CN111045544A - 触摸屏和具有该触摸屏的显示装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种触摸屏和具有该触摸屏的显示装置。触摸屏包括绝缘基底，绝缘基底包括感测区域和外围区域。多个感测电极设置在绝缘基底的感测区域中。多条金属线设置在绝缘基底的外围区域中并且电连接到所述多个感测电极。多个垫设置在绝缘基底的外围区域中并且电连接到所述多条金属线。第一保护层与绝缘基底的包括所述多条金属线的外围区域叠置。检测线设置在第一保护层上，第二保护层设置在检测线和第一保护层上。
Description
本申请要求于2018年10月12日提交的第10-2018-0122063号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种触摸屏和具有该触摸屏的显示装置，更具体地，涉及一种包括检测线的触摸屏和具有该触摸屏的显示装置。
背景技术
诸如液晶显示装置(LCD)和有机发光显示装置(OLED)的平板显示装置是薄且轻的。由于平板显示装置具有小的厚度和重量，其各种使用范围正在逐渐拓展。近年来，依照用户需求，已经推出了具有触摸屏的平板显示装置。由于平板显示装置具有复杂的结构、功能和高成本，在其制造工艺中在早期探测缺陷以提高效率和装置完整性是重要的。
发明内容
本发明构思的示例性实施例提供了一种不增加掩模或工艺步骤而能够容易地实现缺陷探测单元的触摸屏以及具有该触摸屏的显示装置。
根据本发明构思的示例性实施例，触摸屏可以包括绝缘基底，绝缘基底包括感测区域和外围区域。多个感测电极设置在绝缘基底的感测区域中。多条金属线设置在绝缘基底的外围区域中并且电连接到所述多个感测电极中的最外部的感测电极。多个垫设置在绝缘基底的外围区域中并且电连接到所述多条金属线。第一保护层与绝缘基底的包括所述多条金属线的外围区域叠置。检测线设置在第一保护层上，第二保护层设置在检测线和第一保护层上。
根据本发明构思的示例性实施例，显示装置包括第一绝缘基底，第一绝缘基底包括显示区域和外围区域。显示单元设置在第一绝缘基底的显示区域中，且被构造为显示图像。第二绝缘基底设置在第一绝缘基底上，并且包括与第一绝缘基底的显示区域叠置的感测区域以及在感测区域外部的外围区域。多个感测电极设置在第二绝缘基底的感测区域中。多条金属线设置在第二绝缘基底的外围区域中并且电连接到所述多个感测电极。多个垫设置在第二绝缘基底的外围区域中并且电连接到所述多条金属线。第一保护层与第二绝缘基底的包括所述多条金属线的外围区域叠置。检测线设置在第一保护层上，第二保护层设置在检测线和第一保护层上。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，本公开的更完整的理解及其许多伴随方面将容易地获知，同时变得更好理解，其中：
图1是示出根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏的平面图；
图2是根据本发明构思的示例性实施例的沿图1的线X1-X2截取的剖视图；
图3A和图3B是根据本发明构思的示例性实施例的图2的外围区域140的放大剖视图；
图4是示出根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏的平面图；
图5是根据本发明构思的示例性实施例的沿图4的线X11-X12截取的剖视图；
图6是示出根据本发明构思的示例性实施例的显示装置的剖视图；
图7是示出根据本发明构思的示例性实施例的图6的显示面板的平面图；以及
图8是示出根据本发明构思的示例性实施例的像素的示例的剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述本发明构思的示例性实施例。然而，出于说明性的目的而包括了在下文中描述的示例性实施例。理解的是，在不脱离发明构思的精神或范围的情况下，发明构思可以采用替代的实施例、形状和比例。所包括的实施例也可以通过在图中示出的各种方式来修改。这里使用的术语“第一”、“第二”等不应该用限制性的意义解释，而是用于将元件彼此区分开的目的。应当理解的是，当元件被称为“连接”到另一元件时，那些元件可以直接连接或其间可以存在中间元件。此外，应当理解的是，为便于描述，图中所示的元件的尺寸可以夸大或减小。在整个详细说明和图中，同样的附图标记可以指示同样的元件。
图1是示出根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏的平面图。
