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CN102541348B - 触摸面板和具有触摸面板的平板显示设备 - Google Patents

触摸面板和具有触摸面板的平板显示设备 Download PDF

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CN102541348B CN201110362178.7A CN201110362178A CN102541348B CN 102541348 B CN102541348 B CN 102541348B CN 201110362178 A CN201110362178 A CN 201110362178A CN 102541348 B CN102541348 B CN 102541348B
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Abstract

提供了触摸面板和具有触摸面板的平板显示设备。触摸面板可以具有：在其上形成的下电极，各个下电极具有预设的倾角，其使得能够制造具有高透射率的触摸面板，并且能够在驱动具有触摸面板的平板显示设备时实现高分辨率画面。触摸面板包括：绝缘基板；多个下电极，它们形成在所述绝缘基板上，各个下电极具有预设的倾角；绝缘层，其形成在所述多个下电极上，并且具有多个接触孔以局部暴露出所述多个下电极；多个上电极，它们形成在所述绝缘层上，并且经由所述多个接触孔与所述多个下电极电连接；以及钝化层，其形成在所述多个上电极上。

Description

触摸面板和具有触摸面板的平板显示设备
技术领域
本申请涉及触摸面板和具有触摸面板的平板显示设备，更具体地说，涉及具有高透射率的触摸面板，能够在驱动具有触摸面板的平板显示设备时实现高分辨率画面，还涉及具有触摸面板的平板显示设备。
背景技术
本申请要求于2010年8月20日提交的、申请号为10-2010-0080984的韩国专利申请的权益，在此为了实现所有目的而以引证的方式将其并入于此。
显示设备是一种视觉信息传输介质，其在阴极射线管(CRT)屏幕上以字符或图形的方式可视化地显示数据。
一般来说，平板显示(FPD)设备是一种图像显示设备，其厚度薄、重量轻，存在各种类型的FPD设备，例如，使用液晶的液晶显示器(LCD)、使用气体放电的等离子体显示面板(PDP)、使用荧光有机化合物(当电流在荧光有机化合物上流动时，该荧光有机化合物发光)的有机发光二极管(OLED)显示器。
同时，还开发了一种排列在FPD设备上的触摸面板，该触摸面板可以通过用户用手指或笔进行按压来输入相应的命令。
触摸面板已经被广泛地应用，从银行的自动柜员机(ATM)到便携式信息设备，例如便携式数字助理(PDA)、笔记本计算机、平板计算机等。一般来说，LCD最常用作附接在触摸面板上面的FPD设备。
可以根据电阻式、电容式、电磁式等检测触摸的方法对触摸面板加以分类。
在各种类型的触摸面板中，配置电容式触摸面板，使得当手指或诸如笔之类的导体位于上玻璃基板附近或触碰该基板时产生电压降，从而通过电压变化来检测触摸位置。
与电阻式触摸面板不同的是，电容式触摸面板中间没有空气层，而且可以显著地抑制在分界面产生的反射。而且，电容式触摸面板的结构中很少引起非均匀性(牛顿环)或闪耀干扰，因而导致高光学性能。
图1是根据现有技术所述的电容式触摸面板的平面图。图2是沿着图1中I-I’线的剖视图。图3A示出现有技术中电容式触摸面板的制造状态，图3B示出图3A中A部分的放大图。
参照图1和图2，电容式触摸面板包括在绝缘基板10上的多个下电极30。在此，下电极30彼此之间留有预设的间隔并水平对齐，各个下电极为矩形。
在下电极30上形成绝缘层50。在此，绝缘层50插入下电极30与上电极70之间，用于在两者之间进行绝缘。
穿过绝缘层50形成第一接触孔53和第二接触孔55以局部暴露出下电极30。在绝缘层50上形成上电极70。在此，下电极30和上电极70经由第一接触孔53和第二接触孔55彼此电连接。
在此，可以提供多个上电极70，每个上电极70均可以包括第一上电极72和第二上电极76。第一上电极72按照菱形图案形成。上电极70中的菱形的第一上电极72通过上连接部分74连接在一起，其中，为了在菱形的第一上电极72之间进行连接而提供上连接部分74。另一方面，上电极70的第二上电极76也按照与第一上电极72相同的菱形图案形成，但彼此之间留有预设的间隔。
在此，下电极30和上电极70可以由导电聚合物组成，例如透明导电的氧化铟锡(ITO)或金属。
