CN118170272A - 传感器模块及具备传感器模块的显示装置 - Google Patents

传感器模块及具备传感器模块的显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN118170272A
CN118170272A CN202311598505.8A CN202311598505A CN118170272A CN 118170272 A CN118170272 A CN 118170272A CN 202311598505 A CN202311598505 A CN 202311598505A CN 118170272 A CN118170272 A CN 118170272A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
sensor module
substrate
display device
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311598505.8A
Other languages
English (en)
Inventor
柿木雄飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Publication of CN118170272A publication Critical patent/CN118170272A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041662—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using alternate mutual and self-capacitive scanning
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

本发明提供能够准确地指定靠近的输入单元的位置的传感器模块及具备传感器模块的显示装置。传感器模块具备绝缘性的第一基板、第一基板上的多个传感器电极、多个传感器电极上的绝缘性的第二基板、位于第二基板上的至少一个电荷分散膜、以及至少一个电荷分散膜上的第三基板。该至少一个电荷分散膜由与多个传感器电极中的全部传感器电极重叠的单个电荷分散膜构成。

Description

传感器模块及具备传感器模块的显示装置
技术领域
本发明的一实施方式涉及传感器模块及具备传感器模块的显示装置。例如，本发明的一实施方式涉及非接触式传感器模块及具备非接触式传感器模块的显示装置。
背景技术
作为用于向信息终端输入信息的接口之一，广泛使用静电电容式的传感器模块。在传感器模块中，当输入单元靠近呈矩阵状排列的多个传感器电极时，在传感器电极与输入单元之间形成虚拟的电容元件，结果使得传感器电极的电位发生变动。通过利用多个传感器电极的电位变动，能够指定输入单元的输入位置(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2014-10603号公报
发明内容
本发明的一实施方式的技术问题之一在于，提供具有新结构的传感器模块及具备该传感器模块的显示装置。或者，本发明的一实施方式的技术问题之一在于，提供能够准确地指定靠近的输入单元的位置的传感器模块及具备该传感器模块的显示装置。
本发明的一实施方式是传感器模块。传感器模块具备绝缘性的第一基板、第一基板上的多个传感器电极、多个传感器电极上的绝缘性的第二基板、位于第二基板上的至少一个电荷分散膜以及至少一个电荷分散膜上的第三基板。
本发明的一实施方式是显示装置。显示装置具备显示模块和显示模块上的传感器模块。传感器模块具备绝缘性的第一基板、第一基板上的多个传感器电极、多个传感器电极上的绝缘性的第二基板、位于第二基板上的至少一个电荷分散膜以及至少一个电荷分散膜上的第三基板。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的显示装置的展开立体示意图。
图2是本发明的实施方式涉及的传感器模块的展开立体示意图。
图3是本发明的实施方式涉及的传感器模块的俯视示意图。
图4A是本发明的实施方式涉及的传感器模块的端视示意图。
图4B是本发明的实施方式涉及的传感器模块的放大俯视示意图。
图5A是说明现有的传感器模块的动作的端视示意图。
图5B是说明现有的传感器模块的动作的示意图。
图6A是说明本发明的实施方式涉及的传感器模块的动作的端视示意图。
图6B是说明本发明的实施方式涉及的传感器模块的动作的示意图。
图7是本发明的实施方式涉及的传感器模块的俯视示意图。
图8是本发明的实施方式涉及的传感器模块的端视示意图。
图9是本发明的实施方式涉及的传感器模块的放大俯视示意图。
图10是本发明的实施方式涉及的传感器模块的放大俯视示意图。
图11是本发明的实施方式涉及的传感器模块的放大俯视示意图。
图12是本发明的实施方式涉及的传感器模块的放大俯视示意图。
图13是本发明的实施方式涉及的传感器模块的端视示意图。
图14是本发明的实施方式涉及的传感器模块的展开立体示意图。
图15是本发明的实施方式涉及的显示装置的端视示意图。
图16是本发明的实施方式涉及的显示装置的立体示意图。
图17是本发明的实施方式涉及的显示装置的显示模块的俯视示意图。