参照图1，触摸屏100可以包括绝缘基底110、触摸感测单元、信号输入和输出单元以及缺陷探测单元，触摸感测单元设置在绝缘基底110上。绝缘基底110可以包括感测区域120和外围区域140。感测区域120可以被限定为绝缘基底110的中心区域。外围区域140可以被限定为绝缘基底110的至少部分围绕感测区域120的外部区域。
绝缘基底110可以包括由透明玻璃、石英、塑料等制造的板的形式的刚性基底，和/或可以包括由透明塑料制造的膜的形式的柔性基底。透明玻璃可以包括铝硅酸盐玻璃或钠钙玻璃，透明塑料可以包括聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和/或磺酸树脂。
触摸感测单元可以包括设置在绝缘基底110的感测区域120中的感测电极122和用于将感测电极122彼此连接的连接图案124。感测电极122可以包括在第一方向(例如，行方向)上布置的第一感测电极122a和在与第一方向交叉的第二方向(例如，列方向)上布置的第二感测电极122b。例如，第二感测电极122b可以具有相对于第一感测电极122a交错的朝向。第一感测电极122a和第二感测电极122b可以布置为多个行和列以免彼此叠置。
感测电极122可以包括诸如氧化铟锡(ITO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、碳纳米管(CNT)和/或石墨烯的透明导电材料。此外，感测电极122可以形成为包括矩形形状、菱形形状和许多其他形状的各种形状，并且每种形状可以包括网格结构。
连接图案124可以包括用于在第一方向上连接第一感测电极122a的第一连接图案124a和用于在第二方向上连接第二感测电极122b的第二连接图案124b。第一连接图案124a和第二连接图案124b可以彼此交叉，并且可以通过设置在交叉处的绝缘层而彼此电绝缘。连接图案124可以包括诸如与感测电极122的材料相同的透明导电材料，和/或具有比单独的透明导电材料高的电导率的金属。金属可以包括铝(Al)、钛(Ti)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钼-钨(MoW)和/或镍(Ni)。
例如，第一感测电极122a和第一连接图案124a可以由不同的材料形成并且可以形成为彼此分离的图案。此外，第二感测电极122b和第二连接图案124b可以包括相同的材料，并且可以形成为整体图案。在这种情况下，第一感测电极122a、第二感测电极122b和第二连接图案124b可以均由透明导电材料形成，而第一连接图案124a可以由具有比透明导电材料高的电导率的金属形成。
信号输入和输出单元可以包括设置在绝缘基底110的外围区域140中的线142和电连接到线142的垫(pad，或称为“焊盘”或“焊垫”)144。线142中的每条的一端可以电连接到所述多行中的每行的最外部的第一感测电极122a，或者可以电连接到所述多列中的每列的最外部的第二感测电极122b。线142中的每条的另一端可以电连接到垫144中的每个。
线142可以由与感测电极122相同的透明导电材料形成，或者可以包括诸如第一连接图案124a的材料的具有高电导率的金属。根据本发明构思的示例性实施例，线142可以包括具有高电导率的金属和透明导电材料的叠层结构。垫144可以由与线142相同的材料形成。因此，感测电极122可以经由线142和垫144电连接到诸如位置探测电路的外部驱动电路。缺陷探测单元可以包括设置在绝缘基底110的外围区域140中的检测线160和电连接到检测线160的检测垫162。检测线160可以设置在绝缘基底110的外围区域140中，以免与线142叠置。例如，检测线160可以平行设置在线142之间或平行设置在线142外部。根据本发明构思的示例性实施例，设置了单条检测线160。检测线160可以实施为对应于绝缘基底110的所有边的连续的线形形状。例如，单条检测线160可以具有连接到检测垫162的端部，并且可以沿绝缘基底110的外周延伸。然而，根据本发明构思的示例性实施例，检测线160可以包括不连续的线形形状，和/或可以对应于少于绝缘基底110的所有的边。例如，检测线160可以包括诸如锯齿结构的扭结部分或弯曲部分。然而，可以设置多条检测线160。根据本发明构思的示例性实施例，与线142电绝缘的检测线160，在不接触相关的感测电极122或线142的情况下，从平面图的视角可以与线142至少部分叠置。
