物材料。另外,导电颗粒352的示例包括诸如碳纳米管的碳材料、导电聚合物颗粒、金属线、金属纳米纤维和金属颗粒。在发明构思的实施例中,导电聚合物图案350可以包括具有正泊松比的导电聚合物。如这里使用的,术语“泊松比”指当压力施加到物体时,在一个方向上的收缩长度与在另一方向上的扩张长度的比例。
参照图9,在未施加压力的初始状态下,导电聚合物图案350的初始厚度T350可以比第一电极331和第二电极332的初始厚度T332大。如随后将描述的,当向力传感器构件301施加压力时,导电聚合物图案350会变形,使得其厚度在其宽度增加的同时减小。例如,当沿第三方向Z向力传感器构件301的导电聚合物图案350施加压力时,导电聚合物图案350在第三方向Z上的厚度减小,同时在第二方向Y上的宽度增加,使得第一电极331和第二电极332可以经由导电聚合物图案350彼此接触。换言之,力传感器构件301的压力感测方向(例如,第三方向Z)可以大体上与第一电极331和第二电极332彼此分隔开的方向(例如,第二方向Y)垂直。通过使导电聚合物图案350的初始厚度T350比第一电极331和第二电极332的初始厚度T332大,当处于压缩下时,导电聚合物图案350的体积会增大以与第一电极331和第二电极332接触,同时保持没有施加压力的位置处的导电聚合物图案350与第一电极331之间以及导电聚合物图案350与第二电极332之间的距离。通过这样做,导电聚合物图案350的形状会容易地变形,并且能够增强力传感器构件301的感测灵敏度。在发明构思的一些实施例中,第二基体310的表面可以具有形成在与导电聚合物图案350叠置的位置中的凹槽。导电聚合物图案350可以通过被至少部分地插入到形成在第二基体310的表面中的凹槽中来设置。例如,第一电极331、第二电极332和导电聚合物图案350的上表面可以在同一水平处与第一粘合构件710接触,同时它们的下表面可以在不同的水平处与第二基体310接触。
第一力传感器垫371和第二力传感器垫372可以设置在第二基体310的力传感器垫形成部分312上。第一力传感器垫371和第二力传感器垫372可以将力传感器构件301与印刷电路板200电连接。第一力传感器垫371可以电连接到第一电极331,第二力传感器垫372可以电连接到第二电极332。第一力传感器垫371和第二力传感器垫372可以设置在与第一电极331和第二电极332相同的平面上。
在下文中,将参照图10、图11、图12和图13来详细地描述当向力传感器构件301施加压力时,力传感器构件301的操作原理。
图10是示出当向显示面板100的特定位置(例如,相对靠近力传感器IC 240的第一位置)施加压力时力传感器构件301的操作的视图。图11提供了图10的力传感器构件301的分别沿线A-A'和线B-B'截取的剖视图。
参照图10和图11,当向显示面板100的被转移到相对靠近力传感器IC 240的导电聚合物图案350的第一位置(靠近线A-A')施加压力时,导电聚合物图案350在第一位置处的形状会变形,使得它在与施加压力的方向垂直的方向上扩张。例如,当在第三方向Z上(例如,向下)向某一位置的导电聚合物图案350施加压力并且第二基体310未弯曲时,导电聚合物图案350的在该位置处的部分会在第二方向Y上扩张。因此,导电聚合物图案350的在第一位置处的部分会与在第二方向Y上分隔开的第一电极331和第二电极332电接触,使得电路闭合并且经由导电聚合物图案350在第一电极331与第二电极332之间形成导通。例如,第一电极331、导电聚合物图案350、第二电极332和力传感器IC 240可以完成电路。力传感器IC240可以向第一电极331提供输入信号INPUT,第二电极332可以向力传感器IC 240提供第一输出信号OUTPUT1。输入信号INPUT和第一输出信号OUTPUT1可以包括电流信号或电压信号。力传感器IC 240可以基于输入信号INPUT和第一输出信号OUTPUT1来获取关于用户的触摸压力的信息,可以获取关于用户的触摸位置的信息和/或可以基于关于触摸压力和触摸位置的信息来产生用于显示装置1的操作的信号。关于触摸压力的信息可以包括关于是否已经通过用户的触摸操作施加压力的信息以及关于触摸压力的大小的信息。