图18是本发明的实施方式涉及的显示装置的端视示意图。
附图标记说明
100：显示装置、102：粘接层、104：显示装置、110：显示模块、112：阵列基板、114：对置基板、116：像素、118：连接器、120：显示区域、130：晶体管、132：共用电极、134：层间绝缘膜、136：像素电极、138：第一取向膜、140：液晶层、142：第二取向膜、144：滤色器、146：遮光膜、148：外涂层、200：传感器模块、202：传感器基板、204：电容形成层、206：盖基板、208：第二连接器、210：第一连接器、212：检测电路、220：噪声屏蔽层、222：粘接层、230：传感器电极、230-1：传感器电极、230-2：传感器电极、230-3：传感器电极、230-4：传感器电极、230-5：传感器电极、234：端子、236：粘接层、240：电荷分散膜、240a：开口、240b：中心部、240c：梳型部、240c-1：梳齿、240c-2：虚设布线、242：带电防止膜、250：传感器模块、260：传感器模块、270：传感器模块。
具体实施方式
以下，参照附图等对本发明的各实施方式进行说明。不过，本发明能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式实施，并不限定解释为以下例示的实施方式的记载内容。
为了使说明更加清楚，与实际形态相比，附图中的各部分的宽度、厚度、形状等有时被示意性地表示，但说到底仅为一例，并不限定本发明的解释。在本说明书和各图中，有时对于与已出现的图中说明过的要素具备同样功能的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。在总地表述相同或类似的多个结构时使用该附图标记，在单独表述它们时在附图标记后加上连字符和自然数。
在本说明书和权利要求中，在表达于某一结构体之上配置其他结构体的形态时仅表述为“在……上”的情况下，只要没有特别说明，则包括以与某一结构体相接的方式在直接之上配置其他结构体的情况、和在某一结构体的上方进一步隔着别的结构体配置其他结构体的情况两者。
在本说明书和权利要求中，“某一结构体从其他结构体露出”的表达意指某一结构体的一部分未被其他结构体覆盖的形态，还包括该未被其他结构体覆盖的部分进一步被别的结构体覆盖的形态。另外，该表达所表示的形态还包括某一结构体未与其他结构体相接的形态。
在本发明的实施方式中，在同一工序中同时形成多个膜的情况下，这些膜具有相同的层结构、相同的材料、相同的组成。因此，定义为这多个膜存在于同一层内。
＜第一实施方式＞
在本实施方式中，对作为本发明的一实施方式的传感器模块200和具备传感器模块200的显示装置100进行说明。
1.显示装置
图1示出显示装置100的展开立体示意图。显示装置100包括显示模块110和配置于显示模块110上的传感器模块200。显示模块110和传感器模块200也可以通过图1中未示出的粘接层相互固定。
2.显示模块
显示模块110是具有显示影像的功能的器件，具备阵列基板112、形成于阵列基板112上的多个像素116、以及阵列基板112上的对置基板114作为基本构成。多个像素116配置为具有多个行和列的矩阵状。以下，也将行方向称为X方向，也将列方向称为Y方向。设置有多个像素116的区域被称为显示区域120。各像素116具备显示元件，作为提供颜色信息的最小单位发挥功能。作为显示元件，能够使用为首的液晶元件、可由无机电致发光元件(LED)、有机电致发光元件(OLED)所例示的电致发光元件(自发光型发光元件)等。在使用液晶元件的情况下，在显示模块110中还设置有未图示的光源(背光源)。各像素116按照经由柔性印刷电路(FPC)基板等连接器118所供给的电源和影像信号进行动作，以基于影像信号的灰阶提供特定颜色的光。通过基于影像信号控制像素116的动作，能够在显示区域120上显示影像。
显示模块110的大小并无限制，例如可以为被称为12.1英寸(31cm)尺寸的用于便携式通信终端等中的大小，也可以为适于与计算机连接的监视器、电视机、标牌等的大小(例如14.1英寸(36cm)尺寸至32英寸(81cm)尺寸)，还可以为更大的尺寸。
3.传感器模块
传感器模块200是使来自显示模块110的光透过、且作为用于向显示装置100输入信息的接口发挥功能的器件。传感器模块200是接触式或非接触式传感器模块，具备如下功能：不仅是在手指、手掌、前端配置有树脂的触控笔等输入单元与传感器模块200直接接触时，而且是在输入单元未与传感器模块200接触地靠近检测范围内时也检测输入单元，来指定传感器模块200上的输入单元的位置(以下也简述为输入位置)。该输入单元的位置可以为检测范围(后述的传感器区域)内的二维坐标位置、即检测范围内的X方向上的坐标位置和Y方向上的坐标位置，也可以为三维坐标、即检测范围内的X方向、Y方向的坐标位置以及Z方向的坐标。Z方向的检测范围能够适当设定，例如，能够设定为距传感器模块200的最外表面5mm以内、20mm以内、50mm以内或100mm以内的范围等。以下，对传感器模块200的各构成进行说明。
3-1.传感器基板和盖基板