检测垫162中的每个可以设置在绝缘基底110的外围区域140中的垫144的一侧或两侧上，并且可以电连接到检测线160的一端或两端。检测线160可以包括与感测电极122相同的材料，检测垫162可以包括与线142相同的材料。此外，检测线160和检测垫162可以通过形成在绝缘层中的接触孔彼此电连接。
根据本发明构思的示例性实施例，检测垫162设置在垫144的外部。然而，根据本发明构思的另一示例性实施例，检测垫162可以设置在垫144之间或与垫144分隔开。
现在将参照图2更详细地描述根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏100。图2是沿图1的线X1-X2截取的剖视图。
参照图1和图2，第一连接图案124a可以以预定的间距布置在绝缘基底110的感测区域120中，线142可以以预定的间距布置在绝缘基底110的外围区域140中。第一连接图案124a和线142可以包括彼此相同的材料，并且第一连接图案124a和线142可以设置在相同的层和相同的平面上。
第一保护层150可以设置在包括第一连接图案124a和线142的绝缘基底110上。第一保护层150可以包括暴露第一连接图案124a的两侧部分的接触孔。
第一感测电极122a、第二感测电极122b和第二连接图案124b设置在感测区域120的第一保护层150上。检测线160可以设置在外围区域140的第一保护层150上。第一感测电极122a可以通过第一保护层150的接触孔电连接到第一连接图案124a。此外，第二感测电极122b和第二连接图案124b可以作为整体图案彼此连接。第二感测电极122b和第二连接图案124b可以布置在第一感测电极122a之间，并且可以与第一感测电极122a电绝缘。此外，检测线160可以在不与线142叠置的情况下设置在第一保护层150上。例如，检测线160可以在线142之间或线142外部设置在第一保护层150上。
第二保护层170可以设置在第一感测电极122a、第二感测电极122b、第二连接图案124b、检测线160和第一保护层150上。第一保护层150和第二保护层170可以包括例如氧化硅(SiO2)的透明绝缘材料，并且可以具有约
至约
的厚度。
根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏100是电容型触摸屏的示例。当诸如人手或笔的物体触摸感测区域120时，感测电极122可以感测到物体所接触的位置处的电容变化。所述电容变化经由线142和垫144提供到驱动电路。所述电容变化转换为电信号，从而可以探测到接触输入的位置。
在触摸屏100的制造工艺中，在第二保护层170的表面上可能发生缺陷。具体地，绝缘基底110的外围区域140可能容易由于诸如与制造设备接触的原因而被划伤。
图3A和图3B是图2的外围区域140的放大剖视图。参照图3A，在触摸屏100的制造工艺期间，可能由于诸如发生在外围区域140中的第二保护层170的表面上的划伤的原因引起缺陷170a。
参照图3B，在制造工艺中包括的可靠性测试(高温和高湿环境)中，第二保护层170和第一保护层150可能被通过缺陷170a渗透的潮气侵蚀。当线142的表面通过该侵蚀而暴露时，线142的暴露部分会由于与外部潮气接触而被腐蚀。
然而，由于这样的侵蚀和腐蚀会在长时间中缓慢发生，不容易在制造工艺中在早期探测由于线142的腐蚀导致的电学特性劣化，或感测由于线142的腐蚀导致的潜在故障。如果如上所述缺陷或腐蚀在消费者使用产品期间加重，则制造商的产品可靠性会下降，并且会遭受经济损失。因此，在制造工艺中在早期探测缺陷以防止具有低可靠性和短产品寿命的有缺陷的显示装置出货是很重要的。为此，根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏100包括能够在制造工艺中在早期探测缺陷的缺陷探测单元。
如图3A中示出的缺陷170a可能以连续的线或不连续的点的形状发生。因此，如图3B中示出的，不仅线142，检测线160也可能被腐蚀。
当触摸屏100的制造完成时，监测设备的探头开始与检测线160或检测垫162接触以测量检测线160的自电阻值、电流量或电荷量。在如上所述发生缺陷或腐蚀的情况下，检测线160的自电阻值会增大，检测线160的电流量或电荷量会减小。由于检测线160设置为比线142靠近第二保护层170的表面，所以通过由检测线160探测的缺陷，可以容易地预测线142的缺陷的可能性。
当检测线160的自电阻值、电流量或电荷量的变化超出参照点时，确定触摸屏100是有缺陷的，从而可以防止有缺陷的产品出货。这样的检测不仅可以在触摸屏100的制造工艺期间执行，而且可以在触摸屏100与显示面板装配在一起并且装入模制框架或壳体中的模块状态期间执行。因此，通过多级检测，能够防止有缺陷的产品出货。