图12是示出当向不同位置(例如,相对远离力传感器IC 240的第二位置)施加压力时力传感器构件301的操作的视图。图13是图12的力传感器构件301的分别沿线A-A'和线B-B'截取的剖视图。
参照图10、图11、图12和图13,当向相对远离力传感器IC 240的第二位置(靠近线B-B')施加压力时,在第二位置处的导电聚合物图案350的形状会变形,使得其在与施加压力的方向垂直的方向上扩张。因此,导电聚合物图案350的在第二位置处的部分可以与在第二方向Y上分隔开的第一电极331和第二电极332电接触,使得经由导电聚合物图案350在第一电极331与第二电极332之间形成导通。例如,第一电极331、导电聚合物图案350、第二电极332和力传感器IC 240可以完成电路。力传感器IC 240可以向第一电极331提供输入信号INPUT,第二电极332可以向力传感器IC 240提供第二输出信号OUTPUT2。力传感器IC 240可以基于输入信号INPUT和第二输出信号OUTPUT2来获取关于用户的触摸压力的信息,和/或可以基于关于触摸压力的信息产生用于显示装置1的操作的信号。
此外,当压力施加到第二位置(相对远的位置)时,从力传感器IC 240提供的信号的路径的长度可以比当压力施加到第一位置(相对近的位置)时从力传感器IC 240提供的信号的路径的长度长。例如,当压力施加到第二位置时提供到力传感器IC 240的第二输出信号OUTPUT2的大小可以与当压力施加到第一位置时提供到力传感器IC 240的第一输出信号OUTPUT1的大小不同。例如,当提供信号通过其传输的路径的第一电极331和第二电极332的薄层电阻(sheet resistance)恒定时,压力施加到第二位置时由电路形成的电阻分量的大小可以大于压力施加到第一位置时由电路形成的电阻分量的大小。例如,在第一输出信号OUTPUT1和第二输出信号OUTPUT2包括电流信号的发明构思的实施例中,第二输出信号OUTPUT2的大小可以(但不限于)小于第一输出信号OUTPUT1的大小。虽然在发明构思的该实施例中,第一输出信号OUTPUT1和第二输出信号OUTPUT2的大小可以用于确定触摸压力或位置,但是在发明构思的实施例内基于由力传感器IC 240发送输入信号的时间相对于由力传感器IC 240接收输出信号的时间来确定压力或位置。然而,以这种方式确定触摸压力或位置会比基于输出信号OUTPUT1和输出信号OUTPUT2的大小确定触摸压力或位置更复杂。
换言之,根据本发明构思的实施例的力传感器构件301可以基于输入信号INPUT以及输出信号OUTPUT1和输出信号OUTPUT2来获取关于是否经由用户的触摸操作施加压力的信息,或者关于触摸压力的大小的信息(触摸压力信息)以及关于施加压力的位置的信息(触摸位置信息)。具体地,触摸位置信息可以包括第一方向X上的某一位置的坐标信息。另外,由于力传感器构件301可以与显示面板100中的触摸位置感测电极170分开地获取触摸位置信息以及触摸压力信息,因此能够使用于获取触摸信息并对触摸信息进行处理以控制显示装置1的处理器简化。
在下文中,将描述发明构思的其它实施例。将省略与上述实施例中的元件基本上相同的元件的描述,以免重复的信息使公开内容变得模糊。
图14是当第二基体310未弯曲时根据发明构思的实施例的力传感器构件302的平面图。