如图1、图2的展开立体示意图所示，传感器模块200具备传感器基板202和与传感器基板202对置的盖基板206。传感器基板202和盖基板206均为绝缘性的基板，由使可见光透过的材料构成，以便视觉辨认通过显示模块110显示的影像。因此，传感器基板202和盖基板206由玻璃或石英、聚酰亚胺或聚酰胺、聚碳酸酯等高分子材料等构成。传感器基板202和/或盖基板206可以具备能够任意变形的程度的挠性，或者也可以具有不会塑性变形的程度的低挠性。
3-2.传感器电极
在传感器基板202与盖基板206之间设置有多个传感器电极230。多个传感器电极230配置为具有多个行和列的矩阵状。配置多个传感器电极230的区域被称为传感器区域，并以传感器区域与显示区域120重叠的方式配置传感器电极230。传感器电极230的数量(即，行和列的数量)、大小(面积)只要根据显示装置100的大小、传感器模块200所要求的检测精度等适当设定即可。从图1可知，各传感器电极230具有比像素116大的面积，并设置成与多个像素116重叠。
传感器电极230包含例如铟-锡混合氧化物(ITO)、铟-锌混合氧化物(IZO)等透光性氧化物。或者，传感器电极230也可以包含钛、钼、钨、铝、铜等金属(0价的金属)、或者包含这些金属中的一种或者多种的合金。在使用该金属的情况下，为了确保透光性，只要将传感器电极230形成为具有多个开口的网格状或细线状即可。
3-3.电荷分散膜和电容形成层
如图2和图3所示，传感器模块200还具备配置于多个传感器电极230上的电容形成层204和电容形成层204上的电荷分散膜240，在电荷分散膜240上配置盖基板206。因此，电容形成层204被夹在传感器电极230与电荷分散膜240之间。
电容形成层204由具有绝缘性的层形成，由例如玻璃或石英、聚酰亚胺或聚酰胺、聚碳酸酯等高分子材料等构成。为了隔着传感器模块200视觉辨认通过显示模块110创建的影像，与传感器基板202和盖基板206同样地，电容形成层204也构成为使可见光透过。电容形成层204也可以具有挠性。
如沿图3的点划线A-A′的端面的示意图(图4A)所示，通过透光性的粘接层236将电容形成层204固定于多个传感器电极230上。如后所述，在传感器模块200中，在指定输入位置时通过电容形成层204与夹着其的传感器电极230和电荷分散膜240形成电容，由此使传感器电极230的电荷分散。为了形成适当的电容，电容形成层204的厚度例如被调整为1μm以上且1.0mm以下。在电容形成层204具有几μm至几十μm左右的厚度的情况下，采用无机膜、有机膜或者它们的层叠体。在电容形成层204具有几百μm至几mm左右的厚度的情况下，例如采用玻璃基板作为电容形成层204。该情况下，也可以采用在玻璃基板上形成电荷分散膜240的构成。
由图3和图4A可知，电荷分散膜240以与多个传感器电极230重叠的方式隔着电容形成层204配置于传感器电极230上。电荷分散膜240也可以配置为与所有的传感器电极230重叠。不过，在配置于最上行、最下行以及/或者两端的列的传感器电极230无助于输入单元的检测的情况下，位于这些行或列的传感器电极230也可以从电荷分散膜240露出一部分或全部。电荷分散膜240可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD)法等成膜法在电容形成层204上直接形成，或者也可以使用未图示的粘接层固定于电容形成层204。该情况下，盖基板206经由粘接层222固定于电荷分散膜240(图4A)。或者，也可以利用溅射法、CVD法等将电荷分散膜240设置为与盖基板206直接相接。该情况下，通过未图示的粘接层将电容形成层204与电荷分散膜240相互固定。
电荷分散膜240能够构成为与全部或者多个传感器电极230重叠的单个电极。该情况下，电荷分散膜240构成为电阻较高的导电膜，其电阻被设定为1×105Ω/□以上且小于1×107Ω/□。另外，构成为使可见光透过，以便能够视觉辨认显示模块110生成的影像。因此，电荷分散膜240包含例如ITO、IZO等透光性氧化物，为了实现上述电阻而设置为具有较小的厚度(例如30nm以上且100nm以下)。或者，电荷分散膜240也可以包含传感器电极230中能够使用的上述金属或者合金。该情况下，为了确保透光性，如图4B所示，将电荷分散膜240形成为具有多个开口240a的网格状。开口240a的形状能够任意确定，例如可以为圆、椭圆、正方形、长方形、菱形、平行四边形、三角形或者五边形以上的多边形。另外，开口240a的大小(面积)也能够适当选择，例如行方向的最大长度a和列方向的最大长度b从不可视化的角度来规定，取决于显示模块110与使用者的眼睛的位置的关系。例如，在显示模块110是智能手机等小型显示模块的情况下，最大长度a和最大长度b分别设定为几百nm左右，在显示模块是大型电视机等大型显示装置的情况下，最大长度a和最大长度b设定为几十mm。最大长度a和最大长度b彼此可以相同，也可以不同。
3-4.其他构成
与传感器电极230电连接的布线(未图示)从各传感器电极230延伸至传感器基板202的一边，并在端部形成端子234(图3)。柔性印刷电路(FPC)基板等第一连接器210与端子234电连接(图1、图2)，在第一连接器210上设置有检测电路212。从未图示的外部电路供给的电源通过检测电路212转换为交流电压(交流矩形波)，该交流电压经由端子234供给至各传感器电极230。