参照图2，在上电极70上形成用于保护上电极70以防受到外部伤害的钝化层90。
如图3A和3B所示，当用肉眼看现有技术中由利用金属制成的下电极30和上电极70所形成的电容式触摸面板100时，沿着水平方向可视地形成下电极30的阴影。具体地说，例如，当下电极30覆盖了在触摸面板(100)下方的子像素(SP1、SP2、SP3)中的大部分时(例如，100％、99％、98％、97％、96％、95％、93％、90％)，在金属的下电极(30)上反射从子像素发射的光，由于没有向前表面透射足够的光，导致产生阴影。这些阴影降低了触摸面板的透射率。因此，当具有这种有阴影的触摸面板的FPD设备在运行时，画面质量降低。
发明内容
因此，为了解决上述电容式触摸面板的那些问题，本发明详细说明的一方面提供了一种允许通过形成下电极而具有高透射率的触摸面板，各个下电极具有预设的倾角，而且能够在驱动具有该触摸面板的平板显示设备时实现高分辨率画面，并提供了一种具有触摸面板的平板显示设备。
为了实现这些和其它优势，按照本发明的一方面的目的所述，正如在此实施并宽泛地泛地描述的，一种触摸面板可以包括：绝缘基板；多个下电极，它们形成在所述绝缘基板上，各个下电极具有预设的倾角；绝缘层，其形成在所述多个下电极上，并且具有多个接触孔以局部暴露出所述多个下电极；多个上电极，它们形成在所述绝缘层上，并且经由所述多个接触孔与所述多个下电极电连接；以及钝化层，其形成在所述多个上电极上。
在一些实施方式中，可以在所述多个下电极彼此之间留有预设的间隔。
在其它实施方式中，所述多个上电极可以包括：多个第一上电极，各个第一上电极具有菱形图案并通过多个连接部分彼此连接；以及多个第二上电极，各个第二上电极具有菱形图案并位于所述多个连接部分之间，其中，所述多个第二上电极之间留有预设的间隔。
还是在其它实施方式中，所述多个第二上电极之间的间隔可以在50μm到90μm的范围内。
在另外实施方式中，所述第一上电极的连接部分与所述第二上电极之间的间隔可以在8μm到12μm的范围内。所述连接部分的宽度在40μm到60μm的范围内。所述下电极的倾角在5°到40°的范围内。所述下电极的长度可以在120μm到560μm的范围内。所述下电极的宽度可以在3μm到5μm的范围内。
还是在另外实施方式中，所述下电极的倾角可以根据平板显示设备的分辨率而不同。所述下电极的数量可以根据平板显示设备的分辨率和/或柔性印刷电路(FPC)的触摸面板芯片(IC)中通道的数量而不同。
根据一种示例性实施方式，一种平板显示设备可以包括在此描述的触摸面板。
根据另一种示例性实施方式，一种平板显示设备可以包括：触摸面板，其包括：多个下电极，它们形成在绝缘基板上，各个下电极具有预设的倾角；绝缘层，其形成在所述多个下电极上，并且具有多个接触孔以局部暴露出所述多个下电极；多个上电极，它们形成在所述绝缘层上，并且经由所述多个接触孔与所述多个下电极电连接；以及钝化层，其形成在所述多个上电极上；有机发光二极管层，其位于所述触摸面板下方；阵列基板，其位于所述有机发光二极管层下方；以及有机发光二极管的偏振片，其位于所述触摸面板上。
在另外实施方式中，所述有机发光二极管的偏振片可以包括相位延迟膜。在所述阵列基板上形成的像素可以小于下电极。
如上所述，根据触摸面板和平板显示设备，在触摸面板上的各个下电极中可以具有预设的倾角，从而制造具有高透射率的触摸面板，还可以在驱动具有该触摸面板的平板显示设备时实现高分辨率画面。
本申请的其它应用范围将根据以下给出的详细描述而变得更显而易见。然而，由于根据详细说明在本发明的精神和范围内的各种变化和变型对于本领域技术人员来说将变得更显而易见，因此，应理解仅仅借助于举例说明提供了详细的说明和特定的示例，同时指示了本发明的优选实施方式。
附图说明
附图被包括以提供对本发明进一步的理解，该附图被结合到本说明书中并构成说明书的一部分。附图例举了示例性实施方式，并连同说明书一起有助于解释本发明的概念。在附图中：
图1是根据现有技术所述的电容式触摸面板的平面图；
图2是沿着图1中I-I′线的剖视图；
图3A表示现有技术的电容式触摸面板的制造状态；
图3B表示图3A中A部分的放大图；
图4是表示根据一种示例性实施方式所述的具有电容式触摸面板的FPD设备的剖视图；
图5是表示根据一种示例性实施方式所述的电容式触摸面板的剖视图；
图6是表示图5中下电极的图案的平面图；
图7是示出具有各种尺寸和角度的下电极的实验数据；
图8是根据一种示例性实施方式所述的子像素的平面图；
图9是表示图5中上电极的图案的平面图；
图10是表示根据一种示例性实施方式的下电极与上电极的图案之间的重叠状态的平面图；