参照图14,根据发明构思的实施例的力传感器构件302包括第二基体310与设置在第二基体310上的第一电极333、第二电极334以及导电聚合物图案353。图14中示出的结构与根据图7的实施例的力传感器构件301的不同之处在于第一电极333和第二电极334具有Z字形形状。置于第一电极333与第二电极334之间的导电聚合物图案353也可以具有Z字形形状。
第一电极333和第二电极334可以大体上在第一方向X上延伸。另外,当第二基体310未弯曲时,第一电极333和第二电极334可以在第二方向Y上彼此分隔开。第一电极333可以作为从力传感器IC 240接收输入信号的输入电极,而第二电极334可以作为向力传感器IC 240提供输出信号的输出电极。
导电聚合物图案353可以设置在第一电极333与第二电极334之间。可以设置彼此分隔开的多于一个的导电聚合物图案353。导电聚合物图案353中的每个可以与第一电极333和第二电极334分隔开。例如,当第二基体310未弯曲时,导电聚合物图案353可以在第二方向Y上与第一电极333和第二电极334分隔开。
根据发明构思的该实施例,力传感器构件302的第一电极333可以具有跟踪第一电极333与导电聚合物图案353之间的路径的Z字形形状。另外,第二电极334可以具有跟踪第二电极334与导电聚合物图案353之间的路径的Z字形形状。根据发明构思的该实施例,能够增加由力传感器IC(未示出)、第一电极333和第二电极334形成的电路的信号传输路径的长度。通过这样做,可以增加当向相对靠近力传感器IC(未示出)的位置施加触摸压力时产生的第一输出信号的大小与当向相对远离力传感器IC(未示出)的位置施加触摸压力时产生的第二输出信号的大小之间的差异。因此,根据发明构思的实施例的力传感器构件302能够提高对第一方向X上的某一位置的坐标信息(例如,触摸位置信息)的灵敏度。此外,由于导电聚合物图案353在第一方向X上彼此分隔开,因此能够避免用户的对触摸位置的错误识别。
尽管未在图中示出,但是将理解的是,可以通过包括根据该实施例的力传感器构件302来代替根据图1的实施例的显示装置1的力传感器构件301等来实现显示装置。
图15和图16是根据发明构思的另一实施例的显示装置3的剖视图。图15是与图2对应的位置处的剖视图。图16是与图3对应的位置处的剖视图。图17是图15的显示装置3的力传感器构件303的透视图。图18是图15的显示装置3的力传感器构件303的背侧的透视图。
参照图15、图16、图17和图18,根据该实施例的显示装置3与根据图1的实施例的显示装置1等的不同之处在于显示装置3的力传感器构件303的第一电极335、第二电极336和导电聚合物图案355设置在第二基体310的背表面上。
力传感器构件303可以经由第一粘合构件710与显示面板100结合。第一粘合构件710可以与力传感器构件303的第二基体310接触以与其结合。此外,力传感器构件303可以经由第二粘合构件720与垫片500结合。第二粘合构件720可以与力传感器构件303的第一电极335、第二电极336和导电聚合物图案355接触,并且与力传感器构件303的第一电极335、第二电极336和导电聚合物图案355结合。另外,第二粘合构件720可以与力传感器构件303的第二基体310接触以与其结合。
可以在由第一电极335、导电聚合物图案355和第二粘合构件720围绕的空间中限定空隙。可以在由第二电极336、导电聚合物图案355和第二粘合构件720围绕的空间中限定空隙。