也可以在传感器模块200的传感器基板202与显示模块100的对置基板114之间设置用于屏蔽来自显示模块110的电气影响的噪声屏蔽层220。噪声屏蔽层220可以经由粘接层102固定于对置基板114上(图4A)，或者虽未图示，但也可以在对置基板114上形成噪声屏蔽层220，使用粘接层102将噪声屏蔽层220固定于传感器基板202。噪声屏蔽层220包含ITO、IZO等透光性氧化物或者金属。在后者的情况下，为了允许可见光透过，只要使用具有多个开口的网格状的金属膜作为噪声屏蔽层220即可。噪声屏蔽层220设置为与多个传感器电极230重叠。FPC基板等第二连接器208与噪声屏蔽层220电连接(参照图1、图2。)，向噪声屏蔽层220施加与施加于传感器电极230的电位同相的脉冲状交流电压。因此，噪声屏蔽层220一直与传感器电极230为等电位。另外，也能够采用如下构成：使用于将显示模块110固定于对置基板114的粘接层、用于将偏光板、盖基板206固定于对置基板114的粘接层为导电性，并将其用作噪声屏蔽层220。
3-5.由传感器模块对输入位置的指定
如上所述，通过设置于第一连接器210的检测电路212生成交流电压(交流矩形波)，该交流电压经由端子234被供给至各传感器电极230。当输入单元靠近传感器模块200时，在输入单元与传感器电极230之间形成虚拟的电容，随之，传感器电极230的电容发生变化。检测电路212检测该电容变化作为电位变动，进而进行数字化，转换为检测信号，由此获取与各传感器电极230对应的传感器值。通过使用各传感器电极230的传感器值来确定表示输入位置的坐标。
此时，在未设置电荷分散膜的现有的传感器模块中，如图5A的端视示意图所示，最接近输入单元的传感器电极(此处为传感器电极230-3)的传感器值最大。若仅利用显示最大传感器值的传感器电极230、即离输入单元最近的传感器电极230-3的传感器值来指定输入位置，则由于如上所述，传感器电极230比像素116大，因此无法精细地指定输入位置以适合显示模块110提供的精细影像。因此，不仅利用显示最大传感器值的传感器电极230，而且还利用其附近的传感器电极230(例如，在图5A的例子中为传感器电极230-1、230-2、230-4、230-5等)的传感器值。然而，如图5B中所示意性表示的，输入单元最接近的传感器电极230-3以外的传感器电极230的传感器值与传感器电极230-3的传感器值相比极小。这样，若传感器值的分布变得极小，则难以准确地求出输入单元与传感器电极230-3之间的位置关系，无法进行精细且准确的位置指定。例如，即使在传感器模块上移动输入单元，传感器值分布也不会产生大的变化，难以检测输入单元的移动。特别是在输入单元大于传感器电极230的节距的情况下，该趋势变得显著。也能够通过使传感器电极230小型化来提高位置指定的精度，但是，同时也使传感器电极230的数量增大，因此对检测电路212造成大的负担，其结果是，输入位置的指定所需的时间增大。这成为传感器模块200的响应速度降低、S/N比变差、制造成本和功耗增大的原因。
相对于此，在本实施方式涉及的传感器模块200中，在传感器电极230上隔着电容形成层204设置有电阻较高的电荷分散膜240。因此，由电荷分散膜240、电容形成层204以及传感器电极230形成电容。在这样的构成中，在输入单元靠近传感器模块200时电荷分散膜240中产生的电荷从输入单元最接近的传感器电极230-3上流入其附近的传感器电极230上(参照图6A的波浪线箭头。)。其结果是，电荷经由电荷分散膜240流入的传感器电极230的电位因为电容耦合而发生变动，显示出较大的传感器值(图6B)。因此，也能够从传感器值的分布扩大的、即位于输入单元最接近的传感器电极230-3附近的传感器电极230获取较大的传感器值，因此，通过利用这些传感器值，能够精细且准确地指定输入单元的位置。因此，通过应用本发明的实施方式，能够提供可以在不会导致功耗增大、响应速度降低的情况下高精度地指定输入单元的位置的传感器模块。
＜第二实施方式＞
在本实施方式中，对结构与第一实施方式所述的传感器模块200不同的传感器模块250进行说明。对于与第一实施方式所述的构成相同或类似的构成有时会省略说明。
如图7的俯视示意图和沿图7的点划线B-B′的端面的示意图(图8)所示，本实施方式涉及的传感器模块250具有相互电气隔离且相互存在于同一层内的多个电荷分散膜240。多个电荷分散膜240也可以彼此电浮置，不与其他元件电连接。各电荷分散膜240的大小(面积)小于传感器电极230的大小。因此，各传感器电极230与两个以上的电荷分散膜240重叠。多个电荷分散膜240也能够配置为具有多个行和列的矩阵状。另外，优选电荷分散膜240的节距P(相邻的电荷分散膜240的中心或重心之间的距离)小于电容形成层204的厚度。或者，在本实施方式中，各电荷分散膜240呈矩形状，但优选电荷分散膜240的相邻边之间的间隔小于电容形成层204的厚度。通过将节距P设定为小于电容形成层204的厚度，能够在面内方向上形成比由电荷分散膜240和传感器电极230形成的电容大的电容。或者，电荷分散膜240的节距P也可以根据与对应的传感器电极230的大小的关系来定义。例如，从在一个传感器电极230上至少重叠n行m列的电荷分散膜240的必要性出发，也可以将电荷分散膜240的X方向的节距设为传感器电极的X方向的长度的1/n(n为3以上的整数)。关于Y方向也是同样，也可以将电荷分散膜240的Y方向的节距设为传感器电极的y方向的长度的1/m(m为3以上的整数)。