图11是图10中B部分的放大图；以及
图12是图4中有机发光层的剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图，提供对根据示例性实施方式所述的触摸面板和具有触摸面板的平板显示(FPD)设备的详细说明。为了参照附图进行简述，相同或等效的组件将具有相同的附图标记，而且对其描述将不再重复。
参照图4，根据一种示例性实施方式的FPD设备可以包括在阵列基板600上形成的有机发光二极管(OLED)层400以及在OLED层400上形成的触摸面板200，该触摸面板200被配置成电容式触摸面板，现在将参照图5至11对其进行详细说明。
参照图5，根据一种示例性实施方式的电容式触摸面板200可以包括绝缘基板210、位于绝缘基板210上的下电极230、位于下电极230上的绝缘层250、位于绝缘层250上的上电极270、以及位于上电极270上的钝化层290。
在一些实施方式中，下电极230和上电极270可以由导电聚合物(例如，透明且导电的氧化铟锡(ITO))形成。
参照图6，可以提供多个下电极230，每个下电极均可以按照矩形图案形成。可以将多个下电极230布置成彼此之间留有预设的间隔。而且，在此示例性实施方式中，为了制造具有高透射率的触摸面板，并且为了在驱动具有该触摸面板的FPD设备时实现高分辨率画面，各个下电极230可以具有预设的倾角。
在一些实施方式中，下电极230的倾角可以在任意范围内或是在5°到40°的范围内。下电极230的倾角可以根据FPD设备的分辨率而不同。而且，下电极230的长度L11可以在例如120μm到600μm的范围内，并且下电极230的宽度W11会如下所述尽可能窄。
当下电极230沿着水平方向形成时，在驱动具有触摸面板的FPD设备时，下电极230会覆盖部分像素，从而造成肉眼可见的阴影，因而降低了触摸面板的透射率。因此，为了解决该问题，提出了具有此处所描述的结构的下电极230。
图7提供了使用示例性的触摸面板的实验数据，该触摸面板具有处于垂直方向、水平方向、23°和15°角的各种角度的下电极230。在下电极(宽度W11为6μm；长度L11为560μm)垂直或水平地对齐的情况下，在触摸面板上可以通过肉眼看见下电极的阴影。
另一方面，在下电极(宽度W11为13μm；长度L11为128μm)处于23°角的情况下，阴影无法为肉眼所见。而且，在下电极(宽度W11为18μm；长度L11为560μm)处于15°角的情况下，阴影仍然是不可见的。因此，带角度的下电极消除了下电极的阴影，从而提高了触摸面板的透射率。因而，当具有这种带角度的下电极的触摸面板的FPD设备在运行时，画面质量提高了。
参照图8，在一些实施方式中，触摸面板可以为任何尺寸，其包括但不局限于3.5英寸面板或3.77英寸面板。例如，在示例性的3.77英寸面板的情况下，绿色子像素(G11或G13)的宽度(GW11)为15.12μm，长度(GL11)为81.75μm，红色子像素(R12或R24)的宽度(RW11)为39.63μm，长度(RL11)为54.25μm，而蓝色子像素(B14或B22)的宽度(BW11)为39.63μm，长度(BL11)为80.25μm。此外，一个绿色子像素(G11)与另一个绿色子像素(G13)之间的距离(d11)是87.63μm，而一个蓝色子像素(B22)与另一个蓝色子像素(B14)之间的距离(d12)是67μm。另外，子像素之间的水平距离可以相同。具体来说，(i)第一绿色子像素(G21)与另一个蓝色子像素(B22)之间的距离(d13)、(ii)该蓝色子像素(B22)与第二绿色子像素(G23)之间的距离(d14)、以及(iii)第二绿色子像素(G23)与一个红色子像素(R24)之间的距离(d15)可以相同(例如，24μm)。在其它实施方式中，子像素区的宽度可以不同或相同。具体来说，子像素区的宽度(W13和W15)可以是51.37μm，并且/或者子像素区的宽度(W14和W16)可以是51.38μm。在一些实施方式中，例如，基于之后要形成的接触孔的宽度和长度，下电极230的宽度W11可以在12μm到18μm的范围内。参照图9，可以提供多个上电极270，每个上电极270均可以包括第一上电极272和第二上电极276。第一上电极272按照菱形图案形成。上电极270中菱形的第一上电极272通过上连接部分274连接在一起，其中，为了在菱形的第一上电极272之间进行连接而提供上连接部分274。另一方面，上电极270的第二上电极276也按照与第一上电极272相同的菱形图案形成，但彼此之间留有预设的间隔。