尽管为了便于说明,图17和图18示出了第二基体310未折叠,但是第二基体310可以部分地弯曲。在发明构思的实施例中,第一力传感器垫375和第二力传感器垫376可以设置在第二基体310的力传感器垫形成部分312的前表面(图17中的前表面)上。另外,第一电极335、第二电极336和导电聚合物图案355可以设置在第二基体310的力传感器支撑部分311的背表面(图18中示出)上。第二基体310的前表面上的第一力传感器垫375可以电连接到第二基体310的背表面上的第一电极335,并且第二基体310的前表面上的第二力传感器垫376可以电连接到第二基体310的背表面上的第二电极336。尽管图17和图18示出了将第一电极335与第一力传感器垫375连接的布线以及将第二电极336与第二力传感器垫376连接的布线形成在第二基体310的侧表面上,使得第二基体310被绕过,但是该结构仅是说明性的。例如,第一电极335和第一力传感器垫375以及第二电极336和第二力传感器垫376可以通过第二基体310彼此电连接。
图19是根据发明构思的实施例的显示装置4的剖视图,该剖视图示出了与图2对应的位置。图20是图19的力传感器构件304在未施加压力的初始状态下的剖视图。图21是当施加压力并且导电聚合物图案350与第一电极331和第二电极332电接触时图19的力传感器构件304的剖视图。
参照图19、图20和图21,根据该实施例的显示装置4与根据图1的实施例的显示装置1等的不同之处在于力传感器构件304还包括设置在第二基体310上的刚性各向异性材料层390。
刚性各向异性材料层390可以设置在第二基体310上。在第二基体310的表面具有凹槽的实施例中,凹槽可以填充有刚性各向异性材料层390。刚性各向异性材料层390可以与导电聚合物图案350电接触。例如,刚性各向异性材料层390可以至少部分地与导电聚合物图案350叠置。
另外,在未施加压力的初始状态下,刚性各向异性材料层390的宽度可以比导电聚合物图案350的宽度大。例如,刚性各向异性材料层390可以同导电聚合物图案350与第一电极331之间的间隔和/或导电聚合物图案350与第二电极332之间的间隔叠置。此外,刚性各向异性材料层390可以与第一电极331和/或第二电极332电接触。
刚性各向异性材料层390可以具有电绝缘性质。另外,刚性各向异性材料层390具有预定的弹性,并且当在不同方向上施加压力时,其抗压刚度和长度应变可以不同。在发明构思的实施例中,刚性各向异性材料层390在压力方向(例如,图20的垂直方向)上的刚度可以比在垂直于压力方向的方向(例如,图20的水平方向)上的刚度大。换言之,刚性各向异性材料层390的厚度方向上的应变可以比宽度方向上的应变小。在非限制性示例中,刚性各向异性材料层390可以包括具有负泊松比的拉胀材料。在特定实施例中,刚性各向异性材料层可由拉胀材料构成。
拉胀材料的示例可以包括(但不限于)聚酯泡沫、聚氨酯泡沫、聚酯型氨基甲酸酯泡沫、聚四氟乙烯(PTFE)泡沫、具有分子量为100万或更大的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚丙烯(PP)泡沫、聚丙烯纤维、尼龙泡沫、液晶聚合物泡沫等。
通过非限制性示例,拉胀材料可以具有普通蜂窝结构、星形蜂窝结构、六角形凹入蜂窝结构、手性蜂窝结构、双箭头结构、方形网格结构、菱形网格结构、正弦韧带结构、对称手性单元结构等。
根据该示例性实施例的显示装置4的力传感器构件304可以包括在厚度方向上的刚度比在宽度方向上的刚性大的刚度各向异性材料层390。具体地,通过在第二基体310与导电聚合物图案350(当在厚度方向上施加压力时,导电聚合物图案350在宽度方向上扩张以与第一电极331和第二电极332接触)之间设置刚性各向异性材料层390,能够进一步提高力传感器构件304的灵敏度。
例如,当在厚度方向上向力传感器构件304施加压力时,在厚度方向上与导电聚合物图案350叠置的刚性各向异性材料层390在厚度方向上的应变可以相对小。因此,与如果不存在如图20和图21中所示布置的刚性各向异性材料层390相比,能够促进在厚度方向上施加的压力将更容易在导电聚合物图案350的宽度方向上传递。