图4是示出根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏的平面图。图5是沿图4的线X11-X12截取的剖视图。
根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏100a具有与图1的根据本发明的示例性实施例的触摸屏100基本上相同的结构。因此，为了描述的简洁，将省略对于在前文中描述过的重复元件的解释。
参照图4和图5，触摸屏100a还可以包括防静电保护环180。防静电保护环180可以设置在线142外部的外围区域140上。检测线160可以设置在第一保护层150上，且与防静电保护环180叠置。
例如，防静电保护环180可以在形成线142的工艺中形成在绝缘基底110上。检测线160可以在形成第一感测电极122a、第二感测电极122b和第二连接图案124b的工艺中形成在第一保护层150上。防静电保护环180的一端或两端可以电连接到垫182。垫182可以在外围区域140中设置在垫144的一侧或两侧上。垫182可以电连接到地电压，从而可以发生静电放电。垫182可以在形成垫144的工艺期间形成在绝缘基底110上。
当如在第一实施例中检测线160设置在线142外部时，外围区域140的尺寸会增大。然而，当如在第二实施例中检测线160与防静电保护环180叠置时，可以在不增大外围区域140的尺寸的情况下，容易地实现缺陷探测单元。
根据本发明构思的示例性实施例的触摸屏可以与显示装置等组合用作输入装置。在下面的实施例中，图1的触摸屏100作为示例，但图4的触摸屏100a可以以同样的方式应用。
图6是示出根据本发明构思的示例性实施例的显示装置的剖视图，图7是示出图6的显示面板的平面图。
参照图6，显示装置1000可以包括用于显示图像的显示面板200、设置在显示面板200上的触摸屏100、设置在触摸屏100上的光学粘合层300和设置在光学粘合层300上的窗构件400。例如，光学粘合层300可以设置在第二保护层170上，窗构件400可以设置在光学粘合层300上。
参照图6和图7，显示面板200可以包括绝缘基底210和设置在绝缘基底210上的显示图像的显示单元220。绝缘基底210可以是包括透明玻璃、石英、塑料等的呈板的形式的刚性基底，和/或由透明塑料等制成的呈膜的形式的柔性基底。绝缘基底210可以包括显示区域212和外围区域214。显示区域212可以被限定为绝缘基底210的中心区域。外围区域214可以被限定为显示区域212的外部区域。例如，外围区域214可以至少部分围绕显示区域212。
用于显示图像的显示单元220可以设置在绝缘基底210的显示区域212中。用于接收用于驱动显示单元220的信号的垫219以及用于电连接垫219和显示单元220的信号线216可以设置在绝缘基底210的外围区域214中。用于产生用于驱动显示单元220的扫描信号或数据信号的驱动单元218可以连接到信号线216的中间部分。显示单元220可以包括用于显示图像的像素阵列。像素阵列可以包括位于扫描线与数据线之间的以矩阵形式连接的多个像素。所述多个像素中的每个可以包括发光元件和用于驱动发光元件的像素电路。像素电路可以包括用于将信号传送到发光元件的薄膜晶体管和用于维持信号的电容器。
图8是示出根据本发明构思的示例性实施例的像素的剖视图。
像素222可以设置在绝缘基底210的显示区域212中。缓冲层230可以设置在绝缘基底210上，以防止外部空气的渗透并且使得绝缘基底210的表面平坦化。薄膜晶体管240可以设置在缓冲层230上。
薄膜晶体管240可以包括：半导体层241，包括源区、漏区和沟道区；栅电极243，对应于沟道区设置在半导体层241上，并且通过栅极绝缘层242与半导体层241电绝缘；以及源电极和漏电极246，电连接到半导体层241的源区和漏区。源电极和漏电极246可以通过形成在层间绝缘层244中的接触孔电连接到半导体层241的源区和漏区。层间绝缘层244可以包括第一层间绝缘层244a和设置在第一层间绝缘层244a上的第二层间绝缘层244b。