在一些实施方式中，例如，第一上电极272的上连接部分274的宽度W12可以在40μm到60μm的范围内。例如，第一上电极272的上连接部分274与第二上电极276之间的间隔D11可以在8μm到12μm的范围内。而且，例如，第二上电极276之间的间隔D12可以在50μm到90μm的范围内。图10示出上电极和下电极之间的重叠状态，图11示出图10中B部分的放大图。在此，R、G和B像素610a到610c可以小于下电极230。下电极230的数量可以取决于FPD设备的分辨率。例如，当FPD设备的分辨率为400x800时，每个面板上沿着水平方向形成的下电极230的数量可以为10，每个面板上沿着垂直方向形成的下电极230的数量可以为19。下电极的数量可以根据平板显示设备的分辨率而不同和/或根据触摸面板内柔性印刷电路(FPC)的触摸面板芯片(IC)中通道的数量而不同。
如在此所述，之前实施方式用示例的方式举例说明了穿过绝缘层250形成两个接触孔，用于在下电极230和对应的上电极270之间进行电连接。可选地，可以穿过绝缘层250形成两个或多个接触孔，用于根据FPD设备的分辨率来提高信号传输能力。
以上的一种示例性实施方式举例说明了首先在基板210上形成下电极230，然后在绝缘层250上形成上电极270。可选地，还有可能首先在基板210上形成上电极270，在绝缘层250上形成下电极230。
在一些实施方式中，如图12所示，OLED层400可以被置于触摸面板200下方。在此，OLED层400可以充当FPD设备的光源。OLED层400可以包括空穴注入层410、空穴传输层420、发光层430和电子传输层440以及电子注入层450。
在另外的实施方式中，空穴传输层420和电子传输层440可以具有当被施加高电压时空穴传输层420和电子传输层440上有电流的特性，这些层可以由感光材料制成。空穴传输层420可以由包括例如TPD、NPD、TPAC等的材料制成。电子传输层440可以由包括例如BND、PBD、BCP等的材料制成。在其它实施方式中，发光层430可以根据发光材料呈现各种不同的颜色。整个发光层430可以由具有同一颜色的材料制成。可选地，发光层430中的一部分可以由具有不同颜色的材料制成。
还是在另外的实施方式中，OLED层400可以具有被动矩阵OLED(PMOLED)的结构。
尽管未显示，但是可以将用于显示图像的LCD(未显示)置于例如触摸面板200下方。在一些实施方式中，LCD可以包括液晶(LC)面板，该LC面板设置有带开关装置的薄膜晶体管(TFT)阵列基板、带滤色片的滤色片基板和插入TFT阵列基板与滤色片基板之间的LC层，以及用于向LC面板发射光的背光单元。
在其它实施方式中，背光单元可以包括反射板、光导板、光学片和光源，反射板将从光源发出的光导向光导板，并使从光源发出的光的损失最小化，其中，光导板将来自光源的入射光转换成表面光源，并将转换的表面光源导向LC面板；光学片附着在光导板上，具有一个或多个漫射片和一个或多个棱镜片，并被配置成使得来自光导板表面的入射光能够漫射，并将其均匀地辐射在整个LC面板上；所述光源通过接收来自外部电源的功率向LC面板发光。
因此，根据一种示例性实施方式，每一个下电极230形成为具有倾角，如图11所示，形成小于下电极230的R、G和B子像素610a到610e，从而最小化下电极230与像素之间的重叠区域。另外，可以通过以不平行于子像素的角度形成下电极230来暴露子像素，来自子像素的光仍然可以被透射到触摸面板的表面。因此，具有以足够的角度倾斜的下电极的触摸面板不会导致可见的下电极阴影。
另外，在一种示例性实施方式中，如图4所示，其中，OLED层400可以被置于触摸面板200下方，当在触摸面板200上使用具有相位延迟膜的OLED的偏振片(未显示)时，可以最小化下电极230与像素之间的重叠区域。此外，可以通过在触摸面板200上使用的OLED的偏振片使得触摸面板200的透射率提高，以提高触摸面板200的可视性。因而，可以在驱动具有触摸面板200的FPD设备时实现高分辨率画面。
一种示例性实施方式举例说明了沿着水平方向形成下电极。然而，本发明并不局限于此，其还被应用到沿着垂直方向形成的下电极。
前述实施方式和优势仅仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。此教导可以被可靠地应用到其他类型的装置。本说明书旨在例举，并未限制权利要求的范围。许多改变、变型和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。在此描述的示例性实施方式的特征、结构、方法和其它特性可以按照各种方式来组合，以获得另外和/或可选的示例性实施方式。
由于本发明的特征可以按照多种方式来实现而不脱离本发明的特性，所以还应理解上述实施方式不受前述描述中任何细节的限制，除非另外指出，而且在附加的权利要求所限定的范围内应被宽泛地理解，因此所有落入权利要求的边界和范围或这种边界和范围的等效物内的改变和变型会因而由附加的权利要求所包括。

Claims (17)

1.一种平板显示设备的触摸面板，该触摸面板包括：
绝缘基板；
多个下电极，它们形成在所述绝缘基板上；
绝缘层，其形成在所述多个下电极上，并且具有多个接触孔以局部暴露出所述多个下电极；以及
多个上电极，它们形成在所述绝缘层上，并且所述多个上电极的每一个包括第一上电极和第二上电极，所述上电极的第一上电极通过上连接部分连接在一起，并且所述上电极的第二上电极经由多个接触孔通过下电极连接在一起，所述第一上电极在垂直方向延伸，而第二上电极在水平方向延伸，
其中各个所述下电极相对于所述第二上电极的延伸方向存在预设倾斜，以及
其中，所述平板显示设备的子像素被形成为小于所述下电极。
2.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述多个下电极彼此之间留有预设的间隔。
3.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述多个上电极的各个具有菱形图案，并且
其中，所述第二上电极位于所述多个上连接部分之间，所述多个第二上电极之间留有预设的间隔。
4.如权利要求3所述的触摸面板，其中，所述多个第二上电极之间的间隔在50μm到90μm的范围内。
5.如权利要求3所述的触摸面板，其中，所述第一上电极的连接部分与所述第二上电极之间的间隔在8μm到12μm的范围内。
6.如权利要求3所述的触摸面板，其中，所述连接部分的宽度在40μm到60μm的范围内。
7.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述下电极的倾角在5°到40°的范围内。
8.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述下电极的长度在120μm到560μm的范围内。
9.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述下电极的宽度在12μm到18μm的范围内。
10.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述下电极的倾角根据平板显示设备的分辨率而不同。
11.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述触摸面板还包括柔性印刷电路，所述柔性印刷电路包括触摸面板芯片，并且所述下电极的数量根据触摸面板芯片中通道的数量而不同。
12.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述下电极的数量根据平板显示设备的分辨率而不同。
13.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述触摸面板还包括在所述多个上电极上形成的钝化层。
14.一种包括如权利要求1所述的触摸面板的平板显示设备。
15.一种平板显示设备，该平板显示设备包括：
触摸面板，其包括：多个下电极，它们形成在绝缘基板上，各个下电极具有预设的倾角；绝缘层，其形成在所述多个下电极上，并且具有多个接触孔以局部暴露出所述多个下电极；以及多个上电极，它们形成在所述绝缘层上，并且所述多个上电极的每一个包括第一上电极和第二上电极，所述上电极的第一上电极通过上连接部分连接在一起，并且所述上电极的第二上电极经由多个接触孔通过下电极连接在一起，所述第一上电极在垂直方向延伸，而第二上电极在水平方向延伸，
其中各个所述下电极相对于所述第二上电极的延伸方向存在预设倾斜；
有机发光二极管层，其位于所述触摸面板下方；
阵列基板，其位于所述有机发光二极管层下方；以及
有机发光二极管的偏振片，其位于所述触摸面板上，
其中，在所述阵列基板上形成的子像素小于所述下电极。
16.如权利要求15所述的平板显示设备，其中，所述有机发光二极管的偏振片包括相位延迟膜。
17.如权利要求15所述的平板显示设备，其中，所述触摸面板还包括在所述多个上电极上形成的钝化层。
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