与第一实施方式的传感器模块200同样地，设置于传感器模块250的多个电荷分散膜240也包含ITO、IZO等透光性氧化物，以使来自显示模块110的光透过。或者，电荷分散膜240也可以包含传感器电极230中能够使用的上述金属或者合金。该情况下，为了确保透光性，电荷分散膜240形成为具有多个开口的网格状。开口的形状、大小、长宽比也能够适当确定。需要指出，传感器模块250的多个电荷分散膜240也可以在设为相互电绝缘的浮置状态的情况下具有较低的电阻。例如，多个电荷分散膜240的电阻也可以为1×10Ω/□以上且小于1×105Ω/□。
通过设置具有上述构成和配置的多个电荷分散膜240，不仅能够形成电荷分散膜240与传感器电极230之间的电容，而且还能够在相邻的电荷分散膜240之间在面内方向上形成电容，由此，能够形成电浮置的节点。当输入单元靠近时，通过输入单元最接近的电荷分散膜240的电荷而使其附近的电荷分散膜240的电位因电容耦合而变动。随着该变动，位于输入单元最接近的传感器电极230附近的传感器电极230的电位也发生变动，能够赋予较高的传感器值。因此，与传感器模块200同样地，传感器模块250也能够进行精细且准确的位置指定。
为了在相邻的电荷分散膜240之间形成更大的电容，也可以将各电荷分散膜240中的一部分或全部成形为具有梳型结构，将电荷分散膜240构成为在相邻的电荷分散膜240之间梳齿啮合。图9的俯视示意图中示出一个例子。在此，用实线表示一个电荷分散膜240，用虚线表示与该电荷分散膜240相邻的多个电荷分散膜240。在该例中，各电荷分散膜240具有中心部240b和梳型部240c。中心部240b是不具有屈曲结构的部分，例如能够定义为最大长度和与其正交的最大宽度之比(长宽比)为0.5以上且1.5以下的部分。另一方面，梳型部240c具有多个屈曲部，能够定义为相邻的屈曲部间的长宽比脱离上述范围的部分。梳型部240c相对于中心部240b分别形成在行方向和列方向上。如图9所示，电荷分散膜240构成、配置为相邻的电荷分散膜240的梳齿相互啮合。换言之，一个电荷分散膜240的一个梳齿配置为被夹在相邻的电荷分散膜240的相邻的两个梳齿之间。在相邻的电荷分散膜240的梳齿啮合的部分中，也考虑到上述不可视化的角度，相邻的梳齿间的距离根据显示装置100的使用方式而在几百μm左右至几十mm之间规定。优选在能够实现不可视化的范围内缩小相邻的梳齿间的距离。通过采用这样的结构，相邻的电荷分散膜240的面内方向的距离大幅降低、且形成的电容的面内方向的长度增大，因此能够在相邻的电荷分散膜240间形成更大的电容。其结果是，能够更有效地增大最接近输入单元的传感器电极230附近的传感器电极230的传感器值。
如上所述，本实施方式的电荷分散膜240能够具有包含金属的网格形状。该情况下，不仅是中心部240b，如图10所示，梳型部240c也可以具备网格形状。网格的开口的长宽比能够任意地确定。例如也可以通过减小相对于梳齿的开口的延伸方向上的长度的与该延伸方向垂直的方向上的长度之比来减小相邻的梳齿间的距离，使电容增大。
也可以在相邻的梳齿240c-1之间不配置布线、电极，而使粘接层222与电容形成层204在相邻的梳齿240c-1之间相接，但也可以如图10所示，在相邻的梳齿240c-1之间设置具有与梳齿240c-1同样的网格结构的电浮置的虚设布线240c-2。虚设布线240c-2能够与中心部240b、梳型部240c存在于同一层内且具有同样的形状，但不与中心部240b、梳型部240c连接而电浮置。通过配置虚设布线240c-2，能够在设置有多个电荷分散膜240的整个传感器区域获得均匀的光学特性，因此能够防止产生莫尔条纹。
需要指出，中心部240b的形状并不限于四边形，中心部240b也可以具有任意的形状。例如，如图11所示，中心部240b也可以为正六边形或大致正六边形。该情况下，形成将中心部240b包围的六个梳型部240c。虽未图示，但中心部240b的形状例如也可以为八边形。随着中心部240b所形成的多边形的角的数量增大，与一个电荷分散膜240相邻的电荷分散膜240的数量增大，因此能够进行更高精度的位置指定。
进而，如图12所示，各电荷分散膜240也可以不具有中心部240b而由梳型部240c构成。在这样的构成中，由于梳型部240c在各电荷分散膜240中所占的大小最大，因此能够在相邻的电荷分散膜240之间形成极大的电容。
需要指出，如作为与图8对应的端视示意图的图13所示，传感器模块250也可以在多个电荷分散膜240之上或者之下具有带电防止膜242。带电防止膜242具有比电荷分散膜240高的电阻，并与多个电荷分散膜240电连接。例如，带电防止膜242的电阻也可以为1×107/□Ω以上且小于1×109Ω/□。带电防止膜242也构成为使可见光透过，也可以包含例如ITO、IZO等导电性氧化物，还可以包含硅。需要指出，带电防止膜242经由第一连接器210与固定电位(例如接地电位)连接。通过设置带电防止膜242，能够防止传感器模块250带电，防止来自外部的静电等的侵入。
＜第三实施方式＞
在本实施方式中，对于结构与第一、第二实施方式所述的传感器模块200、250不同的传感器模块260及包括传感器模块260的显示装置100进行说明。对于与第一、第二实施方式所述的构成相同或类似的构成，有时会省略说明。