另外,在厚度方向上与导电聚合物图案350叠置的刚性各向异性材料层390的在宽度方向上的应变可以相对大。根据发明构思的实施例,能够促进在导电聚合物图案350的宽度方向上传递的压力在导电聚合物图案350的宽度方向上延展。另外,能够增大导电聚合物图案350与第一电极331之间的电接触面积以及导电聚合物图案350与第二电极332之间的接触面积。
图22是根据发明构思的另一实施例的显示装置5的剖视图,该剖视图示出了与图2对应的位置。图23是力传感器构件305在第一压力状态下的剖视图,其中,在第一压力状态下第一大小的压力(即,力1)施加到图22的显示装置5的力传感器构件305。图24是力传感器构件305在第二压力状态下的剖视图,其中,在第二压力状态下大于第一大小(通过比较箭头)的第二大小的压力(即,力2)施加到图22的显示装置5的力传感器构件305。
参照图22、图23和图24,根据该实施例的显示装置5与根据图1的实施例的显示装置1等的不同之处在于力传感器构件305包括第二基体310、刚性各向异性材料层391、第一电极337、第二电极338和压电材料层357。先前实施例中的导电聚合物图案已经被压电材料层357代替。
第一粘合构件710可以置于显示面板100与力传感器构件305之间。例如,第一粘合构件710可以与显示面板100的第一基体110、力传感器构件305的第二电极338、压电材料层357、第一电极337、刚性各向异性材料层391以及第二基体310接触并结合。
刚性各向异性材料层391可以设置在力传感器构件305的第二基体310上。当在厚度方向上向力传感器构件305施加压力时,在厚度方向上具有相对小的应变的刚性各向异性材料层391能够促进压力在宽度方向上传递。上面已经参考图19等描述了刚性各向异性材料层391,因此将省略多余的描述。
第一电极337可以设置在刚性各向异性材料层391上。例如,第一电极337可以直接设置在刚性各向异性材料层391上。第二电极338可以在压力方向(例如,图23的垂直方向)上与第一电极337分隔开。例如,力传感器构件305的压力感测方向(例如,垂直方向)可以大体上与第一电极337和第二电极338分隔开的方向一致。
在未施加压力的初始状态下,第一电极337和第二电极338之间可以导通。例如,第一电极337和第二电极338可以利用它们之间的压电材料层357完成电路,并且可以传输信号。第一电极337和第二电极338中的每个可以包括具有预定电阻的导电材料。导电材料的示例包括诸如铝、镍、锌、铜、银和金的金属材料。
压电材料层357可以置于第一电极337于第二电极338之间。压电材料层357可以在厚度方向上与第一电极337和第二电极338叠置,并且可以与第一电极337和第二电极338接触。压电材料层357可以包括当其形状变形时产生电压或者反之亦然的压电材料。例如,压电材料层357可以包括:以包括锆盐(PbZrO3)、钛酸盐(PbTiO3)等的PZT(锆钛酸铅,Pb[ZrxTi1-x]O3)、α-氧化铁(α-Fe2O3)、α-磷酸铝(α-AlPO4)、α-氧化硅(α-SiO2)、钛酸钡(BaTiO3)、钽酸锂(LiTaO3)以及铌酸锂(LiNbO3)为例的无机材料,以聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))、聚(偏二氟乙烯-四氟乙烯)(P(VDF-TeFE))以及三甘氨酸硫酸盐(TGS)为例的有机材料,或无机材料和有机材料的复合材料。
例如,在第一大小的压力施加到力传感器构件305的第一压力状态下,随着压电材料层357收缩,可以在压电材料层357的表面上产生一定电平的电压,使得第一信号可以通过第二电极338、压电材料层357和第一电极337传输。另外,在第二大小的压力施加到力传感器构件305的第二压力状态下,随着压电材料层357比在第一压力状态下收缩得更多,可以在压电材料层357的表面上产生不同电平的电压,使得第二信号可以通过第二电极338、压电材料层357和第一电极337传输。