电容器电极245可以设置在第一层间绝缘层244a与第二层间绝缘层244b之间，且与栅电极243叠置。栅电极243、第一层间绝缘层244a和电容器电极245可以彼此叠置并且可以共同限定电容器。发光元件260可以设置在薄膜晶体管240和电容器的上部上。发光元件260可以包括例如有机发光二极管(OLED)。平坦化层250可以设置在绝缘基底210上，且与薄膜晶体管240和电容器叠置。第一电极261可以设置在平坦化层250上，例如，作为发光元件260的阳极电极。第一电极261可以经由形成在平坦化层250中的通孔电连接到源电极或漏电极246。像素限定层262可以设置在第一电极261和平坦化层250上，使得发光区域的第一电极261被暴露。有机薄膜层263可以设置在第一电极261的暴露表面上。有机薄膜层263可以包括空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和电子注入层。
根据本发明构思的示例性实施例，有机薄膜层263还可以包括辅助层或中间层。第二电极264可以设置在像素限定层262和有机薄膜层263上，例如，作为发光元件260的阴极电极。虽然已经在本发明构思的前述示例性实施例中描述了有机发光显示装置，但显示装置也可以包括液晶显示装置。
根据本发明构思的示例性实施例的显示装置1000可以包括控制单元。控制单元可以从外部接收同步信号和时钟信号，可以产生控制信号并且可以将控制信号提供到驱动单元218。
可以通过由扫描线提供的扫描信号来选择像素222。流经像素222的电流可以根据通过数据线提供的数据信号来控制，使得像素222可以发射对应于数据信号的预定亮度的光。
触摸屏100可以设置在显示面板200的上部上。触摸屏100可以设置在显示面板200上，使得触摸屏100的感测区域120与显示面板200的显示区域212叠置。例如，显示单元220可以设置在作为第一绝缘基底的显示面板200的绝缘基底210与作为第二绝缘基底的触摸屏100的绝缘基底110之间。密封构件270可以插入到绝缘基底210与绝缘基底110之间从而至少部分围绕显示单元220。绝缘基底210和绝缘基底110可以由密封构件270彼此连接。
根据本发明构思的示例性实施例，显示单元220可以被包括有机层和/或无机层的层叠结构的封装层密封。显示装置1000可以通过显示单元220显示图像，而触摸屏100可以在显示图像的状态下被用作输入装置。如参照图1的触摸屏100和图4的触摸屏100a所描述的，根据本发明构思的示例性实施例，可以在制造工艺中在早期探测到显示装置1000的触摸屏100的缺陷。由于可以在触摸屏的制造工艺中在早期探测到缺陷，所以可以提高制造商的装置的可靠性，因此能够有效防止由于有缺陷的产品出货导致的名誉损害。此外，由于组成缺陷探测单元的检测线和检测垫可以在没有附加的掩模或工艺步骤的情况下实现，不需要附加的制造成本或工艺时间以实现附加功能。
尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但理解的是，本发明构思不限于所描述的示例性实施例，在本发明构思的精神和范围内，本领域普通技术人员可以作出各种改变和修改。
Claims (9)
1.一种触摸屏，所述触摸屏包括：
绝缘基底，包括感测区域和外围区域；
多个感测电极，设置在所述绝缘基底的所述感测区域中；
多条金属线，设置在所述绝缘基底的所述外围区域中，并且电连接到所述多个感测电极中的最外部的感测电极；
多个垫，设置在所述绝缘基底的所述外围区域中，并且电连接到所述多条金属线；
第一保护层，与所述绝缘基底的包括所述多条金属线的所述外围区域叠置；
检测线，设置在所述第一保护层上；以及
第二保护层，设置在所述检测线和所述第一保护层上。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，所述触摸屏还包括：
检测垫，设置在所述多个垫的一侧上，并且电连接到所述检测线。
3.根据权利要求2所述的触摸屏，其中，所述检测垫包括与所述多条金属线中包括的材料相同的材料。
4.根据权利要求3所述的触摸屏，其中，所述多条金属线和所述检测垫包括Al、Ti、Au、Ag、Cu、Cr、Mo、Fe、MoW和/或Ni。
5.根据权利要求1所述的触摸屏，所述触摸屏还包括：
防静电保护环，在所述多条金属线外部设置在所述绝缘基底的所述外围区域中。
6.根据权利要求5所述的触摸屏，其中，所述检测线设置在所述第一保护层上，且与所述防静电保护环叠置。
7.根据权利要求1所述的触摸屏，其中，所述检测线包括与所述多个感测电极中包括的材料相同的材料。
8.根据权利要求7所述的触摸屏，其中，所述多个感测电极和所述检测线包括氧化铟锡、氧化锌锡、氧化锌镓、碳纳米管和/或石墨烯。
9.根据权利要求1所述的触摸屏，其中，所述第一保护层和所述第二保护层包括氧化硅。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |