CN111506211A - 触摸传感器 - Google Patents

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CN111506211A CN202010029858.6A CN202010029858A CN111506211A CN 111506211 A CN111506211 A CN 111506211A CN 202010029858 A CN202010029858 A CN 202010029858A CN 111506211 A CN111506211 A CN 111506211A
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Abstract

本申请涉及触摸传感器。该触摸传感器包括:基础层;多个第一触摸电极,延第一方向布置在基础层上;以及至少一个应变仪,设置在多个第一触摸电极之间,至少一个应变仪配置成感测压力,其中,多个第一触摸电极和应变仪布置在相同的层上。

Description

触摸传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年1月30日提交的第10-2019-0012214号韩国专利申请的优先权和权益,上述韩国专利申请出于所有目的通过引用并入本文中,如同在本文中完整阐述一样。
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及触摸传感器和显示设备。
背景技术
用于显示图像的显示设备被用于向用户提供图像的各种电子电器,诸如智能电话、平板PC、数码相机、笔记本计算机、导航仪和电视。显示设备包括用于产生和显示图像的显示面板以及各种输入设备。
近来,在智能电话和平板PC领域中,识别触摸输入的触摸传感器已被广泛地应用于显示设备。由于触摸的便利性,触摸传感器具有替换诸如键盘的现有物理输入设备的趋势。
已经进行了研究,除了用于检测触摸位置的触摸传感器以外,还通过将用于检测压力强度的压力传感器应用于显示设备来利用压力传感器代替物理按钮。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解发明构思的背景,且因此,该背景技术部分可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
根据本发明的示例性实现方式构造的设备提供了能够感测触摸位置和触摸压力的触摸传感器。
本发明构思的附加特征将在下面的描述中阐述,并且将从描述中部分地显而易见,或者可以通过实践本发明构思来获知。
根据本发明的一个或多个实施方式,触摸传感器包括:基础层;多个第一触摸电极,沿第一方向布置在基础层上;以及至少一个应变仪,设置在多个第一触摸电极之间,至少一个应变仪配置成感测压力,其中,多个第一触摸电极和应变仪布置在相同的层上。
触摸传感器还可以包括:多个第二触摸电极,布置在与第一方向交叉的第二方向上,其中,应变仪可以在第二方向上设置在多个第二触摸电极之间。
触摸传感器还可以包括:第一连接电极,在第一方向上连接多个第一触摸电极,其中,第一连接电极可以设置在基础层与多个第一触摸电极之间。
触摸传感器还可以包括:压力信号线,电连接到应变仪,压力信号线包括第一部分和第二部分,其中,压力信号线的第一部分可以在第一方向上延伸,并且可以设置在多个第一触摸电极之间。
触摸传感器还可以包括:多条感测线,电连接到多个第二触摸电极,其中,压力信号线的第二部分可以在第二方向上延伸,并且可以设置在多条感测线之间。
应变仪可以包括至少一条电阻线,并且至少一条电阻线在厚度方向上与第一连接电极重叠。
触摸传感器还可以包括:第二连接电极,在第二方向上连接多个第二触摸电极,其中,第二连接电极和第一连接电极可以设置在彼此不同的层上,并且第二连接电极在厚度方向上与第一连接电极重叠。
触摸传感器还可以包括:温度补偿单元,设置在基础层与应变仪之间,其中,应变仪可以包括至少一条电阻线,温度补偿单元包括温度补偿图案,并且温度补偿图案在厚度方向上与电阻线重叠。
温度补偿单元还可以包括温度补偿线,温度补偿线电连接到温度补偿图案并且布置在与应变仪相同的层上。
触摸传感器还可以包括:绝缘层,设置在温度补偿图案与电阻线之间,其中,绝缘层可以包括暴露温度补偿图案的部分的接触孔,并且温度补偿线可以通过接触孔电连接到温度补偿图案。
触摸传感器还可以包括:惠斯通电桥电路单元,电连接到应变仪,惠斯通电桥电路单元包括:第一节点,驱动电压可以施加到第一节点;第二节点,连接到地;第一输出节点;以及第二输出节点,其中,应变仪的一端可以电连接到第一节点,并且应变仪的另一端可以电连接到第一输出节点。
根据本发明的一个或多个实施方式,触摸传感器包括:主感测区域;以及第一子感测区域,在第一方向上从主感测区域延伸,第一子感测区域包括:第一区域,多个触摸电极布置在第一区域中;以及第二区域,应变仪设置在第二区域中,其中,第一区域可以围绕第二区域,并且第一区域在厚度方向上不与第二区域重叠。
触摸传感器还可以包括:第二子感测区域,在与第一方向交叉的第二方向上从主感测区域延伸;角翼,连接第一子感测区域和第二子感测区域;焊盘单元,设置在第二子感测区域之下;以及压力信号线,电连接应变仪和焊盘单元,其中,压力信号线可以布置成穿过角翼。
触摸传感器还可以包括:多条感测线,电连接多个第二触摸电极和焊盘单元,其中,多条感测线可以布置成穿过角翼,并且可以与压力信号线间隔开。
压力信号线可以设置在多条感测线之间。
根据本发明的一个或多个实施方式,显示设备包括显示单元和触摸传感器,其中,显示单元包括:主显示区域,包括多个像素;以及子显示区域,从主显示区域弯曲并包括多个像素,触摸传感器设置在显示单元上,触摸传感器包括:主感测区域,与主显示区域对应;以及子感测区域,与子显示区域对应,其中,触摸传感器包括:多个第一触摸电极,布置在第一方向上;以及至少一个应变仪,在第一方向上设置在多个第一触摸电极之间,至少一个应变仪配置成感测压力,以及其中,多个第一触摸电极和应变仪布置在相同的层上。
显示设备还可以包括:多个第二触摸电极,布置在与第一方向交叉的第二方向上,其中,应变仪可以在第二方向上设置在多个第二触摸电极之间。
子感测区域包括第一区域和第二区域,其中,应变仪可以设置在第一区域中,多个第一触摸电极和多个第二触摸电极可以布置在第二区域中,以及其中,第一区域可以在厚度方向上不与第二区域重叠。
显示设备还可以包括:压力信号线,电连接到应变仪,压力信号线包括第一部分和第二部分,其中,压力信号线的第一部分可以在第一方向上延伸,并且可以设置在多个第一触摸电极之间。
显示设备还可以包括:多条感测线,电连接到多个第二触摸电极,其中,压力信号线的第二部分可以在第二方向上延伸,并且可以设置在多条感测线之间。
应理解,前面的一般描述和下面的详细描述均是示例性和解释性的,并且均旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图示出了本发明的示例性实施方式并与说明书一起用于解释发明构思,包括附图以提供对本发明的进一步理解,并且附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。
图1是根据示例性实施方式的显示设备的立体图。
图2是根据示例性实施方式的显示设备的示意性剖视图。
图3示意性示出了根据示例性实施方式的显示单元的平面展开图。
图4示意性示出了根据示例性实施方式的触摸传感器的平面展开图。
图5是图4的触摸传感器的框图。
图6是图4的部分A的放大平面图。
图7是图4的部分A的另一放大平面图。
图8是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图。
图9是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图。
图10是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图。
图11是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图。
图12是沿着图6的剖面线I-I’截取的剖视图。
图13是沿着图6的剖面线II-II’截取的剖视图。
图14是沿着图6的剖面线III-III’截取的剖视图。
图15是图6的部分B的放大图。
图16是沿着图15的剖面线IV-IV’截取的剖视图。
图17是用于说明根据示例性实施方式的触摸传感器的触摸位置检测操作的概念框图。
图18是根据示例性实施方式的触摸传感器的应变仪和压力信号线的布置以及与惠斯通电桥电路单元的连接关系的示意图。
图19是根据示例性实施方式的压力检测器的示意图,该压力检测器包括电连接至触摸传感器的应变仪的惠斯通电桥电路单元。
图20是根据另一示例性实施方式的触摸传感器的剖视图。
图21是根据另一示例性实施方式的触摸传感器的应变仪和温度补偿图案的布置关系的示意图。
图22是根据另一示例性实施方式的触摸传感器的应变仪、温度补偿图案和温度补偿线的布置以及与惠斯通电桥电路单元的连接关系的示意图。
图23是根据又一示例性实施方式的电连接到触摸传感器的应变仪和温度补偿图案的惠斯通电桥电路单元的示意图。
图24、图25、图26、图27和图28是触摸传感器的形状和压力传感器区域的布局的修改示例的示意图。
具体实施方式
在以下描述中,出于说明的目的,阐述了诸多具体细节以提供对本发明的各种示例性实施方式的透彻理解。如本文中所使用的,“实施方式”是采用本文中所公开的发明构思中的一个或多个的设备或方法的非限制性示例。然而,显而易见的是,各种示例性实施方式可以在没有这些具体细节或具有一个或多个等同布置的情况下实践。在其他实例中,公知的结构和设备以框图形式示出,以避免不必要地模糊各种示例性实施方式。此外,各种示例性实施方式可以不同,但是不必排他。例如,在不背离本发明构思的情况下,示例性实施方式的特定形状、配置和特性可以在另一示例性实施方式中使用或实现。
除非另有说明,否则所示的示例性实施方式应被理解为提供可在实践中实现本发明构思的某些方式的细节变化的示例性特征。因此,除非另外说明,否则在不背离本发明构思的情况下,各个实施方式的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中,单独地或笼统地称为“元件”)可以以其他方式组合、分离、互换和/或重新布置。
通常在附图中使用交叉影线和/或阴影来表明相邻元件之间的边界。这样,除非另有说明,否则无论是否存在交叉影线或阴影,都不能表示或表明对特定材料、材料性质、尺寸、比例、所示元件之间的共性和/或元件的任何其他特性、属性、性质等的任何偏好或要求。此外,在附图中,出于清楚和/或描述性目的,元件的大小和相对大小可以被夸大。当示例性实施方式可以不同地实现时,可以与所描述的顺序不同地执行具体的工艺顺序。例如,两个连续描述的工艺可以基本上同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行。另外,相同的参考标号指代相同的元件。
当诸如层的元件被称为在另一元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时,其可以直接在另一元件或层上、直接连接到或直接联接到另一元件或层,或者可以存在介于中间的元件或层。然而,,当元件或层被称为“直接”在另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时,不存在介于中间的元件或层。为此,术语“连接”可以指具有或不具有中间元件的物理连接、电气连接和/或流体连接。此外,X-轴、Y-轴和/或Z-轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如,x轴、y轴和z轴),且可以以更宽泛的含义来解释。例如,X-轴、Y-轴和Z-轴可彼此垂直,或者可表示彼此不垂直的不同的方向。出于本公开的目的,“X、Y和Z中的至少一个”和“选自由X、Y和Z组成的群组中的至少一个”可解释为仅X、仅Y、仅Z,或X、Y和Z中的两个或更多个的任意组合,诸如例如XYZ、XYY、YZ和ZZ。如本文中所使用的,术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。
虽然在本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件,但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。因此,在不背离本公开的教导的情况下,以下讨论的第一元件可以被称作第二元件。
出于描述性目的,可以在本文中使用空间相对术语,诸如“下面”、“下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”、“之上”、“较高”、“侧”(例如,在“侧壁”中)等,并从而描述如附图中所示的一个元件与另一(些)元件的关系。除了附图中描绘的定向之外,空间相对术语旨在包含装置在使用、操作和/或制造中的不同定向。例如,如果附图中的装置被翻转,则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将随之被定向在其他元件或特征“上方”。因此,示例性术语“下方”可以包含上方和下方两种定向。此外,装置可具有另外的定向(例如,旋转90度或处于其他定向),且因此本文中使用的空间相对描述语应相应地进行解释。
本文中使用的术语是用于描述特定实施方式的目的,并且不旨在进行限制。如本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在还包括复数形式,除非上下文另有明确说明。此外,当在本说明书中使用时,术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”指定所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在,但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。还应注意,如本文中所使用的,术语“基本上”、“约”和其他类似的术语用作近似术语而不用作程度术语,并因此用于为将由本领域普通技术人员认识到的所测量、计算和/或提供的值中的固有偏差留有余量。
本文中参考作为理想化的示例性实施方式和/或中间结构的示意图的剖视图和/或分解图描述各种示例性实施方式。如此,应预期例如由于制造技术和/或公差而导致的、图中的形状的变型。因此,本文中所公开的示例性实施方式不应该解释为必然受限于具体示出的区域形状,而是应包括例如由制造而导致的形状的偏差。以这种方式,附图中示出的区域本质上可以是示意性的,并且这些区域的形状可以不反映设备的区域的实际形状,并因此,不必须旨在进行限制。
如本领域中惯用的那样,针对功能性块、单元和/或模块,描述且在附图中示出了一些示例性实施方式。本领域技术人员将理解,这些块、单元和/或模块通过可利用基于半导体的制造技术或其他制造技术形成的、诸如逻辑电路、离散组件、微处理器、硬布线电路、存储器元件、布线连接器等的电气电路(或光学电路)物理上地实现。在块、单元和/或模块通过微处理器或其他相似硬件实现的情况下,可利用软件(例如,微代码)对它们进行编程并控制它们以执行本文中所讨论的各种功能,并且可选择性地通过固件和/或软件来驱动它们。还可设想到,每个块、单元和/或模块可通过专用硬件来实现,或者可实现为用于执行一些功能的专用硬件与用于执行其他功能的处理器(例如,一个或多个编程式微处理器和关联的电路)的组合。另外,在不脱离发明构思的范围的情况下,一些示例性实施方式中的每个块、单元和/或模块可在物理上分离成两个或更多个交互且离散的块、单元和/或模块。此外,在不脱离发明构思的范围的情况下,一些示例性实施方式中的块、单元和/或模块可在物理上组合成更复杂的块、单元和/或模块。
除非另有定义,否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域中的本领域普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。术语,诸如在常用字典中定义的那些术语,应被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义,并且除非在本文中明确地如此定义,否则不应以理想化或过于形式化的含义进行解释。
对于本领域技术人员将显而易见的是,在不背离本发明构思的精神和范围的情况下,可以对所公开的实施方式进行各种修改和变型。因此,旨在使本发明构思覆盖所公开的实施方式的修改和变型,只要它们落入所附权利要求及其等同的范围内即可。
在整个说明书中,相同的附图标号用于相同或相似的元件。
在本说明书中,“上”、“之上”、“顶部”、“上侧”或“上表面”是指相对于显示面板300的向上方向(即,Z轴方向),并且“下”、“之下”、“底部”、“下侧”或“下表面”是指相对于显示面板300的向下方向(即,与Z轴方向相反的方向)。此外,“左”、“右”、“上”和“下”是指当从平面观察显示面板300时的方向。例如,“左”是指与X轴方向相反的方向,“右”是指X轴方向,“上”是指Y轴方向,以及“下”是指与Y轴方向相反的方向。
在下文中,将参考附图描述本发明的实施方式。
图1是根据示例性实施方式的显示设备的立体图。
参考图1,显示设备1可以显示图像。例如,显示设备1可以是有机发光显示器(OLED)、液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)、电泳显示器(EPD)等。在下文中,显示设备1将被主要描述成有机发光显示设备,但是示例性实施方式不限于此。
显示设备1可以应用于各种产品,诸如电视、笔记本电脑、显示器、广告牌、物联网(IOT)以及诸如移动电话、智能电话、平板个人计算机(平板PC)、智能手表、手表电话、移动通信终端、电子笔记本、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、导航仪和超移动PC(UMPC)的便携式电子电器。
显示设备1可以包括主显示表面10以及子显示表面11、12、13和14。
主显示表面10可以具有大致板形状,可以位于显示设备1的一个平面上,并且可以具有主显示表面10以及子显示表面11、12、13和14的面积中的最大面积(或大小)。例如,主显示表面10可以位于显示设备1的前表面上。主显示表面10可以具有诸如多边形形状(例如,矩形)、圆形或椭圆形的平面形状。在一些示例性实施方式中,主显示表面10可以是具有恒定曲率的曲形表面。
子显示表面11、12、13和14可以位于与主显示表面10所在的平面不同的平面上。子显示表面11、12、13和14中的每个具有比主显示表面10的面积小的面积,并且子显示表面11、12、13和14可以位于彼此不同的平面上。子显示表面11、12、13和14可以分别连接到主显示表面10的侧部,并且可以从主显示表面10(或主显示表面10的侧部)弯曲或成曲形。
例如,当主显示表面10具有矩形形状时,显示设备1可以包括第一子显示表面11、第二子显示表面12、第三子显示表面13和第四子显示表面14,并且第一子显示表面11、第二子显示表面12、第三子显示表面13和第四子显示表面14可以分别连接到矩形的四个边。然而,示例性实施方式不限于此,并且显示设备1可以包括第一子显示表面11、第二子显示表面12、第三子显示表面13和第四子显示表面14中的一些。例如,显示设备1可以仅包括第一子显示表面11和第二子显示表面12,可以仅包括第三子显示表面13和第四子显示表面14,并且可以包括第一子显示表面11、第二子显示表面12、第三子显示表面13和第四子显示表面14中的至少一者。
第一子显示表面11可以连接到主显示表面10的第一长边,并且可以在与主显示表面10垂直的方向上弯曲以构成显示设备1的左表面。类似地,第二子显示表面12可以连接到主显示表面10的第二长边,并且可以在与主显示表面10垂直的方向上弯曲以构成显示设备1的右表面。第三子显示表面13可以连接到主显示表面10的第一短边以构成显示设备1的上表面,并且第四子显示表面14可以连接到主显示表面10的第二短边以构成显示设备1的下表面。
在这种情况下,显示设备1可以是在前表面和连接到前表面的侧表面上显示图像的多视角立体显示设备。
图2是根据示例性实施方式的显示设备的示意性剖视图。
参考图2,显示设备1可以包括显示单元DU、设置在显示单元DU上的触摸传感器TSM以及设置在触摸传感器TSM上的保护层500。这样的布置是示例,并且不限于此。触摸传感器TSM可以设置在构成显示单元DU的组件之间,并且也可以设置在显示单元DU之下。
显示单元DU可以包括衬底330、设置在衬底330上的薄膜晶体管层340、设置在薄膜晶体管层340上的发光元件层350以及设置在发光元件层350上的基础层110。
衬底330可以由诸如玻璃、石英或聚合物树脂的绝缘材料制成。聚合物树脂的示例可以包括聚醚砜(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)、聚烯丙基酯、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)及其组合。替代地,衬底330可以包括金属材料。
衬底330可以是刚性衬底,或者可以是能够弯曲、折叠、卷起等的柔性衬底。当衬底330是柔性衬底时,衬底330可以由聚酰亚胺(PI)制成,但是示例性实施方式不限于此。
薄膜晶体管层340可以设置在衬底330上。薄膜晶体管层340可以设置有扫描线、数据线、电力供应线、扫描控制线、焊盘和用于连接数据线的连接线以及各个像素的薄膜晶体管。薄膜晶体管中的每个可以包括栅极电极、半导体层、源极电极和漏极电极。
薄膜晶体管层340可以设置在图3中所示的显示区域DA和非显示区域NDA中。具体地,各个像素的薄膜晶体管、扫描线、数据线和电力供应线可以布置在第一子显示区域DA1、第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4以及主显示区域DA0中。薄膜晶体管层340的扫描控制线和连接线可以布置在非显示区域NDA中。
发光元件层350可以设置在薄膜晶体管层340上。发光元件层350可以包括像素和像素限定层,像素包括第一电极、发光层和第二电极,像素限定层限定像素。发光层可以是包括有机材料的有机发光层。在这种情况下,发光层可以包括空穴传输层、有机发光层和电子传输层。当预定电压通过薄膜晶体管层340的薄膜晶体管施加到第一电极并且阴极电压通过薄膜晶体管层340的薄膜晶体管施加到第二电极时,空穴和电子分别通过空穴传输层和电子传输层移动到有机发光层,并且在有机发光层中彼此结合以发光。发光元件层350的像素可以布置在图3中所示的显示区域DA中。例如,发光元件层350的像素可以布置在第一子显示区域DA1、第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4以及主显示区域DA0中。然而,示例性实施方式不限于此,并且在一些示例性实施方式中,发光元件层350的像素可以布置在主显示区域DA0以及第一子显示区域DA1、第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4中的一些中。
基础层110可以设置在发光元件层350上。基础层110可以是薄膜封装层。薄膜封装层用于防止或抑制氧气或水分渗透发光元件层350中。出于此目的,薄膜封装层可以包括至少一个无机膜。无机膜可以是氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层和氧化铝层,但不限于此。另外,薄膜封装层用于保护发光元件层350不受诸如灰尘的外来物的影响。出于此目的,薄膜封装层可以包括至少一个有机膜。有机膜可以是丙烯酸树脂层、环氧树脂层、酚醛树脂层、聚酰胺树脂层或聚酰亚胺树脂层,但不限于此。
薄膜封装层可以设置在图3中所示的显示区域DA和非显示区域NDA两者中。具体地,薄膜封装层可以设置成覆盖显示区域DA和非显示区域NDA的发光元件层350,并且覆盖非显示区域NDA的薄膜晶体管层340。
触摸传感器TSM可以设置在基础层110上。例如,薄膜封装层可以用作触摸传感器TSM的基础层110。当触摸传感器TSM直接设置在薄膜封装层上时,与将包括触摸传感器TSM的单独的触摸面板附接到薄膜封装层上时相比,具有减小显示设备1的厚度的优点。
保护层500可以设置在触摸传感器TSM上。保护层500可以包括窗构件,并且可以通过诸如光学透明粘合剂(OCA)膜的透明粘合构件附接到触摸传感器TSM上。
在示例性实施方式中,显示设备1还可以包括光学构件。例如,可以在触摸传感器TSM与保护层500之间插置诸如偏光膜的光学构件。
图3示意性示出了根据示例性实施方式的显示单元的平面展开图。
参考图1和图3,首先,显示单元DU可以包括显示区域DA和非显示区域NDA。显示区域DA是显示图像的区域,并且可以包括像素,像素是用于显示图像的最小单位的发光单元。非显示区域NDA是不显示图像的区域,并且可以不包括像素。
显示区域DA可以包括主显示区域DA0以及第一子显示区域DA1、第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4。
显示单元DU的主显示区域DA0可以与显示设备1的主显示表面10对应。例如,主显示表面10可以仅包括主显示区域DA0。显示单元DU的第一子显示区域DA1可以与显示设备1的第一子显示表面11对应。第一子显示区域DA1可以连接到主显示区域DA0。类似地,显示单元DU的第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4可以分别与显示设备1的第二子显示表面12、第三子显示表面13和第四子显示表面14对应,并且第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4中的每个可以连接到主显示区域DA0。
在显示单元DU的平面展开图上,非显示区域NDA可以沿着显示区域DA的最外边缘设置。驱动布线、驱动电路等可以设置在非显示区域NDA中。非显示区域NDA可以包括用于阻挡泄漏光的黑矩阵、装饰油墨等,但是示例性实施方式不限于此。
非显示区域NDA可以包括第一非显示区域NDA1、第二非显示区域NDA2、第三非显示区域NDA3和第四非显示区域NDA4(或第一子非显示区域至第四子非显示区域)。显示单元DU的第一非显示区域NDA1可以位于显示设备1的第一子显示表面11上。类似地,显示单元DU的第二非显示区域NDA2、第三非显示区域NDA3和第四非显示区域NDA4可以分别位于显示设备1的第二子显示表面12、第三子显示表面13和第四子显示表面14上。
在一些示例性实施方式中,非显示区域NDA可以包括第一角翼21、第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24。第一角翼21、第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24中的每个可以与主显示区域DA0的边缘(即,两边相交的部分)相邻设置。除了它们的位置之外,第一角翼21、第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24可以彼此基本上相同。在下文中,将参考第一角翼21描述第一角翼21、第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24的共同特性,并且将不再重复冗余的描述。
第一角翼21可以具有从主显示区域DA0的边缘向外突出的形状。第一角翼21可以位于第一子显示区域DA1与第四子显示区域DA4之间(或第一子显示表面11与第四子显示表面14之间),并且可以将第一子显示区域DA1与第四子显示区域DA4之间的相交角减小到钝角。第一角翼21的一端可以位于第一子显示区域DA1中,并且第一角翼21的另一端可以位于第四子显示区域DA4中。第一角翼21的一端可以连接到第一非显示区域NDA1,并且第一角翼21的另一端可以连接到第四非显示区域NDA4。
第一角翼21可以提供用于布置或通过信号布线的空间。当显示单元DU的第一子显示区域DA1和第四子显示区域DA4被弯曲以构成显示设备1的第一子显示表面11和第四子显示表面14时,第一角翼21可以向内(即,在朝向显示设备1的内部空间或重心的方向上)折叠。在这种情况下,第一角翼21沿着弯曲线20弯曲,并因此第一角翼21的一端(即,与第一子显示区域DA1相邻的第一部分)和第一角翼21的另一端(即,与第四子显示区域DA4相邻的第二部分)可以彼此面对。第一角翼21的一端和另一端可以彼此接触,或者可以通过联接层等联接。
由于在弯曲第一子显示区域DA1和第四子显示区域DA4时第一角翼21向内折叠,因此第一角翼21可以不暴露到外部,并且类似地,第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24可以不暴露到外部。因此,第一角翼21、第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24可以包括在非显示区域NDA中。
驱动区域30可以设置在非显示区域NDA的一侧处,并且驱动区域30可以连接到第四非显示区域NDA4的一侧。然而,示例性实施方式不限于此,并且驱动区域30可以连接到第一子显示区域DA1、第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4中的至少一者。
如图1中所示,当第四子显示表面14相对于主显示表面10垂直弯曲时,驱动区域30相对于第四子显示表面14再次垂直弯曲(即,相对于主显示表面10以180°的角度弯曲),并因此驱动区域30可以在主显示表面10的厚度方向上设置在主显示表面10之下。驱动区域30可以与主显示表面10重叠,并且可以与主显示表面10平行。
显示单元DU可以包括设置在驱动区域30中的显示驱动器40。显示驱动器40电连接到显示单元DU,并供应驱动显示单元DU所需的信号。例如,显示驱动器40可以包括以下项中的至少一者:扫描驱动器,用于向扫描线供应扫描信号;数据驱动器,用于向数据线供应数据信号;以及时序控制器,用于驱动扫描驱动器和数据驱动器。根据示例性实施方式,扫描驱动器、数据驱动器和/或时序控制器可以集成在一个显示集成电路(D-IC)中,但是示例性实施方式不限于此。例如,在另一示例性实施方式中,扫描驱动器、数据驱动器和时序控制器中的至少一者可以集成或安装在非显示区域NDA上。
图4示意性示出了根据示例性实施方式的触摸传感器的平面展开图,以及图5是图4的触摸传感器的框图。
参考图4和图5,触摸传感器TSM可以包括传感器单元100和控制器200。
传感器单元100包括用于感测用户的触摸和压力的感测区域SA以及设置在感测区域SA周围的非感测区域NSA。在一些示例性实施方式中,感测区域SA可以与显示单元DU的显示区域DA重叠。例如,感测区域SA可以包括主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4。
传感器单元100的主感测区域SA0可以与显示单元DU的主显示区域DA0对应。传感器单元100的第一子感测区域SA1可以与显示单元DU的第一子显示区域DA1对应。第一子感测区域SA1可以连接到主感测区域SA0。类似地,传感器单元100的第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4可以分别与显示单元DU的第二子显示区域DA2、第三子显示区域DA3和第四子显示区域DA4对应,并且第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中的每个可以连接到主感测区域SA0。
传感器单元100的非感测区域NSA可以包括第一角翼21_1、第二角翼22_1、第三角翼23_1和第四角翼24_1。第一角翼21_1、第二角翼22_1、第三角翼23_1和第四角翼24_1中的每个可以与主感测区域SA0的边缘(即,两边相交的部分)相邻设置,并且可以提供用于布置或通过触摸布线和压力布线的空间。传感器单元100的第一角翼21_1、第二角翼22_1、第三角翼23_1和第四角翼24_1可以与显示单元DU的第一角翼21、第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24重叠。由于传感器单元100的第一角翼21_1、第二角翼22_1、第三角翼23_1和第四角翼24_1的位置和结构与显示单元DU的第一角翼21、第二角翼22、第三角翼23和第四角翼24的位置和结构基本上相同,因此将省略冗余描述。
感测区域SA可以设置有用于感测触摸输入的触摸电极TE1和TE2以及用于感测触摸压力的应变仪SG。这里,感测触摸输入是指感测是否存在用户的触摸以及触摸的位置,并且感测触摸压力是指感测用户的触摸强度。
触摸电极TE1和TE2以及应变仪SG可以布置在彼此不同的区域中。例如,触摸电极TE1和TE2可以分别布置在主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中,但是触摸电极TE1和TE2可以布置成绕过设置有应变仪SG的区域。考虑到感测压力的功能,应变仪SG可以设置在第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中。例如,如图4中所示,应变仪SG可以设置在第二子感测区域SA2中,并且触摸电极TE1和TE2可以在绕过设置有应变仪SG的区域的同时分别布置在主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中。然而,示例性实施方式不限于此,并且应变仪SG可以设置在第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中的至少一者中,并且还可以设置在主感测区域SA0中。这样,即使当触摸电极TE1和TE2与应变仪SG可以布置在彼此不同的区域中时,触摸电极TE1和TE2被设置成围绕应变仪SG,且因此即使在设置有应变仪SG的区域中,也可以检测是否存在用户的触摸以及触摸的位置。
触摸电极TE1和TE2可以在作为厚度方向的第三方向(Z轴方向)上不与应变仪SG重叠。例如,触摸电极TE1和TE2可以不布置在设置有应变仪SG的区域中。触摸电极TE1和TE2以及应变仪SG可以布置在相同的层上。这样,当触摸电极TE1和TE2以及应变仪SG布置在相同的层上时,具有能够通过一个过程分别形成触摸电极TE1和TE2以及应变仪SG的优点,并且可以提供薄膜型触摸传感器TSM。
触摸电极TE1和TE2可以包括第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2。第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2中的一者可以是驱动电极,并且第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2中的另一者可以是感测电极。在下文中,将以第一触摸电极TE1是驱动电极并且第二触摸电极TE2是感测电极的情况作为示例进行描述,但是示例性实施方式不限于此。
第一触摸电极TE1可以在第二方向(Y轴方向)上电连接,并且第二触摸电极TE2可以在与第二方向(Y轴方向)交叉的第一方向(X轴方向)上电连接。尽管在图4中示出了第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2形成为类菱形的平面形状,但是示例性实施方式不限于此。
为了防止或抑制第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2在它们的交叉区域处彼此短路,在第二方向(Y轴方向)上彼此相邻的第一触摸电极TE1可以通过第一连接电极BE1电连接,并且在第一方向(X轴方向)上彼此相邻的第二触摸电极TE2可以通过第二连接电极BE2电连接。在这种情况下,第一触摸电极TE1、第二触摸电极TE2和第二连接电极BE2可以布置在一个层上,并且第一连接电极BE1可以设置在与第一触摸电极TE1、第二触摸电极TE2和第二连接电极BE2不同的层上。在第二方向(Y轴方向)上电连接的第一触摸电极TE1与在第一方向(X轴方向)上电连接的第二触摸电极TE2电绝缘。
非感测区域NSA可以设置有触摸线TL和RL以及压力信号线PL1和PL2。触摸线TL和RL可以包括连接到第一触摸电极TE1的第一驱动线TL1和第二驱动线TL2以及连接到第二触摸电极TE2的感测线RL。
布置在感测区域SA之下的第一触摸电极TE1可以连接到第一驱动线TL1,并且布置在感测区域SA上的第一触摸电极TE1可以连接到第二驱动线TL2。例如,在第二方向(Y轴方向)上电连接的第一触摸电极TE1之中,设置在感测区域SA的下端处的第一触摸电极TE1可以连接到第一驱动线TL1,并且设置在感测区域SA的上端处的第一触摸电极TE1可以连接到第二驱动线TL2。第二驱动线TL2可以通过第一角翼21_1和第三角翼23_1连接到感测区域SA的上侧处的第一触摸电极TE1。第一驱动线TL1和第二驱动线TL2可以连接到第一触摸焊盘单元TP1。因此,控制器200可以电连接到第一触摸电极TE1。
设置在感测区域SA的右侧处的第二触摸电极TE2可以连接到感测线RL。例如,在沿第一方向(X轴方向)电连接的第二触摸电极TE2之中,设置在感测区域SA的右端处的第二触摸电极TE2可以连接到感测线RL。感测线RL可以连接到第二触摸焊盘单元TP2。此外,根据第二触摸电极TE2的位置,感测线RL可以穿过第二角翼22_1和第四角翼24_1。因此,控制器200可以电连接到第二触摸电极TE2。
应变仪SG可以设置在触摸电极TE1和TE2之间。例如,应变仪SG可以在第二方向(Y轴方向)上设置在第一触摸电极TE1之间,并且可以在第一方向(X轴方向)上设置在第二触摸电极TE2之间。
尽管图4中示出了设置一个应变仪SG,但是这是示例,并且示例性实施方式不限于此。在一些示例性实施方式中,可以布置多个应变仪SG。当施加外力时,应变仪SG可以改变长度或横截面积以改变其电阻值,并且应变仪SG可以与触摸电极TE1和TE2绝缘。
第一压力信号线PL1的一端可以连接到应变仪SG的一端,并且第二压力信号线PL2的一端可以连接到应变仪SG的另一端。此外,第一压力信号线PL1的另一端和第二压力信号线PL2的另一端可以连接到第二触摸焊盘单元TP2。因此,控制器200可以电连接到应变仪SG。第一压力信号线PL1和第二压力信号线PL2可以位于第一触摸电极TE1之间且位于感测线RL之间。此外,第一压力信号线PL1和第二压力信号线PL2中的每个可以穿过第二角翼22_1,可以设置在感测线RL之间,并且可以在第一方向(X轴方向)上与感测线RL间隔开。然而,示例性实施方式不限于此。在一些示例性实施方式中,应变仪SG可以设置在第一子感测区域SA1中。在这种情况下,第一压力信号线PL1的另一端和第二压力信号线PL2的另一端可以连接到第一触摸焊盘单元TP1,并且第一压力信号线PL1和第二压力信号线PL2中的每个设置在驱动线TL1和TL2之间,并且可以在第一方向(X轴方向)上与驱动线TL1和TL2间隔开。
控制器200可以电连接到传感器单元100以向传感器单元100供应驱动信号Ts,并且可以从传感器单元100接收与驱动信号Ts对应的感测信号Rs以检测触摸位置。此外,控制器200可以电连接到应变仪SG以检测触摸压力。控制器200可以包括触摸驱动器210、触摸检测器230和压力检测器250。
触摸驱动器210可以提供用于检测输入到第一触摸电极TE1的触摸的驱动信号Ts。
触摸检测器230可以从第二触摸电极TE2接收与驱动信号Ts对应的感测信号Rs,以检测是否存在触摸输入和/或触摸输入的位置。感测信号Rs可以是第一触摸电极TE1与第二触摸电极TE2之间的互电容的变化。更具体地,当产生触摸输入时,电容在提供触摸输入的点处或提供触摸输入的点的周边处改变。触摸检测器230可以接收作为感测信号Rs的、第一触摸电极TE1与第二触摸电极TE2之间的互电容的变化,并且可以使用互电容的变化来确定是否存在触摸输入和/或触摸输入的位置。然而,触摸检测方法不限于使用互电容的改变,并且可以使用自电容来检测触摸。
触摸检测器230可以包括用于放大所接收的感测信号Rs中的至少一个放大电路、连接到放大电路的输出端的模拟数字转换器以及处理器。
压力检测器250可以电连接到应变仪SG,并且可以基于应变仪SG的电阻值的变化来检测触摸压力。压力检测器250可以包括电连接到应变仪SG的惠斯通电桥电路单元。惠斯通电桥电路单元的数量可以设置成与应变仪SG的数量对应。
根据示例性实施方式,触摸驱动器210、触摸检测器230和压力检测器250可以集成在一个触摸IC中。然而,示例性实施方式不限于此。在一些其他实施方式中,触摸驱动器210和触摸检测器230可以集成在一个触摸IC中,并且压力检测器250可以位于除了触摸IC的内部之外的部分中。说明性地,压力检测器250可以设置在显示单元DU的驱动区域30上,或者可以设置在单独的柔性电路板上。
在下文中,将参考图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14更详细地描述触摸电极TE1和TE2以及应变仪SG的布置。
图6是图4的部分A的放大平面图,图7是图4的部分A的另一放大平面图,图8是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图,图9是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图,图10是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图,图11是根据另一示例性实施方式的电阻线的平面图,图12是沿着图6的剖面线I-I’截取的剖视图,图13是沿着图6的剖面线II-II’截取的剖视图,以及图14是沿着图6的剖面线III-III’截取的剖视图。
参考图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14,传感器单元100包括基础层110以及布置在基础层110上的第一触摸电极TE1、第二触摸电极TE2、第一连接电极BE1、第二连接电极BE2和应变仪SG。
基础层110可以设置在感测区域SA和非感测区域NSA中。基础层110可以是构成显示单元DU的层之一。例如,在一体地实现传感器单元100和显示单元DU的示例性实施方式中,基础层110可以是构成显示单元DU的至少一个层。说明性地,基础层110可以是显示单元DU的薄膜封装(TFE)层。根据示例性实施方式,基础层110可以是刚性衬底或柔性衬底。例如,基础层110可以是由玻璃或增强玻璃制成的刚性衬底,或者是由柔性塑料材料的薄膜制成的柔性衬底。在下文中,将对基础层110是由构成显示单元DU的至少一个层(例如,包括薄膜封装层的层)组成的情况作为示例进行描述。
第二子感测区域SA2可以设置有第一触摸电极TE1、与第一触摸电极TE1绝缘的第二触摸电极TE2、与第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2绝缘的应变仪SG。
第一连接电极BE1可以布置在基础层110上。第一连接电极BE1可以将沿着第二方向(Y轴方向)布置的第一触摸电极TE1彼此电连接,并且可以与第一触摸电极TE1接触。第一连接电极BE1可以形成为桥型连接图案。
第一绝缘层IL1可以设置在基础层110和第一连接电极BE1上,并且可以包括暴露第一连接电极BE1的接触孔CTH。第一绝缘层IL1可以包括绝缘材料,并且在一些示例性实施方式中,绝缘材料可以是无机绝缘材料或有机绝缘材料。无机绝缘材料可以包括氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧氮化硅、氧化锆和氧化铪中的至少一者。有机绝缘材料可以是丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚异戊二烯、乙烯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂、硅氧烷树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂和二萘嵌苯树脂中的至少一者。
第一触摸电极TE1、第二触摸电极TE2、第二连接电极BE2和应变仪SG可以布置在第一绝缘层IL1上。
第一触摸电极TE1可以沿着第二方向(Y轴方向)布置,并且可以通过形成在第一绝缘层IL1中的接触孔CTH与第一连接电极BE1接触。因此,布置在第二方向(Y轴方向)上的第一触摸电极TE1彼此电连接。尽管图中示出了一个第一连接电极BE1设置在沿着第二方向(Y轴方向)相邻的第一触摸电极TE1之间,但是第一连接电极BE1的数量可以各种改变。当在第一触摸电极TE1之间设置多个第一连接电极BE1时,可以改善触摸传感器TSM的可靠性和稳定性。第一连接电极BE1可以包括导电材料。
第一触摸电极TE1可以包括导电材料。说明性地,导电材料可以包括金属或其合金。金属的示例可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)和铂(Pt)。替代地,第一触摸电极TE1可以包括透明导电材料。透明导电材料的示例可以包括银纳米线(AgNW)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、碳纳米管(CNT)和石墨烯。
第一触摸电极TE1可以具有单层结构,或者可以具有多层结构。当第一触摸电极TE1具有多层结构时,第一触摸电极TE1可以包括多个金属层。说明性地,第一触摸电极TE1可以具有钛/铝/钛的三层结构。
第二触摸电极TE2可以沿着第一方向(X轴方向)布置,并且可以由与第一触摸电极TE1相同的材料制成。
第二连接电极BE2可以电连接沿着第一方向(X轴方向)布置的第二触摸电极TE2,并且可以与第二触摸电极TE2接触。第二连接电极BE2可以包括导电材料。第二连接电极BE2和第一连接电极BE1可以彼此绝缘。
第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2可以具有网状结构,以便透射从显示区域DA输出的光。当第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2具有网状结构时,第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2可以布置成不与显示单元DU的发光区域重叠。换言之,网状结构的第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2可以限定与发光区域重叠的网状孔。第一连接电极BE1和第二连接电极BE2也可以具有网状结构。然而,示例性实施方式不限于此。第一连接电极BE1和第二连接电极BE2中的仅一者可以具有网状结构,并且第一连接电极BE1和第二连接电极BE2中的每个可以具有板形状。
在示例性实施方式中,第一触摸电极TE1和/或第二触摸电极TE2可以包括至少一个锯齿形的边或至少一个蛇形形状的边。当第一触摸电极TE1和/或第二触摸电极TE2包括至少一个锯齿形的边时,可以防止或抑制用户看到莫尔图案(moire pattern),并且可以改善由于莫尔干涉(moiréinterference)引起的显示设备的显示故障。
应变仪SG可以位于第一绝缘层IL1上,并且可以与第一触摸电极TE1、第二触摸电极TE2和第二连接电极BE2设置在相同的层上。
应变仪SG可以包括电阻线151、位于电阻线151的一端处的第一连接线153a和位于电阻线151的另一端处的第二连接线153b。然而,示例性实施方式不限于此。如图7中所示,应变仪SG_1可以包括第一电阻线151a和第二电阻线151b。在这种情况下,应变仪SG_1的连接线153_1可以包括位于第一电阻线151a的一端处的第一连接线153a、位于第二电阻线151b的一端处的第二连接线153b以及将第一电阻线151a的另一端和第二电阻线151b的另一端彼此连接的第三连接线153c。这样,应变仪SG的电阻线151和连接线153的数量和布置可以改变。在下文中,为了便于说明,将对应变仪SG包括一条电阻线151的情况作为示例进行描述。
电阻线151可以设置在触摸电极TE1和TE2之间。例如,电阻线151可以在第二方向(Y轴方向)上位于第一触摸电极TE1之间,并且可以在第一方向(X轴方向)上位于第二触摸电极TE2之间。此外,电阻线151可以与触摸电极TE1和TE2间隔开,并且可以与触摸电极TE1和TE2绝缘。
电阻线151可以弯曲成具有预定图案。例如,当具有预定强度的压力施加到触摸传感器TSM的传感器单元100时,电阻线151的长度或横截面积被改变,并因此电阻线151的电阻值也被改变。因此,可以基于改变的电阻值来确定触摸压力的强度。
电阻线151可以具有包括两个或更多个弯曲部分的形状。然而,示例性实施方式不限于此,并且电阻线151可以具有各种形状。例如,如图8中所示,电阻线151_1可以具有包括两个或更多个弯曲部分以及在与第一方向(X轴方向)和第二方向(Y轴方向)交叉的方向上延伸的部分的形状,如图9中所示,电阻线151_2可以具有包括多个弯曲部分和平行于第一方向(X轴方向)延伸的部分的形状,如图10中所示,电阻线151_3可以具有成角度的螺旋形状,并且与图10不同,电阻线151_3可以具有弯曲的螺旋形状。
电阻线151可以由与触摸电极TE1和TE2相同的材料制成。例如,电阻线151可以包括导电材料。电阻线151可以以与触摸电极TE1和TE2以及第二连接电极BE2相同的工艺形成。
当触摸电极TE1和TE2具有网状结构时,可以通过去除网状结构的一部分来形成电阻线151。如图11中所示,当通过去除网状结构的一部分而形成电阻线151_4时,可以形成连接到电阻线151_4并且彼此间隔开的多个分支BR。
分支BR可以是在去除网状结构的一部分之后余留的。分支BR可以与触摸电极TE1和TE2间隔开。分支BR可以位于与电阻线151_4相同的层上,并且可以包括与电阻线151_4相同的材料。
连接线153的一端可以与电阻线151直接接触,并且连接线153的另一端可以连接到压力信号线PL。此外,如上所述,当布置多条电阻线151时,连接线153_1还可以包括用于将相邻的电阻线彼此电连接的部分。
连接线153可以设置在与电阻线151以及触摸电极TE1和TE2相同的层上,并且可以包括与电阻线151以及触摸电极TE1和TE2相同的材料。例如,连接线153可以包括导电材料。此外,连接线153可以以与电阻线151以及触摸电极TE1和TE2相同的工艺形成,并且可以具有与电阻线151和触摸电极TE1和TE2相似的网状结构。
第二绝缘层IL2可以设置在触摸电极TE1和TE2、第二连接电极BE2和应变仪SG上,并且可以包括与第一绝缘层IL1相同的材料。
这样,由于触摸传感器TSM被配置成使得第一触摸电极TE1、第二触摸电极TE2和应变仪SG位于相同的第一绝缘层IL1上,因此具有同时形成第一触摸电极TE1、第二触摸电极TE2和应变仪SG的优点,以及简化制造工艺的优点。此外,具有实现具有压力感测功能的薄膜型触摸传感器TSM的优点。
图15是图6的部分B的放大图,以及图16是沿着图15的剖面线IV-IV’截取的剖视图。
图15是用于说明显示单元DU的发光区域EMA与触摸传感器TSM的触摸电极TE1和TE2的布置关系的视图。图15示出了在触摸传感器TSM设置在显示单元DU上的状态下的部分B被放大的结构,以及图15和图16示出了布置有第一触摸电极TE1的区域。然而,布置有第二触摸电极TE2的区域与布置有第一触摸电极TE1的区域相同。
参考图15,显示单元DU包括多个像素P。每个像素P可以包括发光区域EMA和非发光区域NEM。
像素P可以包括第一颜色像素R、第二颜色像素B和第三颜色像素G。各个颜色像素P可以以各种方式布置。在示例性实施方式中,第一颜色像素R(例如,红色像素)和第二颜色像素B(例如,蓝色像素)沿着第一方向(X轴方向)在第一行中交替布置,并且第三颜色像素G(例如,绿色像素)可以布置在与第一行相邻的第二行中。属于第二行的像素P可以布置成相对于属于第一行的像素P在第一方向(X轴方向)上交错。属于第二行的第三颜色像素G的数量可以是属于第一行的第一颜色像素R或第二颜色像素B的数量的两倍。第一行和第二行的布置可以沿着第二方向(Y轴方向)重复。
各个颜色像素P中的发光区域EMA的尺寸可以彼此不同。例如,第二颜色像素B的发光区域EMA_B可以大于第一颜色像素R的发光区域EMA_R,并且第三颜色像素G的发光区域EMA_G可以小于第一颜色像素R的发光区域EMA_R。
每个颜色像素P的发光区域EMA的形状可以是大致八边形形状。然而,示例性实施方式不限于此,并且每个发光区域EMA的形状可以是圆形形状、菱形形状、多边形形状或具有圆角的多边形形状。
如上所述,第一触摸电极TE1中的每个可以划分成网状孔MH和主体部分BP。网状孔MH可以在厚度方向上与发光区域EMA重叠,并且网状孔MH的面积可以在厚度方向上大于发光区域EMA的面积。主体部分BP可以在厚度方向上与非发光区域NEM重叠,并且主体部分BP的宽度可以小于非发光区域NEM的宽度。通过这种结构,从显示单元DU的发光区域EMA输出的光可以有效地透射通过第一触摸电极TE1。
参考图16,对于每个像素P,第一电极EL1设置在衬底330上。暴露第一电极EL1的像素限定层PDL可以设置在第一电极EL1上。像素限定层PDL设置在非发光区域NEM中。
发光层EML可以设置在由像素限定层PDL暴露的第一电极EL1上,并且第二电极EL2可以设置在发光层EML上。第二电极EL2可以布置在整个区域之上,而不区分像素P。第一电极EL1、发光层EML和第二电极EL2构成发光元件ED。
包括第一无机膜1101、有机膜1102和第二无机膜1103的薄膜封装层1100设置在第二电极EL2上,并且第一绝缘层IL1、第一触摸电极TE1和第二绝缘层IL2可以顺序地布置在薄膜封装层1100上。
主体部分BP可以设置成与像素限定层PDL重叠,并且可以位于非发光区域NEM中。即,由于主体部分BP不与发光区域EMA重叠,因此主体部分BP不会干扰发光。
图17是用于说明根据示例性实施方式的触摸传感器的触摸位置检测操作的概念框图。
参考图5和图17,触摸驱动器210可以通过驱动线TL(参见图4)将驱动信号Ts提供给第一触摸电极TE1。驱动信号Ts可以被顺序地提供给第一触摸电极TE1。
触摸检测器230可以通过感测线RL(参见图4)从第二触摸电极TE2接收感测信号Rs。如上所述,感测信号Rs可以包括关于在第一触摸电极TE1与第二触摸电极TE2之间产生的互电容变化的信息。当将驱动信号Ts提供给第一触摸电极TE1时,在第一触摸电极TE1与第二触摸电极TE2之间形成互电容Cm。在这种情况下,当发生触摸输入时,互电容Cm改变,且因此感测信号Rs可以包括关于前述互电容改变的信息。
触摸检测器230可以包括至少一个第一放大电路231(诸如,运算放大器)、模数转换器233和处理器235。
第一放大电路231可以包括第一输入端子231a、第二输入端子231b和输出端子231c。根据示例性实施方式,第一放大电路231的第一输入端子231a(例如,运算放大器的反相输入端子)可以通过感测线RL电连接到第二触摸电极TE2,并且感测信号Rs可以输入到第一输入端子231a。
第一放大电路231的第二输入端子231b(例如,运算放大器的非反相输入端子)是参考电位端子,并且作为示例可以连接到参考电源。在一些示例性实施方式中,参考电源可以是接地(GND)电源。然而,示例性实施方式不限于此。当传感器单元100包括噪声感测电极单元时,第二输入端子231b可以电连接到噪声感测电极单元。
当传感器单元100包括噪声感测电极单元时,触摸传感器TSM可以有效地抵消从显示单元DU等接收到的噪声信号,并且可以改善信噪比(SNR)。因此,可以最小化由于噪声信号引起的触摸传感器TSM的故障,并且可以改善感测灵敏度。
在一些示例性实施方式中,电容器C和复位开关SW可以并联连接在第一放大电路231的第一输入端子231a与输出端子231c之间。
同时,尽管在以上示例中描述了第一放大电路231以反相放大电路的形式实现,但是示例性实施方式不限于此。在另一示例性实施方式中,第一放大电路231可以以非反相放大电路等的形式实现。
第一放大电路231的输出端子231c可以电连接到模数转换器233。
模数转换器233可以将输入的模拟信号转换成数字信号。根据示例性实施方式,模数转换器233可以设置成与第二触摸电极TE2的数量一样多,从而以一一对应的方式与第二触摸电极TE2中的每个对应。替代地,在另一示例性实施方式中,第二触摸电极TE2中的每个可以配置成共享一个模数转换器233,并且在这种情况下,可以另外提供用于通道选择的切换电路。
处理器235处理来自模数转换器233的经转换的信号(数字信号),并根据信号处理结果检测触摸输入。例如,处理器235可以全面地分析由第一放大电路231放大并由模数转换器233转换的感测信号Rs,以检测是否产生了触摸输入并检测触摸输入的位置。根据示例性实施方式,处理器235可以实现为微处理器(MPU)。在这种情况下,可以在触摸检测器230中另外设置驱动处理器235所需的存储器。同时,处理器235的配置不限于此。作为另一示例,处理器235可以实现为微控制器(MCU)等。
图18是根据示例性实施方式的触摸传感器的应变仪和压力信号线的布置以及与惠斯通电桥电路单元的连接关系的示意图,以及图19是根据示例性实施方式的压力检测器的示意图,该压力检测器包括电连接至触摸传感器的应变仪的惠斯通电桥电路单元。
参考图18和图19,应变仪SG可以包括沿着第一方向(X轴方向)彼此相对定位的一端E1a和另一端E2a。如上所述,应变仪SG的一端E1a可以连接到第一压力信号线PL1,并且应变仪SG的另一端E2a可以连接到第二压力信号线PL2。
为了便于说明,尽管这些附图中示出了一个应变仪SG,但是如上所述,可以在感测区域SA上布置多个应变仪SG。即,还可以将与应变仪SG电连接的惠斯通电桥电路单元WB以与所布置的应变仪SG的数量对应的数量设置在控制器200上。
由于应变仪SG的一端E1a和另一端E2a彼此相对地定位,第一压力信号线PL1和第二压力信号线PL2也可以彼此相对地定位,且感测区域SA位于第一压力信号线PL1与第二压力信号线PL2之间。
压力检测器250可以包括惠斯通电桥电路单元WB。压力检测器250还可以包括用于检测从惠斯通电桥电路单元WB输出的第一电压Va的模数转换器以及处理器。
惠斯通电桥电路单元WB包括第一节点N1、第二节点N2、第一输出节点N3和第二输出节点N4。驱动电压Vs可以被提供至第一节点N1,并且第二节点N2可以连接到接地GND。
惠斯通电桥电路单元WB还可以包括连接到第二节点N2和第二输出节点N4的第一电阻器WBa、连接到第一节点N1和第二输出节点N4的第二电阻器WBb以及连接到第二节点N2和第一输出节点N3的第三电阻器WBc。
第一电阻器WBa的电阻值R1、第二电阻器WBb的电阻值R2和第三电阻器WBc的电阻值R3可以具有预定值。即,第一电阻器WBa至第三电阻器WBc可以是固定电阻器。
惠斯通电桥电路单元WB还可以包括诸如运算放大器的第二放大电路251a。第二放大电路251a可以包括反相输入端子、非反相输入端子和输出端子。第二放大电路251a可以感测在第一输出节点N3与第二输出节点N4之间的电流。即,第二放大电路251a可以通过电流检测元件或电压测量元件操作。
第一输出节点N3和第二输出节点N4中的任何一者可以电连接到第二放大电路251a的输入端子中的任何一者,并且第一输出节点N3和第二输出节点N4中的另一者可以电连接到第二放大电路251a的另一个输入端子。例如,第一输出节点N3可以连接到第二放大电路251a的反相输入端子,并且第二输出节点N4可以连接到第二放大电路251a的非反相输入端子。
第二放大电路251a的输出端子可以输出与输入到两个输入端子的电压值之间的差成比例的第一电压Va。
应变仪SG的一端E1a可以通过第一压力信号线PL1电连接到第一节点N1,并且应变仪SG的另一端E2a可以通过第二压力信号线PL2连接到第一输出节点N3。
根据示例性实施方式,应变仪SG、第一电阻器WBa、第二电阻器WBb和第三电阻器WBc可以彼此连接以实现惠斯通电桥电路单元WB。
在未施加触摸输入的状态下,应变仪SG的电阻值Ra和第一电阻器WBa的电阻值R1的乘积可以与第二电阻器WBb的电阻值R2和第三电阻器WBc的电阻值R3的乘积基本上相同。
这样,当应变仪SG的电阻值Ra和第一电阻器WBa的电阻值R1的乘积与第二电阻器WBb的电阻值R2和第三电阻器WBc的电阻值R3的乘积相同时,第一输出节点N3和第二输出节点N4的电压可以彼此相等。当第一输出节点N3和第二输出节点N4的电压彼此相等时,第一输出节点N3与第二输出节点N4之间的电压差可以是0V,并且从第二放大电路251a输出的第一电压Va可以是0V。
当将触摸输入施加到传感器单元100时,应变仪SG的形状可以根据触摸的强度而变形,应变仪SG的电阻值Ra可以通过形状变形而改变,且因此,可以在第一输出节点N3与第二输出节点N4之间产生电压差。当在第一输出节点N3与第二输出节点N4之间产生电压差时,第二放大电路251a可以输出除0V以外的值作为第一电压Va,并且触摸传感器TSM可以测量该值以检测触摸的强度或压力。
图20是根据另一示例性实施方式的触摸传感器的剖视图,以及图21是根据另一示例性实施方式的触摸传感器的应变仪和温度补偿图案的布置关系的示意图。图20和图21的示例性实施方式与图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19的示例性实施方式的不同之处在于触摸传感器TSM还包括温度补偿图案TSP。在下文中,将省略与图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19的示例性实施方式重复的描述,并且将主要描述差异。
参考图20和图21,温度补偿单元TRM可以设置在应变仪SG之下。温度补偿单元TRM可以包括温度补偿图案TSP和温度补偿连接线TSC。
温度补偿图案TSP可以与应变仪SG的电阻线151对应设置。例如,温度补偿图案TSP可以在厚度方向上与应变仪SG的电阻线151重叠。
温度补偿图案TSP可以具有与应变仪SG的电阻线151相同的形状。例如,温度补偿图案TSP可以弯曲成具有与电阻线151对应的预定图案。温度补偿图案TSP可以由与电阻线151相同的材料制成。然而,温度补偿图案TSP的形状可以与电阻线151的形状不同。即使当温度补偿图案TSP的形状与电阻线151的形状不同时,温度补偿图案TSP的电阻值也可以与电阻线151的电阻值相同。
温度补偿图案TSP可以设置在基础层110与第一绝缘层IL1之间。第一绝缘层IL1可以包括第一接触孔CTH1和第二接触孔CTH2。
温度补偿连接线TSC包括连接到温度补偿图案TSP的一端的第一温度补偿连接线TSCa和连接到温度补偿图案TSP的另一端的第二温度补偿连接线TSCb。第一温度补偿连接线TSCa可以在第三方向(Z轴方向)上延伸,并且可以通过第一接触孔CTH1电连接到第一温度补偿线TSL1,并且第二温度补偿连接线TSCb可以在第三方向(Z轴方向)上延伸,且可以通过第二接触孔CTH2与第二温度补偿线TSL2电连接。因此,温度补偿图案TSP的一端可以电连接到第一温度补偿线TSL1,并且温度补偿图案TSP的另一端可以电连接到第二温度补偿线TSL2。温度补偿线TSL1和TSL2可以连接到第二触摸焊盘单元(图4中的“TP2”)以将信号传输到控制器(图4中的“200”)。通过这种结构,可以容易地避免与设置在相同的层上的第一连接电极(图12中的“BE1”)接触,从而提供设计便利。然而,示例性实施方式不限于此。在一些示例性实施方式中,温度补偿连接线TSC可以设置在基础层110与第一绝缘层IL1之间,并且可以以绕过第一连接电极(图12中的“BE1”)的方式连接到第一温度补偿线TSL1和第二温度补偿线TSL2。
一起参考图1、图2、图3、图4、图5和图6,当用户的触摸输入施加到触摸传感器TSM时,应变仪SG的电阻值可以根据触摸输入的强度而变化。此外,应变仪SG的电阻值可以根据用户身体的温度或由下方的显示单元DU引起的温度改变而变化。因此,在应变仪SG的电阻值的变化之中,基于温度改变的应变仪SG的电阻值的变化与用户的触摸输入的强度无关,因此该变化可以成为噪声。
根据示例性实施方式,温度补偿图案TSP设置在应变仪SG的电阻线151之下,以与应变仪SG的电阻线151重叠。因此,当用户的触摸输入施加到触摸传感器TSM时,应变仪SG的电阻值根据因用户的身体温度和下方显示单元DU引起的温度改变而变化,并且温度补偿图案TSP的电阻值根据由用户的身体温度和下方显示单元DU引起的热传递而变化。因此,可以通过使用基于温度补偿图案TSP中的温度变化而产生的电阻值变化来补偿基于应变仪SG的电阻值变化的温度变化的分量。
图22是根据另一示例性实施方式的触摸传感器的应变仪、温度补偿图案和温度补偿线的布置以及与惠斯通电桥电路单元的连接关系的示意图,以及图23是根据又一示例性实施方式的电连接到触摸传感器的应变仪和温度补偿图案的惠斯通电桥电路单元的示意图。图22和图23的示例性实施方式与图18和图19的示例性实施方式的不同之处在于压力检测器250_1的惠斯通电桥电路单元WB_1包括温度补偿图案TSP。在下文中,将省略与图18和图19的示例性实施方式重叠的描述,并且将主要描述差异。
应变仪SG的一端E1a可以通过第一压力信号线PL1电连接到第一节点N1,并且应变仪SG的另一端E2a可以通过第二压力信号线PL2连接到第一输出节点N3。
温度补偿图案TSP的一端E1ta可以通过第一温度补偿线TSL1连接到第二节点N2,并且温度补偿图案TSP的另一端E2ta可以通过第二温度补偿线TSL2连接到第一输出节点N3。应变仪SG、温度补偿图案TSP、第一电阻器WBa和第二电阻器WBb可以彼此连接以构成惠斯通电桥。
在一些示例性实施方式中,在未施加触摸输入的状态下,应变仪SG的电阻值Ra和第一电阻器WBa的电阻值R1的乘积可以与温度补偿图案TSP的电阻值Rta和第二电阻器WBb的电阻值R2的乘积基本上相同。
当发生触摸输入时,应变仪SG的电阻值Ra包括由于触摸压力而改变形状的分量(在下文中,称为“第一压力电阻分量”)和基于温度改变而改变形状的分量(在下文中,称为“第一温度电阻分量”)。此外,当发生触摸输入时,温度补偿图案TSP的电阻值Rta包括由于触摸压力而改变形状的分量(在下文中,称为“第二压力电阻分量”)和基于温度改变而改变形状的分量(在下文中,称为“第二温度电阻分量”)。第二压力电阻分量可以忽略,或者可以表现出与第一压力电阻分量不同的显著差异。由于在惠斯通电桥电路单元WB_1中应变仪SG和温度补偿图案TSP未布置成在对角线方向上彼此面对,因此温度补偿图案TSP的第二温度电阻分量可以补偿或抵消应变仪SG的第一温度电阻分量,且因此可以更灵敏地检测触摸压力。
图24、图25、图26、图27和图28是触摸传感器的形状和压力传感器区域的布局的修改示例的示意图。
参考图24,触摸传感器TSM_1的感测区域SA可以包括主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4。
主感测区域SA0可以与显示单元DU的主显示区域DA0对应。第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中的每个可以连接到主感测区域SA0。例如,第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2可以分别从主感测区域SA0的长边延伸并且在第一方向(X轴方向)上彼此面对,且主感测区域SA0位于第一子感测区域SA1与第二子感测区域SA2之间,以及第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4可以分别从主感测区域SA0的短边延伸并且在第二方向(Y轴方向)上彼此面对,且主感测区域SA0位于第三子感测区域SA3与第四子感测区域SA4之间。
第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以分别布置在第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中。例如,第一压力感测区域PSA1可以设置在第一子感测区域SA1中,第二压力感测区域PSA2可以设置在第二子感测区域SA2中,第三压力感测区域PSA3可以设置在第三子感测区域SA3中,以及第四压力感测区域PSA4可以设置在第四子感测区域SA4中。
尽管在图24中示出了第一压力感测区域PSA1至第四压力感测区域PSA4中的每个具有圆形形状,但是示例性实施方式不限于此,并且第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4中的每个可以具有诸如椭圆形和多边形的各种形状。在一些示例性实施方式中,第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以具有不同面积。在示例性实施方式中,除了第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4之外,触摸感测区域还设置有主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4,可以检测是否存在用户的触摸以及触摸的位置。此外,第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4布置在第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中,并且应变仪SG设置在第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4中的每个中,从而感测触摸压力。
参考图25,触摸传感器TSM_2的感测区域SA可以包括主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2。
主感测区域SA0可以与显示单元DU的主显示区域DA0对应。第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2中的每个可以连接到主感测区域SA0。例如,第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2可以分别从主感测区域SA0的长边延伸并且在第一方向(X轴方向)上彼此面对,且主感测区域SA0位于第一子感测区域SA1与第二子感测区域SA2之间。
第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以布置在第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2中。例如,第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以设置在第一子感测区域SA1中,并且第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以设置在第二子感测区域SA2中。第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以在第一方向(X轴方向)上不与第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4重叠。然而,示例性实施方式不限于此,并且第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以在第一方向(X轴方向)上与第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4部分重叠。
在另一实施方式中,除了第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2之外,触摸感测区域还设置有主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2,可以检测是否存在用户的触摸以及触摸的位置。此外,第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2布置在第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2中,并且应变仪SG设置在第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2中的每个中,从而感测触摸压力。
参考图26,触摸传感器TSM_3的感测区域SA可以包括主感测区域SA0以及第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4。
主感测区域SA0可以与显示单元DU的主显示区域DA0对应。第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中的每个可以连接到主感测区域SA0。例如,第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4可以分别从主感测区域SA0的短边延伸并且在第二方向(Y轴方向)上彼此面对,且主感测区域SA0位于第三子感测区域SA3与第四子感测区域SA4之间。
第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以布置在第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中。例如,第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以设置在第三子感测区域SA3中,并且第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以设置在第四子感测区域SA4中。第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以在第二方向(Y轴方向)上与第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4重叠。然而,示例性实施方式不限于此,并且第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以在第二方向(Y轴方向)上不与第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4重叠。第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以设置成与第三子感测区域SA3的两端相邻并且在第一方向(X轴方向)上彼此间隔开,并且第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以设置成与第四子感测区域SA4的两端相邻并且在第一方向(X轴方向)上彼此间隔开。应变仪SG设置在第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4中的每个中,从而感测触摸压力。
参考图27,触摸传感器TSM_4的感测区域SA可以包括主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2。
第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2中的每个可以连接到主感测区域SA0,并且可以是从主感测区域SA0的长边的一部分延伸的部分。例如,第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2可以分别从主感测区域SA0的长边延伸并且在第一方向(X轴方向)上彼此面对,且主感测区域SA0位于第一子感测区域SA1与第二子感测区域SA2之间。
第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以布置在第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2中。例如,第一压力感测区域PSA1可以设置在第一子感测区域SA1中,并且第二压力感测区域PSA2可以设置在第二子感测区域SA2中。第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以在第一方向(X轴方向)上彼此重叠。然而,示例性实施方式不限于此,并且第一压力感测区域PSA1和第二压力感测区域PSA2可以在第一方向(X轴方向)上彼此部分重叠。第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以设置在主感测区域SA0中,并且第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以在第一方向(X轴方向)上彼此重叠。应变仪SG设置在第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4中的每个中,从而感测触摸压力。
参考图28,触摸传感器TSM_5的感测区域SA可以包括主感测区域SA0以及第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4。
第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4可以分别连接到主感测区域SA0,并且可以是从主感测区域SA0的长边的一部分和短边的一部分延伸的部分。例如,第一子感测区域SA1和第二子感测区域SA2中的每个可以从主感测区域SA0的长边延伸,并且可以在第二方向(Y轴方向)上具有比该长边的长度短的长度。此外,第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中的每个可以从主感测区域SA0的短边延伸,并且可以在第一方向(X轴方向)上具有比该短边的长度短的长度。
第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4可以分别布置在第一子感测区域SA1、第二子感测区域SA2、第三子感测区域SA3和第四子感测区域SA4中。例如,第一压力感测区域PSA1可以设置在第一子感测区域SA1中,第二压力感测区域PSA2可以设置在第二子感测区域SA2中,第三压力感测区域PSA3可以设置在第三子感测区域SA3中,以及第四压力感测区域PSA4可以设置在第四子感测区域SA4中。应变仪SG设置在第一压力感测区域PSA1、第二压力感测区域PSA2、第三压力感测区域PSA3和第四压力感测区域PSA4中的每个中,从而感测触摸压力。
图24、图25、图26、图27和图28中所示的结构是示例,并且不限于此。触摸传感器TSM的结构以及感测区域SA和压力感测区域的布置可以被各种修改。如上所述,由于触摸传感器TSM的感测区域SA包括触摸电极TE1和TE2布置成检测是否存在触摸和触摸的位置的区域以及应变仪SG布置成检测触摸压力的区域,因此可以去除显示设备1的物理按钮,并且触摸电极TE1和TE2以及应变仪SG可以布置在相同的层上以提供薄的触摸传感器TSM。
如上所述,根据示例性实施方式,触摸传感器可以配置成相对于各种显示区域感测触摸输入的位置和触摸输入的压力,并且显示设备可以包括该触摸传感器。
示例性实施方式的效果不受前述内容限制,并且其他各种效果在本文中被预期。
尽管本文中已经描述了某些示例性实施方式和实现方式,但是根据该描述,其他实施方式和修改将是显而易见的。因此,本发明构思不限于这样的实施方式,而是限于所附权利要求的较宽泛的范围以及如将对本领域普通技术人员而言显而易见的各种明显修改和等同布置。

Claims (10)

1.触摸传感器,包括:
基础层;
多个第一触摸电极,沿第一方向布置在所述基础层上;以及
至少一个应变仪,设置在所述多个第一触摸电极之间,所述至少一个应变仪配置成感测压力,
其中,所述多个第一触摸电极和所述应变仪布置在相同的层上。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器,还包括:
多个第二触摸电极,布置在与所述第一方向交叉的第二方向上,
其中,所述应变仪在所述第二方向上设置在所述多个第二触摸电极之间。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器,还包括:
第一连接电极,在所述第一方向上连接所述多个第一触摸电极,以及
第二连接电极,在所述第二方向上连接所述多个第二触摸电极,
其中,所述第一连接电极设置在所述基础层与所述多个第一触摸电极之间,
其中,所述第二连接电极和所述第一连接电极设置在彼此不同的层上,并且所述第二连接电极在厚度方向上与所述第一连接电极重叠。
4.根据权利要求2所述的触摸传感器,还包括:
压力信号线,电连接到所述应变仪,所述压力信号线包括第一部分和第二部分,
其中,所述压力信号线的所述第一部分在所述第一方向上延伸,并设置在所述多个第一触摸电极之间。
5.根据权利要求4所述的触摸传感器,还包括:
多条感测线,电连接到所述多个第二触摸电极,
其中,所述压力信号线的所述第二部分在所述第二方向上延伸,并设置在所述多条感测线之间。
6.根据权利要求3所述的触摸传感器,其中,所述应变仪包括至少一条电阻线,并且所述至少一条电阻线在厚度方向上与所述第一连接电极重叠。
7.根据权利要求1所述的触摸传感器,还包括:
温度补偿单元,设置在所述基础层与所述应变仪之间,
其中,所述应变仪包括至少一条电阻线,所述温度补偿单元包括温度补偿图案,并且所述温度补偿图案在厚度方向上与所述电阻线重叠。
8.根据权利要求1所述的触摸传感器,还包括:
惠斯通电桥电路单元,电连接到所述应变仪,所述惠斯通电桥电路单元包括:
第一节点,驱动电压施加到所述第一节点;
第二节点,连接到地;
第一输出节点;以及
第二输出节点,
其中,所述应变仪的一端电连接到所述第一节点,并且所述应变仪的另一端电连接到所述第一输出节点。
9.触摸传感器,包括:
主感测区域;以及
第一子感测区域,在第一方向上从所述主感测区域延伸,所述第一子感测区域包括:
第一区域,多个触摸电极布置在所述第一区域中;以及
第二区域,应变仪设置在所述第二区域中,
其中,所述第一区域围绕所述第二区域,并且所述第一区域在厚度方向上不与所述第二区域重叠。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器,还包括:
第二子感测区域,在与所述第一方向交叉的第二方向上从所述主感测区域延伸;
角翼,连接所述第一子感测区域和所述第二子感测区域;
焊盘单元,设置在所述第二子感测区域之下;以及
压力信号线,电连接所述应变仪和所述焊盘单元,
其中,所述压力信号线布置成穿过所述角翼。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210002163A (ko) * 2019-06-26 2021-01-07 삼성디스플레이 주식회사 전자 패널 및 이를 포함하는 전자 장치
CN110489007B (zh) * 2019-07-24 2021-01-15 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 触控面板及有机发光显示器件
US11703973B2 (en) * 2019-12-30 2023-07-18 Goertek Technology Co. Ltd. Input apparatus and electronic device applying the same
KR102461794B1 (ko) * 2020-08-13 2022-11-02 한국과학기술연구원 은 나노와이어 메쉬 전극 및 이의 제조방법
KR20220096764A (ko) 2020-12-31 2022-07-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치
KR20220096763A (ko) 2020-12-31 2022-07-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치
KR20220133623A (ko) * 2021-03-25 2022-10-05 삼성전자주식회사 변형 측정 센서를 포함하는 디스플레이 및 그를 포함하는 전자 장치
EP4275109A1 (en) * 2021-06-08 2023-11-15 Google LLC Touch-sensitive bezel region of an oled display for wearables

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102683384A (zh) * 2011-02-28 2012-09-19 苹果公司 具有最小化边沿的显示器
US20150138041A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display panel and electronic device
CN105320354A (zh) * 2015-08-26 2016-02-10 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种三维触控装置
CN106325583A (zh) * 2015-07-10 2017-01-11 宸鸿科技(厦门)有限公司 压力感测输入装置
US20170010730A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-12 Tpk Touch Solutions (Xiamen) Inc. Touch display module having pressure detection mechanism and driving method of the same
KR20170033209A (ko) * 2015-09-16 2017-03-24 솔브레인 주식회사 곡면부를 갖는 강화 유리 및 그 제조방법
US20170285864A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Apple Inc. Electronic Device Having Direction-Dependent Strain Elements
US20170371471A1 (en) * 2016-06-22 2017-12-28 Samsung Display Co., Ltd. Touch sensor
US20180059839A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Hideep Inc. Touch input device including display panel formed with strain gauge and display panel formed with strain gauge forming method
US20180323240A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-08 Lg Display Co., Ltd. Display device
CN109102776A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 三星显示有限公司 全方位显示设备
CN109284027A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 三星显示有限公司 触摸传感器及包括该触摸传感器的显示装置
CN110502141A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 三星显示有限公司 触摸传感器和显示装置
CN111176478A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 三星显示有限公司 触摸传感器和显示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2015100011B4 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor
JP6562613B2 (ja) 2014-10-08 2019-08-21 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 圧力センサ付きタッチパネルおよびその製造方法、並びにタッチパネル付き表示装置
KR20170096476A (ko) 2016-02-16 2017-08-24 주식회사 아모센스 터치 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널
KR102660200B1 (ko) 2016-06-22 2024-04-26 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서
KR20180087527A (ko) 2017-01-24 2018-08-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR101935810B1 (ko) 2017-05-17 2019-01-08 주식회사 하이딥 스트레인 게이지가 형성된 디스플레이 패널을 포함하는 터치 입력 장치

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102683384A (zh) * 2011-02-28 2012-09-19 苹果公司 具有最小化边沿的显示器
US20150138041A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display panel and electronic device
CN106325583A (zh) * 2015-07-10 2017-01-11 宸鸿科技(厦门)有限公司 压力感测输入装置
US20170010730A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-12 Tpk Touch Solutions (Xiamen) Inc. Touch display module having pressure detection mechanism and driving method of the same
CN105320354A (zh) * 2015-08-26 2016-02-10 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种三维触控装置
KR20170033209A (ko) * 2015-09-16 2017-03-24 솔브레인 주식회사 곡면부를 갖는 강화 유리 및 그 제조방법
US20170285864A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Apple Inc. Electronic Device Having Direction-Dependent Strain Elements
US20170371471A1 (en) * 2016-06-22 2017-12-28 Samsung Display Co., Ltd. Touch sensor
US20180059839A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Hideep Inc. Touch input device including display panel formed with strain gauge and display panel formed with strain gauge forming method
US20180323240A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-08 Lg Display Co., Ltd. Display device
CN109102776A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 三星显示有限公司 全方位显示设备
CN109284027A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 三星显示有限公司 触摸传感器及包括该触摸传感器的显示装置
CN110502141A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 三星显示有限公司 触摸传感器和显示装置
CN111176478A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 三星显示有限公司 触摸传感器和显示装置

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