根据该实施例的显示装置5的力传感器构件305可以基于压电材料层357的压电性质来获取关于是否通过用户的触摸操作施加压力的信息或关于触摸压力的大小的信息。具体地,通过在支撑第一电极337的第二基体310与第一电极337之间设置刚性各向异性材料层391,能够进一步提高力传感器构件305的灵敏度。
这里描述的发明构思的实施例是说明性的,并且在不脱离公开的精神或所附权利要求的范围的情况下可以引入许多变化。例如,在本公开和所附权利要求的范围内,发明构思的不同实施例的元件和/或特征可以彼此组合和/或彼此替换。
Claims (20)
1.一种显示装置,所述显示装置包括:
显示面板,包括第一基体以及设置在所述第一基体上的发光元件;以及
力传感器构件,设置在所述显示面板的背表面上,并且与所述显示面板叠置,
其中,所述力传感器构件包括:彼此分隔开的第一电极和第二电极,以及导电聚合物图案,设置在所述第一电极与所述第二电极之间,并且与所述第一电极或所述第二电极分隔开。
2.根据权利要求1所述的显示装置,所述显示装置还包括:
窗玻璃,设置为与所述力传感器构件隔开,并且所述显示面板的前表面置于所述窗玻璃与所述力传感器构件之间;
垫片,设置为与所述显示面板的背表面隔开,并且所述力传感器构件置于所述垫片与所述显示面板的所述背表面之间;以及
第一粘合构件,被构造为将所述显示面板与所述力传感器构件结合,并且接触所述第一电极和所述第二电极。
3.根据权利要求1所述的显示装置,所述显示装置还包括:
窗玻璃,设置为与所述力传感器构件隔开,并且所述显示面板置于所述窗玻璃与所述力传感器构件之间;
垫片,设置为与所述显示面板隔开,并且所述力传感器构件置于所述垫片与所述显示面板之间;以及
第二粘合构件,被构造为将所述力传感器构件与所述垫片结合,并且与所述第一电极和所述第二电极接触。
4.根据权利要求1所述的显示装置,所述力传感器构件包括:
第二基体,
刚性各向异性材料层,设置在所述第二基体上,
所述第一电极设置在所述刚性各向异性材料层上,
所述第二电极设置在所述刚性各向异性材料层上,并且
所述导电聚合物图案直接设置在所述刚性各向异性材料层上,
其中,所述刚性各向异性材料层的宽度比所述导电聚合物图案的宽度大。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述刚性各向异性材料层由具有绝缘性质的拉胀材料制成,并且
其中,所述刚性各向异性材料层在压力方向上的刚度比所述刚性各向异性材料层在与所述压力方向垂直的方向上的刚度大。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其中,在所述第一电极与所述导电聚合物图案之间以及所述第二电极与所述导电聚合物图案之间限定间隙。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其中,在未向所述显示面板的显示表面施加压力的初始状态下,所述导电聚合物图案的厚度比所述第一电极的厚度和所述第二电极的厚度大。
8.根据权利要求6所述的显示装置,其中,所述力传感器构件还包括第二基体,所述第二基体用于提供设置所述第一电极、所述第二电极和所述导电聚合物图案的空间,
其中,所述第二基体的表面具有与所述导电聚合物图案叠置的凹槽。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一电极和所述第二电极均在第一方向上延伸,
其中,所述第一电极和所述第二电极在与所述第一方向相交的第二方向上彼此分隔开,
其中,所述力传感器构件获取用户的触摸压力信息和触摸位置信息,
其中,所述触摸位置信息包括在所述第一方向上的位置的坐标,并且
其中,所述触摸压力信息包括在与所述第一方向和所述第二方向相交的方向上的压力的值。