本实施方式涉及的传感器模块260是能够应用于带有所谓内嵌式的互电容方式触摸传感器的显示装置的模块，如图14的展开立体示意图所示，具备配置于显示装置100的对置基板114上的多个传感器电极230、多个传感器电极230上的电容形成层204以及电容形成层204上的电荷分散膜240作为基本构成。盖基板206设置于电荷分散膜240上。
图15示出以一个像素116为中心的显示装置100的端视示意图。显示装置100所包括的显示模块110的构成并无限制，能够适当应用公知的结构。在图15所示的显示模块110中，在阵列基板112上设置有包括晶体管130等各种元件的多个像素电路，并在其上形成有与各像素电路连接的液晶元件。液晶元件包括与像素电路电连接的像素电极136、共用电极132、使像素电极136与共用电极132绝缘的层间绝缘膜134、像素电极136和共用电极132上的第一取向膜138和第二取向膜142、配置于第一取向膜138与第二取向膜142之间的液晶层140。在液晶元件上设置有对置基板114，在对置基板114之上(图15中为对置基板114之下)配置有被外涂层148覆盖的遮光膜146、滤色器144等。
传感器模块260的多个传感器电极230配置为条纹状，在其上隔着电容形成层204配置有电荷分散膜240。虽未图示，但在显示装置100中，在阵列基板112之下和盖基板206之上分别设置有偏振膜。需要指出，也可以在传感器电极230与对置基板114之间、传感器电极230与电容形成层204之间、电容形成层204与盖基板206之间形成未图示的粘接层。或者，传感器电极230与对置基板114也可以彼此相接，传感器电极230与电容形成层204也可以彼此相接，或者电容形成层204与盖基板206也可以彼此相接。
在此，在显示模块110中，多个共用电极132设置为条纹状，各共用电极132与配置为多列或多行的像素116重叠，并且与多个传感器电极230交叉。进而，共用电极132作为用于控制液晶元件的液晶层140的取向的一个电极发挥功能，同时也作为用于在传感器模块260中检测输入单元的电极发挥功能。具体而言，在显示模块110显示影像的期间，向共用电极132供给规定的电位，与像素电极136协作控制液晶层140的取向。另一方面，在检测输入单元的期间，向共用电极132施加一定频率(例如几kHz至几十kHz)的脉冲电压，共用电极132与传感器电极230协作作为传感器模块200的构成发挥功能。
传感器电极230与设置于第一连接器210上的检测电路212连接，通过该检测电路212检测其电位的变动。如上所述，由于以时分方式向共用电极132供给交流电压，因此在共用电极132与传感器电极230之间形成电容。通过使输入单元靠近，该电容发生变化，检测电路212经由传感器电极230检测该变化。由此，确定表示输入位置的坐标。
作为传感器模块260所包括的电荷分散膜240，只要应用第一实施方式或第二实施方式中所述的多个电荷分散膜240即可。虽未图示，但在应用多个电荷分散膜240的情况下，也可以如第二实施方式所述还设置带电防止膜242。由于在传感器模块260中设置有电荷分散膜240，因此，如上所述，能够提供可以在不会导致功耗增大、响应速度降低的情况下高精度地指定输入单元的位置的传感器模块。
需要指出，在本实施方式中，也能够采用将传感器电极230设置于对置基板114上的构成。该情况下，可以在传感器电极230上设置电容形成层204、电荷分散膜240以及盖基板206。该情况下，可以将在显示模块110上设置有这些传感器电极230、电容形成层204以及电荷分散膜240的构成称为传感器模块，或者可以称为带触摸面板功能的显示装置。
＜第四实施方式＞
在本实施方式中，对于结构与第一至第三实施方式所述的传感器模块200、250、260不同的传感器模块270及包括传感器模块270的显示装置104进行说明。对于与第一至第三实施方式所述的构成相同或类似的构成，有时会省略说明。
本实施方式涉及的传感器模块270是能够应用于带有所谓内嵌式的自电容式触摸传感器的显示装置的模块。不过，如图16的展开立体示意图所示，与传感器模块260不同，不具有传感器电极230。因此，传感器模块270具备配置于显示模块110上的电容形成层204和电容形成层204上的电荷分散膜240作为基本构成。盖基板206设置于电荷分散膜240上。
配置于显示模块110的共用电极132承担传感器电极230的功能。具体而言，如图17的俯视示意图和与图15对应的端视示意图(图18)所示，在本实施方式涉及的显示模块110中，多个共用电极132以分别与对应的多个像素电极136重叠的方式配置为矩阵状。与第三实施方式所述的显示模块110同样地，在显示影像的期间，从外部电路(未图示)经由连接器118向共用电极132供给规定的电位，与像素电极136协作控制液晶层140的取向。由此，在各像素116中控制液晶层140的取向，实现依照影像信号的灰阶。
在检测输入单元的期间，向各共用电极132供给一定的频率(例如几kHz至几十kHz)的脉冲电压，基于该脉冲电压形成电容，但该电容因输入单元接近而变化。通过检测基于该电容的变化的脉冲电压的变化来检测输入单元，能够指定其坐标。
与传感器模块260同样地，作为传感器模块270所包括的电荷分散膜240，只要应用第一实施方式或第二实施方式中所述的多个电荷分散膜240即可。另外，在应用多个电荷分散膜240的情况下，也可以如第二实施方式所述还设置带电防止膜242。通过设置电荷分散膜240，能够提供可以在不会导致功耗增大、响应速度降低的情况下高精度地指定输入单元的位置的传感器模块。