10.根据权利要求9所述的显示装置,所述显示装置还包括:
力传感器集成电路,被构造为向所述力传感器构件的所述第一电极发送输入信号,并且从所述第二电极接收输出信号,
其中,当向所述力传感器构件的在所述第一方向上的第一位置施加压力时发送到所述力传感器集成电路的第一输出信号的大小与当向所述力传感器构件的在所述第一方向上的第二位置施加所述压力时发送到所述力传感器集成电路的第二输出信号的大小不同。
11.根据权利要求9所述的显示装置,其中,所述导电聚合物图案包括多个导电聚合物图案,其中,所述多个导电聚合物图案中的每一个在所述第一方向上彼此分隔开。
12.根据权利要求9所述的显示装置,其中,所述第一电极具有跟踪所述第一电极与所述导电聚合物图案之间的路径的Z字形形状,并且
其中,所述第二电极具有跟踪所述第二电极与所述导电聚合物图案之间的路径的Z字形形状。
13.根据权利要求1所述的显示装置,所述显示装置还包括:
力传感器集成电路,电连接到所述第一电极和所述第二电极,所述力传感器集成电路被构造为向所述力传感器构件的所述第一电极提供输入信号,其中,在未向所述显示面板施加压力的初始状态下,所述第一电极、所述第二电极与所述力传感器集成电路之间不存在导电路径。
14.根据权利要求13所述的显示装置,其中,在向所述显示面板施加压力的状态下,所述导电聚合物图案接触所述第一电极和所述第二电极,以在所述第一电极、所述导电聚合物图案、所述第二电极以及所述力传感器集成电路之间提供导电路径,
其中,所述力传感器集成电路从所述第二电极接收输出信号,并且
其中,所述力传感器构件基于提供到所述第一电极的所述输入信号和从所述第二电极接收的所述输出信号来获取触摸压力信息和触摸位置信息。
15.根据权利要求13所述的显示装置,所述显示装置还包括:
印刷电路板,用于向所述显示面板提供图像信号以显示图像,
其中,所述力传感器集成电路安装在所述印刷电路板上。
16.根据权利要求15所述的显示装置,其中,所述显示面板还包括:
显示面板垫,设置在所述第一基体上,并且电连接到所述发光元件,
其中,所述力传感器构件包括:第二基体,提供设置所述第一电极、所述第二电极和所述导电聚合物图案的空间;第一力传感器垫,设置在所述第二基体上,并且电连接到所述第一电极;以及第二力传感器垫,设置在所述第二基体上,并且电连接到所述第二电极,并且
其中,所述显示面板垫、所述第一力传感器垫和所述第二力传感器垫电连接到所述印刷电路板。
17.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述显示面板的显示区域包括具有平坦表面的第一显示区域和具有弯曲表面的第二显示区域,并且
其中,所述第一电极或所述第二电极至少部分地位于所述第二显示区域中。
18.一种显示装置,所述显示装置包括:
显示面板,包括发光元件;以及
力传感器构件,与所述显示面板的背部叠置,
其中,所述力传感器构件包括:基体;刚性各向异性材料层,设置在所述基体上;第一电极,直接设置在所述刚性各向异性材料层上;第二电极,设置在所述基体上,并且与所述第一电极分隔开;以及压电材料,置于所述第一电极与所述第二电极之间。
19.根据权利要求18所述的显示装置,其中,所述力传感器构件获取在所述第一电极与所述第二电极分隔开的方向上的压力信息,
其中,所述刚性各向异性材料层包括具有绝缘性质的拉胀材料,并且
其中,所述刚性各向异性材料层在压力方向的刚度比在垂直于所述压力方向的方向上的刚度大。
20.一种力传感器构件,所述力传感器构件包括:
基体;
刚性各向异性材料层,设置在所述基体上;
第一电极,设置在所述基体上,并且与所述刚性各向异性材料层接触;以及
第二电极,设置在所述基体上,并且与所述第一电极分隔开。
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