需要指出，在本实施方式中，可以在对置基板114上设置电容形成层204、电荷分散膜240以及盖基板206。另外，可以将对置基板114视为电容形成层204，在对置基板114上设置电荷分散膜240和盖基板206。该情况下，可以将在显示模块110上设置有这些传感器电极230、电容形成层204、电荷分散膜240的构成称为传感器模块，或者可以称为带触摸面板功能的显示装置。
作为本发明的实施方式，上述各实施方式能够在相互不矛盾的范围内适当地组合实施。另外，关于本领域技术人员基于各实施方式的显示装置、传感器模块适当地进行了构成要素的追加、删除或设计变更而得的方案、或者进行了工序的追加、省略或条件变更而得的方案，只要具备本发明的主旨，就包含在本发明的范围之内。
即使是与由上述各实施方式的形态所带来的作用效果不同的其他作用效果，从本说明书的记载明确可知的、或者本领域技术人员可容易预测的作用效果当然也被解释为是由本发明所带来的。

Claims (20)

1.一种传感器模块，具备：
绝缘性的第一基板；
所述第一基板上的多个传感器电极；
所述多个传感器电极上的绝缘性的第二基板；
位于所述第二基板上且使可见光透过的至少一个导电膜；以及
所述至少一个导电膜上的第三基板。
2.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，
所述至少一个导电膜由与所述多个传感器电极中的全部传感器电极重叠的单个导电膜构成。
3.根据权利要求2所述的传感器模块，其中，
所述导电膜具有1×105Ω/□以上且小于1×107Ω/□的电阻。
4.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，
所述至少一个导电膜包括多个导电膜。
5.根据权利要求4所述的传感器模块，其中，
所述多个导电膜各自具有梳型结构，
所述多个导电膜配置为选自所述多个导电膜中的第一导电膜的一个梳齿被夹在选自所述多个导电膜中且与所述第一导电膜相邻的第二导电膜的两个梳齿之间。
6.根据权利要求5所述的传感器模块，其中，
所述多个导电膜各自整体由梳型结构构成。
7.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，
所述至少一个导电膜包含含有铟的透光性氧化物。
8.根据权利要求1所述的传感器模块，其中，
所述至少一个导电膜包含金属且具有多个开口。
9.根据权利要求4所述的传感器模块，其中，
所述传感器模块还具备带电防止膜，所述带电防止膜位于所述多个导电膜之上或之下，并与所述导电膜电连接，
所述带电防止膜具有比所述多个导电膜的电阻大的电阻。
10.根据权利要求9所述的传感器模块，其中，
所述带电防止膜构成为被供给固定电位。
11.一种显示装置，具备：
显示模块；以及
所述显示模块上的传感器模块，
所述传感器模块具备：
绝缘性的第一基板；
所述第一基板上的多个传感器电极；
所述多个传感器电极上的绝缘性的第二基板；
位于所述第二基板上且使可见光透过的至少一个导电膜；以及
所述至少一个导电膜上的第三基板。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述至少一个导电膜由与所述多个传感器电极中的全部传感器电极重叠的单个导电膜构成。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，
所述导电膜具有1×105Ω/□以上且小于1×107Ω/□的电阻。
14.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述至少一个导电膜包括多个导电膜。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，
所述多个导电膜各自具有梳型结构，
所述多个导电膜配置为选自所述多个导电膜中的第一导电膜的一个梳齿被夹在选自所述多个导电膜中且与所述第一导电膜相邻的第二导电膜的两个梳齿之间。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，
所述多个导电膜各自整体由梳型结构构成。
17.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述至少一个导电膜包含含有铟的透光性氧化物。
18.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述至少一个导电膜包含金属且具有多个开口。
19.根据权利要求14所述的显示装置，其中，
所述显示装置还具备带电防止膜，所述带电防止膜位于所述多个导电膜之上或之下，并与所述导电膜电连接，
所述带电防止膜具有比所述多个导电膜的电阻大的电阻。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，
所述带电防止膜构成为被供给固定电位。
CN202311598505.8A 2022-12-08 2023-11-27 传感器模块及具备传感器模块的显示装置 Pending CN118170272A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022196274A JP2024082429A (ja) 2022-12-08 2022-12-08 センサモジュールおよびセンサモジュールを備える表示装置
JP2022-196274 2022-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118170272A true CN118170272A (zh) 2024-06-11

Family

ID=91346088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311598505.8A Pending CN118170272A (zh) 2022-12-08 2023-11-27 传感器模块及具备传感器模块的显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240192816A1 (zh)
JP (1) JP2024082429A (zh)
CN (1) CN118170272A (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050073507A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-07 Richter Paul J. Touch input sensing device
JP4997624B2 (ja) * 2006-03-14 2012-08-08 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 横電界型液晶表示装置
US9235305B2 (en) * 2011-06-08 2016-01-12 Sharp Kabushiki Kaisha Coordinate position detection apparatus
KR20220169063A (ko) * 2021-06-17 2022-12-27 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024082429A (ja) 2024-06-20
US20240192816A1 (en) 2024-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10452201B1 (en) Touch sensor for display with shield
US10845902B2 (en) Touch sensor for display
US10672566B2 (en) Touch window having improved electrode pattern structure
US8665230B2 (en) Sensing display device
CN110377182B (zh) 有机发光显示装置
US7348966B2 (en) Digital resistive-type touch panel
US10496223B2 (en) Touch detection device and display device with touch detection function
KR101542043B1 (ko) 터치 스크린 패널
EP2911043B1 (en) Touch window and touch device
US11119616B2 (en) Trace transfer techniques for touch sensor panels with flex circuits
CN105843462A (zh) 传感器屏幕和包括该传感器屏幕的显示装置
CN110321028B (zh) 用于显示器的触摸传感器馈线
US20120062487A1 (en) Touch Screen Panel and Display Device Having the Same
US9746947B2 (en) Touch panel and display device including the same
US11029793B2 (en) Touch detecting device and touch-detection capable display device
KR20160088533A (ko) 터치 센서
US20190227672A1 (en) Capacitive touch panel
CN108920034B (zh) 一种阵列基板、触控显示面板和触控显示装置
CN118170272A (zh) 传感器模块及具备传感器模块的显示装置
KR20130024328A (ko) 터치 스크린 패널
CN115280266A (zh) 阵列基板、触控显示装置
US20200225783A1 (en) Reduced line count touch panel for mutual capacitance measurements
TWM478874U (zh) 電容式觸摸顯示裝置
TWI544390B (zh) Capacitive touch display device
CN115756212A (zh) 传感器模块及具备传感器模块的显示装置

Legal Events

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